【正文】 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)高速大50m/s 傳遞功率300KW　　 傳動(dòng)比準(zhǔn)確對(duì)軸及軸承的壓力小耐油耐磨性好允許采用較小的帶輪直徑較短的中心距和較大是速比　　 維護(hù)保養(yǎng)方便能在高溫灰塵、水及、腐蝕介質(zhì)的惡劣環(huán)境中工作不需潤滑　?。ǘ┤秉c(diǎn)：　　 安裝要求高要求二帶輪軸線平行同步在與二帶輪軸線垂直的平面內(nèi)運(yùn)行帶輪中心距要求較嚴(yán)格安裝不當(dāng)易發(fā)生干涉爬齒跳齒等現(xiàn)象　　 帶與帶輪的制造工藝比較復(fù)雜成本受批量影響 驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種把脈沖信號(hào)變換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件也可以說是一種機(jī)械式的數(shù)模轉(zhuǎn)換器每輸入一個(gè)脈沖步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就前進(jìn)一步因此稱作脈沖電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類繁多主要分三大類：反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、機(jī)床磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以及永磁感應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)本是合計(jì)采用反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單是應(yīng)用最廣泛的一種　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能成為現(xiàn)代數(shù)字控制系統(tǒng)重要的執(zhí)行元件是因?yàn)椴竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)本身也在不斷發(fā)展性能也在不斷完善其優(yōu)點(diǎn)如下：　　 可直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制　　 控制性能好　　 無接觸式元件沒有電刷和轉(zhuǎn)換器運(yùn)行平穩(wěn)可靠在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載范圍內(nèi)步距值不受電源電壓的大小負(fù)載大小波形及周圍環(huán)境溫度變換的影響抗干擾能力強(qiáng)能保持運(yùn)行轉(zhuǎn)速　　 誤差不長期積累　　 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在一相繞組通電的情況下具有自鎖能力永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在不通電的情況下也能保持轉(zhuǎn)矩 機(jī)械傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)計(jì)算　　本設(shè)計(jì)采用一級(jí)傳動(dòng)　　本設(shè)計(jì)計(jì)算參照實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(下冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社出版)中的第十章鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)中第五節(jié)多楔帶和同步帶傳動(dòng)中的同步帶傳動(dòng)章節(jié)因?yàn)樵O(shè)計(jì)車速為3km/h考慮到實(shí)際車速有177。1mm　　自由度：3（Z的移動(dòng)R軸的平動(dòng)θ軸的轉(zhuǎn)動(dòng)） Z：大臂的升降 R：大臂的伸縮 θ：腰軸　　各軸最大運(yùn)動(dòng)速度：　　 Z軸上下：200mm/s　　 θ軸回轉(zhuǎn)：30176。1毫米聯(lián)邦德國機(jī)械制造業(yè)是從1970年開始應(yīng)用機(jī)械手主要用于起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)　　聯(lián)邦德國KnKa公司還生產(chǎn)一種點(diǎn)焊機(jī)械手采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制　　日本是工業(yè)機(jī)械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家自1969年從美國引進(jìn)兩種機(jī)械手后大力從事機(jī)械手的研究　　前蘇聯(lián)自六十年代開始發(fā)展應(yīng)用機(jī)械手至1977年底其中一半是國產(chǎn)一半是進(jìn)口　　目前工業(yè)機(jī)械手大部分還屬于第一代主要依靠工人進(jìn)行控制；改進(jìn)的方向主要是降低成本和提高精度　　第二代機(jī)械手正在加緊研制它設(shè)有微型電子計(jì)算控制系統(tǒng)具有視覺、觸覺能力甚至聽、想的能力研究安裝各種傳感器把感覺到的信息反饋是機(jī)械手具有感覺機(jī)能　　