【正文】 0 0 . 0 0 9 2J J J J k g m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?手工 件 伸 旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算： ⑴克服啟動(dòng)慣性所需的力矩 M慣 ： 啟腕部慣 tJM?? 式中：ω —— 手腕回轉(zhuǎn)過(guò)程的角速度（ 1/s） t啟 —— 啟動(dòng) 過(guò)程中所需的時(shí)間（ s） t啟 = s 1 8 0 6 022 3606 0 6 0n?????? ? ? 那么， 0. 00 92 0. 030. 1M Nm?? ? ?慣 ⑵腕部回轉(zhuǎn)所屬的總力矩 M總 ： 由于手夾持在工件重心（中心）位置轉(zhuǎn)動(dòng)， M偏 =0，腕部與手部聯(lián)接使用非軸承元件，所生 的摩擦力矩 M摩不大，為了簡(jiǎn)化計(jì)算可以將 M慣 適當(dāng)放大，而省略掉 M偏、 M摩，這時(shí) M總 = M慣 那么， M總 = M慣 =(Nm) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 4版資料，選擇齒輪齒條轉(zhuǎn)擺動(dòng)氣缸（缸徑為 50mm）型號(hào)： 13 DRQPPVJA。表 34所列缸筒壁厚值可供參考。 當(dāng)長(zhǎng)細(xì)比 時(shí) （ 39） 當(dāng)長(zhǎng)細(xì)比 時(shí) （ 310） 式中 活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度（ m），見表 33 活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑， 實(shí)心桿 空心桿 活塞桿橫截面慣性矩， 實(shí)心桿 空心桿 空心活塞桿內(nèi)徑直徑（ m）； 活塞桿截面積 實(shí)心桿 空心桿 系數(shù)，見表 33 材料彈性模量，對(duì)鋼取 材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值，對(duì)鋼取 系數(shù)，對(duì)鋼取 a=1/5000 安裝方式為鉸支 鉸支 ,根據(jù)表 33得知取 n=1,由于活塞桿長(zhǎng)度 L=10cm(行程為 5mm),活塞桿桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑 (實(shí)心桿 ) 8 31 2 1 04IdKmA ?? ? ? ? 所以長(zhǎng)細(xì)比 30 .1 5 0 8 52 1 0L K ?? ? ?? 所以 72249 10 0. 086411 ( 50 )50 00 198000kFN??? ? ??? ?? 若縱向推力載荷（總載荷）超過(guò)極限力 ，就應(yīng)采取相應(yīng)措施。 以上公式計(jì)算出的氣缸內(nèi)徑 D應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值?；钊麠U拉力 2F 為克服機(jī)械手的自重（ ）和克服抓取物的重量 ()所用的力為 2 (1 .5 0 .5 ) 1 0 2 0FN? ? ? ? 由式（ 33， 34）可求得氣缸直徑 D。 氣缸工作總阻力 (N)。 活塞桿的拉力 (N)。用于自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。若無(wú)彈簧，用壓縮空氣復(fù)位，即為雙向作用薄膜式氣缸。 （二） 升降缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核和伸縮缸的選擇 氣缸的分類 普通氣缸的結(jié)構(gòu)組成見圖 31。 (3)保證工件準(zhǔn)確定位 為使手指和被夾持工件保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應(yīng)的手指形狀。 設(shè)計(jì)時(shí)注意的問(wèn)題 (1)具有足夠的握力 (即夾緊力 ) 在確定手指的握力時(shí)，除考慮工件重量外，還應(yīng)考慮在傳送或操作過(guò)程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)，以保證工件不致產(chǎn)生松動(dòng)或脫落。當(dāng)二支 3 點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的兩個(gè)回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的距離縮小到無(wú)窮小時(shí)，就變成了一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指 。 （七） 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表 用途 : 用于自動(dòng)輸送線的上下料。根據(jù)統(tǒng)計(jì)和比較，該機(jī)械手手臂的伸縮行程定為 600mm, 2 最大工作半徑約為 mm1400 。除了運(yùn)動(dòng)速度以外，手臂設(shè)計(jì)的基本參數(shù)還有伸縮行程和工作半徑。最大回轉(zhuǎn)速度設(shè)計(jì)為 s/90? 。 （六） 機(jī)械手的主要參數(shù) 機(jī)械手的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù)，由于是采用氣動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)，因此考慮抓取的物體不應(yīng)該太重，查閱相關(guān)機(jī)械手的設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)抓取的工件質(zhì)量為 5公斤 基本參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)械手主要的基本參數(shù)。