【正文】 回轉(zhuǎn)體，縱截面高為移動(dòng)關(guān)節(jié)的行程長，兩回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的大小決定回轉(zhuǎn)體截面的大小、形狀。 平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人又稱 SCARA 型裝配機(jī)器人，是 Selective Compliance Assembly Robot Arm 的縮寫，意思是具有選擇柔順性的裝配機(jī)器人手臂。直流電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制采用自行開發(fā)的基于 LM629 和 PIC16F877 構(gòu)成的多關(guān)節(jié)控制卡，并編制了能滿足運(yùn)動(dòng)控制要求的軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手的速度、位置以及關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)控制。手臂的內(nèi)孔裝有傳動(dòng)軸，可把動(dòng)作傳給手腕， 以傳動(dòng)、伸屈手腕、開閉手指。 （ 2） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)（手臂） 手臂有無關(guān)節(jié)手臂和有關(guān)節(jié)手臂之分。為了使機(jī)械手能夠正確地工作，手臂的三個(gè)自由度都需要確地定位 。 第二、 在實(shí)現(xiàn)單機(jī) 自動(dòng)化方面，各類半自動(dòng)機(jī)床 包括普通機(jī)床改造的 ，有 自行 夾緊、進(jìn)刀、切削、退刀和松開機(jī)能，但仍需人工上下料 袋上機(jī)械手，可實(shí)現(xiàn)全 自動(dòng)生產(chǎn)，一人看管 多臺(tái)機(jī)床。機(jī)械手在熱加 工其他方面的應(yīng)用有： 上海躍進(jìn)電 機(jī)廠電機(jī)軸中頻熱套機(jī)械手，上海汽車配件廠散熱器浸錫機(jī)械手，長春第一汽車廠 噸垂直分模平鍛機(jī)上下料機(jī)械手，大連工礦車輛廠鑄件清砂噴丸機(jī)械手 尚在調(diào)試中 等等。這種機(jī)械手也稱第二代機(jī)械手，如尤尼曼特 (Unimate)機(jī)械手，即屬這種類型。由于通用機(jī)械手的應(yīng)用和發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)了智能機(jī)器人的研制。 機(jī)械上業(yè)中，應(yīng)用機(jī)械手的主要目的：一是解決生產(chǎn)過程自動(dòng)化，二是改善勞動(dòng)條件，降低勞動(dòng)強(qiáng)度 ，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。 (3)、零件部件系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化：為了加速擴(kuò)大機(jī)械手的 應(yīng)用領(lǐng)域，應(yīng)盡量縮短其設(shè)計(jì)和制造的周期。 (4)、產(chǎn)品性能應(yīng)準(zhǔn)確可靠：機(jī)械手的重要技術(shù)指標(biāo)之一，就是其性能穩(wěn)定可靠為此，要求設(shè)計(jì)合理、元件穩(wěn)定、制造精確。 7 (3)、研制能自動(dòng)編程和自動(dòng)改變程序的機(jī)械手。受令后的智能機(jī)器人， 即可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的各種條件或信息， 獨(dú)立地“分析” 和“判斷”并自編或自變程序地進(jìn)行工作 。 機(jī)械手整機(jī)可分為機(jī)身、大臂、小臂 (含手腕 ) 、手部 4 個(gè)部分 (見圖 1) 。手臂的作用是引導(dǎo)手指準(zhǔn)確地抓住工件，并 運(yùn)送到所需要的位置上。手部抓持工件的迅速、準(zhǔn)確和牢靠程度都將直接影響到工業(yè)機(jī)械手的工作性能，它是工業(yè)機(jī)械手的關(guān)鍵部件之一 設(shè)計(jì)時(shí)要注意的問題： (1) 手指應(yīng)有足夠的夾緊力，為使手指牢靠的夾緊工件，除考慮夾持工件的重力外，還應(yīng)考慮工件在傳送過程中的動(dòng)載荷。 (4) 結(jié)構(gòu)盡量緊湊重量輕，以利于腕部和臂部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 汽缸內(nèi)型選擇，由于行程短，選單作用活塞汽缸，借彈簧復(fù)位 。 汽缸類型選擇：因?yàn)榛钊谐梯^長，往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以選雙作用單活塞汽缸，利用壓縮空氣使活塞向兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。選 10 號(hào)工字鋼。 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 大軸的直徑取 20mm，材料為 45 號(hào)鋼。 