第三代機(jī)械手則能獨(dú)立完成工作中過程中的任務(wù)它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中的重要一環(huán)　　 應(yīng)用簡(jiǎn)況　　現(xiàn)代工業(yè)中生產(chǎn)過程的機(jī)械化自動(dòng)化已成為突出的主題化工等連續(xù)性生產(chǎn)過程的自動(dòng)化已基本得到解決但在機(jī)械工業(yè)中加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的因此裝卸、搬運(yùn)等工序機(jī)械化的迫切性工業(yè)機(jī)械手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的　　有資料統(tǒng)計(jì)：美國偏重于毛坯生產(chǎn)日本偏重于機(jī)械加工隨著機(jī)械手技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用的對(duì)象還會(huì)有所改變　　機(jī)械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力改善熱、累等勞動(dòng)條件　　國內(nèi)機(jī)械手工業(yè)、鐵路工業(yè)中首先在單機(jī)、專機(jī)上采用機(jī)械手上下料減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度　　國外鐵路工業(yè)中應(yīng)用機(jī)械手以加工鐵路車軸、輪等大、中批零件并和機(jī)床共同組成一個(gè)綜合的數(shù)控加工系統(tǒng)　　采用機(jī)械手進(jìn)行裝配更始目前研究的重點(diǎn)國外已研究采用攝象機(jī)和力傳感裝置和微型計(jì)算機(jī)連在一起能確定零件的方位達(dá)到鑲裝的目的　　 發(fā)展趨勢(shì)　　目前工業(yè)機(jī)械手主要用于機(jī)床加工、鑄造、熱處理等方面無論數(shù)量、品種和性能方面還是不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要　　在國內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍重點(diǎn)發(fā)展鑄造、熱處理方面的機(jī)械手以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度改善作業(yè)條件在應(yīng)用專用機(jī)械手的同時(shí)相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手有條件的還要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合機(jī)械手等將機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件如伸縮、擺動(dòng)、升降、橫移、俯仰等機(jī)構(gòu)以及根據(jù)不同類型的加緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu)所以便根據(jù)不同的作業(yè)要求選擇不同類型的基加緊機(jī)構(gòu)即可組成不同用途的機(jī)械手既便于設(shè)計(jì)制造有便于更換工件擴(kuò)大應(yīng)用范圍同時(shí)要提高速度減少?zèng)_擊正確定位以便更好的發(fā)揮機(jī)械手的作用　　此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型以及具有觸覺、視覺等性能的機(jī)械手并考慮與計(jì)算機(jī)連用逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元　　在國外機(jī)械制造業(yè)中工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用較多發(fā)展較快目前主要用于機(jī)床、橫鍛壓力機(jī)的上下料以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)它可按照事先指定的作業(yè)程序來完成規(guī)定的操作　　此外國外機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某種智能的機(jī)械手使它具有一定的傳感能力能反饋外界條件的變化作相應(yīng)的變更如位置發(fā)生稍許偏差時(shí)即能更正并自行檢測(cè)重點(diǎn)是研究視覺功能和觸覺功能目前已經(jīng)取得一定成績　　視覺功能即在機(jī)械手上安裝有電視照相機(jī)和光學(xué)測(cè)距儀（即距離傳感器）以及微型計(jì)算機(jī)工作是電視照相機(jī)將物體形象變成視頻信號(hào)然后送給計(jì)算機(jī)以便分析物體的種類、大小、顏色和位置并發(fā)出指令控制機(jī)械手進(jìn)行工作　　觸覺功能即是在機(jī)械手上安裝有觸覺反饋控制裝置工作時(shí)機(jī)械手首先伸出手指尋找工作通過安裝在手指內(nèi)的壓力敏感元件產(chǎn)生觸覺作用然后伸向前方抓住工件手的抓力大小通過裝在手指內(nèi)的敏感元件來控制達(dá)到自動(dòng)調(diào)整握力的大小總之隨著傳感技術(shù)的發(fā)展機(jī)械手裝配作業(yè)的能力也將進(jìn)一步提高　　更重要的是將機(jī)械手、柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結(jié)合從而根本改變目前機(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài) 機(jī)械手的組成　　機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成其組成及相互關(guān)系如下圖：　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)　( )　　　　　　　　?。?） 