手臂的各種運(yùn)動(dòng)由氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。 （二） 機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 考慮到機(jī)械手的通用性，同時(shí)由于被抓取 工件是水平放置，因此手腕必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)才可滿足工作的要求?？梢愿淖儎?dòng)作程序的自動(dòng)搬運(yùn)或操作設(shè)備，操作頻繁的生產(chǎn)場(chǎng)合。 16 內(nèi)容摘要 對(duì)氣動(dòng)機(jī)械手的基本要求是能快速、準(zhǔn)確地拾 放和搬運(yùn)物件，這就要求它們具有高精度、快速反應(yīng)、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置都能自動(dòng)定位等特性 。 13 （二） 機(jī)械手可編程序控制器控制方案 2 （二） 升降缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核和伸縮缸的選擇 Ⅰ 一、 機(jī)械手設(shè)計(jì)方案 1 （一） 機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 1 （二） 機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 1 （三） 機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 1 （四） 機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 1 （六） 機(jī)械手的主要參數(shù) 1 （七） 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表 設(shè)計(jì)氣動(dòng)機(jī)械手的原則是 :充分分析作業(yè)對(duì)象(工件 )的作業(yè)技術(shù)要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件 。在發(fā)出指令協(xié)調(diào)各有關(guān)驅(qū)動(dòng)器之間 的運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還要完成編程、示教 /再現(xiàn)以及其他環(huán)境狀況（傳感器信息）、工藝要求、外部相關(guān)設(shè)備之間的信息傳遞和協(xié)調(diào)工作，使各關(guān)節(jié)能按預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng) 。因此，手腕設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。 （四） 機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 由于氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏，阻力損失和泄漏較小，成本低廉因此本機(jī)械手采用氣壓傳動(dòng)方式。操作節(jié)拍對(duì)機(jī)械手速度提出了要求，設(shè)計(jì)速度過(guò)低限制了它的使用范圍。平均移動(dòng)速度為 sm/ 。大部分機(jī)械手設(shè)計(jì)成相當(dāng)于人工坐著或站著且略 有走動(dòng)操作的空間。手臂升降行程定為 mm120 。 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) : （ 1） 抓重 : kg5 （ 2） 自由度數(shù) :4個(gè)自由度 （ 3） 坐標(biāo)型式 :圓柱坐標(biāo) （ 4） 最大工作半徑 : mm1400 （ 5） 手臂最大中心高 : mm1250 （ 6） 手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù) : 伸縮行程 mm1200 伸縮速度 smm/400 升降行程 mm120 升降速度 smm/250 回轉(zhuǎn)范圍 ?? 1800 ? 回轉(zhuǎn)速度 s/90? （ 7） 手腕運(yùn)動(dòng)參數(shù) : 回轉(zhuǎn)范圍 ?? 1800 ? 回轉(zhuǎn)速度 s/90? （ 8） 手指夾持范圍 :棒料 : mmmm 15080 ?? ? （ 9） 定位方式 :行程開關(guān)或可調(diào)機(jī)械擋塊等 （ 10） 定位精度 : mm1? （ 11） 驅(qū)動(dòng)方式 :氣壓傳動(dòng) （ 12） 控制方式 : 點(diǎn)位程序控制 (采用 PLC) 二 、 機(jī)械手手部設(shè)計(jì) （一） 夾持式手部結(jié)構(gòu) 夾持式手部結(jié)構(gòu)由手指 (或手爪 )和傳力機(jī)構(gòu) 所組成。同理，當(dāng)二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的手指長(zhǎng)度變成無(wú)窮長(zhǎng)時(shí)，就成為移動(dòng)型。 (2)手指間應(yīng)具有一定的開閉角 兩手指張開與閉合的兩個(gè)極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。