手部　　手部安裝在手臂的前端手臂的內(nèi)孔裝有轉(zhuǎn)動(dòng)軸可把動(dòng)作傳給手腕以轉(zhuǎn)動(dòng)、伸屈手腕開閉手指　　本課所指的機(jī)械手僅需開閉手指　　機(jī)械手手部的機(jī)構(gòu)系模仿人的手指分為無關(guān)節(jié)固定關(guān)節(jié)和自由關(guān)節(jié)三種手指的數(shù)量又可以分為二指、三指和四指等其中以二指用的最多可以根據(jù)夾持對(duì)象的形狀和大小配備多種形狀和尺寸的夾頭以適應(yīng)操作需要　　本課所做的機(jī)械手采用二指形狀　　（2） 手臂　　手臂有無關(guān)節(jié)和有關(guān)節(jié)手臂之分　　本課所做的機(jī)械手的手臂采用無關(guān)節(jié)臂　　手臂的作用是引導(dǎo)手指準(zhǔn)確的抓住工件并運(yùn)送到所需要的位置上為了使機(jī)械手能夠正確的工作手臂的三個(gè)自由度都需要精確的定位　　本課題所做的機(jī)械手在手臂的上升、下降、前伸、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)三個(gè)方向的定位均采用行程開關(guān)控制以保證定位的精度　　總括機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)離不開直線移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)二種因此它采用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是直線油缸、擺動(dòng)油缸、電液脈沖馬達(dá)、伺服油馬達(dá)、直流伺服馬達(dá)和步進(jìn)馬達(dá)等　　軀干是安裝手臂、動(dòng)力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的支架　　 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)　　驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有四種：液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、電氣驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)其中以液壓氣動(dòng)用的最多占90%以上電動(dòng)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)用的較少　　液壓驅(qū)動(dòng)主要是通過油缸、閥、油泵和油箱等實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)它利用油缸、馬達(dá)加上齒輪、齒條實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)；利用擺動(dòng)油缸、馬達(dá)與減速器、油缸與齒條、齒輪或鏈條、鏈輪等實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是壓力高、體積小、出力大、運(yùn)動(dòng)平緩可無級(jí)變速自鎖方便并能在中間位置停止缺點(diǎn)是需要配備壓力源系統(tǒng)復(fù)雜成本較高　　氣壓驅(qū)動(dòng)所采用的元件為氣壓缸、氣壓馬達(dá)、氣閥等一般采用46個(gè)大氣壓個(gè)別的達(dá)到810個(gè)大氣壓它的優(yōu)點(diǎn)是氣源方便維護(hù)簡(jiǎn)單成本低缺點(diǎn)是出力小體積大由于空氣的可壓縮性大很難實(shí)現(xiàn)中間位置的停止只能用于點(diǎn)位控制而且潤滑性較差氣壓系統(tǒng)容易生銹　　為了減少停機(jī)時(shí)產(chǎn)生的沖擊氣壓系統(tǒng)裝有速度控制機(jī)構(gòu)或緩沖機(jī)構(gòu)　　電氣驅(qū)動(dòng)采用的不多現(xiàn)在都用三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力用大減速比減速器來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；直線運(yùn)動(dòng)則用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)；有的采用直線電動(dòng)機(jī)通用機(jī)械手則考慮用步進(jìn)電機(jī)、直流或交流的伺服電機(jī)、變速箱等　　電氣驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)力源簡(jiǎn)單維護(hù)使用方便驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)可以采用統(tǒng)一形式的動(dòng)力出力比較大；缺點(diǎn)是控制響應(yīng)速度比較慢　　機(jī)械驅(qū)動(dòng)只用于固定的場(chǎng)合一般用凸