例如圓柱形工件采用帶“ V”形面的手指，以便自動(dòng)定心。主要由前蓋、后蓋 活塞 活塞桿 缸筒 5 其他一些零件組成。行程較長(zhǎng)的薄膜式氣缸膜片受到滾壓，常稱滾壓（風(fēng)箱）式氣缸。撓性氣缸缸筒由撓性材料制成，由夾住缸筒的滾子代替活塞。 活塞直徑 (m)。 氣缸工作時(shí)的總阻力 zF 與眾多因素有關(guān) ,如運(yùn)動(dòng)部件慣性力 ,背壓阻力 ,密封處摩擦力等 .以上因素可以載荷率 的形式計(jì)入公式 ,如要求氣缸的靜推力 1F 和靜拉力 2F ,則計(jì)入載荷率后 （ 33） （ 34） 計(jì)入載荷率就能保證氣缸工作時(shí)的動(dòng)態(tài)特征 .若氣缸動(dòng)態(tài)參數(shù)要求較高 。 當(dāng)推力作功時(shí) （ 35） 6 （ 36） 用式（ 36）計(jì)算時(shí)，活 塞桿 d可根據(jù)氣缸拉力預(yù)先估定，詳細(xì)計(jì)算見活塞的計(jì)算。參考表 31得 32D mm? 根據(jù) 可估算得 328d mmmm??? 表缸筒內(nèi)徑系列 （ mm） 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 (90) 100 (110) 125 (140) 160 (180) 200 (220) 250 320 400 500 630 注：無(wú)括號(hào)的數(shù)值為優(yōu)先選用者 活塞桿直徑系列 （ mm） 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 （ 2）活塞桿的計(jì)算 ① 按強(qiáng)度條件計(jì)算 當(dāng)活塞桿的長(zhǎng)度 L較小時(shí)（ L≤ 10d），可以只按強(qiáng)度條件計(jì)算活塞桿直徑 d 7 （ 38） 式中 氣缸的推力（ N）； 活塞桿材料的許用應(yīng)力 (Pa), 材料的抗拉強(qiáng)度（ Pa）； 安全系數(shù)， S≥ 。在其他條件（行程、安裝方式）不變的前提下，多以加大活塞桿直徑 d來(lái)解決。 因加工等原因如表 34選 ? =5 mm. 表氣缸筒壁厚 (mm) 材料 氣缸直徑 鑄鐵 HT150 50 80 100 125 160 200 250 320 壁 厚 7 8 10 10 12 14 16 16 鋼 Q235A、 4 20號(hào)無(wú)縫管 5 6 7 7 8 8 10 10 鋁合金 ZL3 812 1214 1417 伸縮缸的選擇 根據(jù)機(jī)械手的總體的受力 ,伸縮缸的選擇可以和升降缸使用相 同的尺寸。 在 ，轉(zhuǎn)矩為 6Nm，大于 M總 （安全）。為此采用了循環(huán)掃描的工作方式。輸入輸出狀態(tài)暫存器也稱為 I/0狀態(tài)表 .該表是一個(gè)專門存放輸入輸出狀態(tài)信息的存儲(chǔ)區(qū)。當(dāng)確認(rèn)其硬件工作正常后，進(jìn)入下一階段。 第三階段是程序處理階段。 段 CPU對(duì)用戶程序已掃描處理完畢，并將運(yùn)算結(jié)果寫入到 I/0狀態(tài)表狀態(tài)暫存器中。 （二） 采用氣壓傳動(dòng)，動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏，能實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)， 便于自動(dòng)控制。 （三） 通過(guò)對(duì)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理圖的參數(shù)化繪制，大大提高了繪圖速度， 節(jié)省了大量時(shí)間和避免了不必要的重復(fù)勞動(dòng)，同時(shí)做到了圖紙的統(tǒng)一規(guī)范。沒(méi)有他們的幫助和支持是沒(méi)有辦法完成我的畢業(yè)論文的，同窗之間的友誼永遠(yuǎn)長(zhǎng)存，在學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無(wú)私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向老師 們 表示由衷的謝意 。 一、 工程概況： 西夏建材城生活區(qū) 2 30住宅樓位于銀川市新市區(qū) ，橡膠廠對(duì)面。30樓 m2。設(shè)計(jì)室外地坪至檐口高度 00m，呈長(zhǎng)方形布置，東西向，三個(gè)單元。地面除衛(wèi)生間 200 200 防滑地磚，樓梯間 50 厚細(xì)石砼 1： 1 水泥砂漿壓光外，其余均采用 50 厚豆石砼毛地面。 本工程設(shè)計(jì)為磚混結(jié)構(gòu)，共六層。 本工程設(shè)計(jì)給水管采用 PPR 塑料管，熱熔連接；排水管采用UPVC 硬聚氯乙烯管，粘接；給水管道安裝除立管及安裝 IC 卡水表的管段明設(shè)計(jì)外，其余均暗設(shè)。計(jì)劃 2021 年 9 月 15 日前 3 完成基礎(chǔ)工程， 2021 年 12 月 30 日完成主體結(jié)構(gòu)工程， 2021 年 6月 20 日完成裝修工種，安裝工程穿插進(jìn)行，于 2021 年 7 月 1 日前完成。 ⑶ 內(nèi)裝修工程 門窗框安裝→室內(nèi)墻面抹灰→樓地面→門窗安裝、油漆→五金安裝、內(nèi)部清理→通水通電、竣工。 機(jī) 械準(zhǔn)備 ⑴ 設(shè) 2 臺(tái)攪拌機(jī)， 2 臺(tái)水泵。 ⑸ 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)塔吊 2 臺(tái)。樓層用水采用鋼管焊接給水管，每層留一出水口；給水管不置蓄水池內(nèi)，由潛水泵進(jìn)行送水。 四、主要施工方法 施工測(cè)量放線 ⑴ 施工測(cè)量基