步進(jìn)電機(jī)的選擇：步距角要小，要滿足最大靜轉(zhuǎn)矩，因?yàn)檗D(zhuǎn)速低不考慮矩頻特性，按《機(jī)電綜合設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 211 BF 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)表查取， 選 45BF005 步矩角 度，電壓 27 伏，最大靜轉(zhuǎn)矩 ，質(zhì)量 ,外徑 45mm,長度 58mm,軸徑 4mm。 選 14 號(hào)工字鋼。 軸的設(shè)計(jì)計(jì) 算 軸的直徑取 20mm，材料為 45 號(hào)鋼。 步 進(jìn)電機(jī)的選擇：步距角要小，要滿足最大靜轉(zhuǎn)矩，因?yàn)檗D(zhuǎn)速低不考慮矩頻特性，按《機(jī)電綜合設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 211 BF 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)表查取， 選 45BF005 步矩角 度，電壓 27 伏，最大靜轉(zhuǎn)矩 ，質(zhì)量 ,外徑 45mm,長度 58mm,軸徑 4mm。 按《機(jī)械原理》表 82 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表（ GB135787）取 m=1，取 o20?? )(20xx mmmzd ?? )(7022 mmmzd ?? )(1 mmmhh aa ?? ? )()( ?????? ?? mchh af 齒輪寬度計(jì)算： 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 107 圓柱齒輪的齒寬度系數(shù) d? 兩支承相對(duì)小齒輪作對(duì)稱布置取 — ,此處取 1 則 mmddb 20xx0xx ????? 為了防止兩齒輪因裝配后軸向稍有錯(cuò)位而導(dǎo)致嚙合齒寬減少，要適當(dāng)加寬，所以取 24mm。 設(shè)計(jì)時(shí)注意的問題： (1) 要有足夠的剛度和穩(wěn)定性。只要?jiǎng)偠饶軡M足就行了，高度可根據(jù)自動(dòng)線的高低確定 。在保證使用性的前提下簡化了整體結(jié)構(gòu)。 致謝。 隨著我國工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)也會(huì)越來越大，這就給工業(yè) 機(jī)器人研究、開發(fā)、生產(chǎn)者帶來巨大商機(jī)。 由于本人的知識(shí)有限，在設(shè)計(jì)過程中遇到很多問題，我通過查閱大量的資料積累知識(shí)，并且在指導(dǎo)老師幫助和同組成員的共同努力下順利完成了平面關(guān)節(jié)型機(jī)械手設(shè)計(jì)。 (3)結(jié)構(gòu)布置要合理，便于裝修。一般情況下 ,實(shí)現(xiàn)臂部的升降、回轉(zhuǎn)或俯仰等運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置或傳動(dòng)件都安裝在機(jī)身上。 精度驗(yàn)證： )(10)(0 3 2 ) in (1 4 0 0 mmmmo ??? 所以不能滿足精度要求，不能直接傳動(dòng)，要變速機(jī)構(gòu)，在此選用直齒圓柱齒輪。 軸承摩擦力矩的計(jì)算 如果 10?PC （ C 為基本額定動(dòng)載荷， P 為所受當(dāng)量動(dòng)載荷），可按《機(jī)械 設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版 ()公式 : FdT ?? 估算， 其中 : F 為軸承載荷， d 為軸承內(nèi)徑。 較核： G 小臂 ????? mg （ N） 取 140N )(3 201 401 0575 NF ???? ).( ) (75)(1052)2()( 22121 mNLGLLGLLFM O ????????????????? 17 ? ? M P aM P aWyM 1 0 )10( 1 2 8 0 32 ????? ? ?? 按《材料力學(xué)》公式 hbQ?? 其中 h 為工字鋼的高度， b 為工字鋼的腰寬， Q 為所受的力。 按《機(jī)械原理》表 82 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表（ GB135787）取 m=1，取 o20?? )(20xx mmmzd ?? )(7022 mmmzd ?? )(1 mmmhh aa ?? ? )()( ?????? ?? mchh af 齒輪寬度計(jì)算： 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 107 圓柱齒輪的齒寬度系數(shù) d? 兩支承相對(duì)小齒輪作對(duì)稱布置取 — ,此處取 1 則 mmddb 20xx0xx ????? 為了防止兩齒輪因裝配后軸向稍有錯(cuò)位而導(dǎo)致嚙合齒寬減少，要適當(dāng)加寬，所以取 24mm。 軸承摩擦力矩的計(jì)算 如果 10?PC （ C 為基本額定動(dòng)載荷， P 為所受當(dāng)量動(dòng)載荷），可按《機(jī)械 設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版 ()公式 : FdT ?? 估算， 其中 : F 為軸承載荷， d 為軸承內(nèi)徑。 校核： G 小臂 =mg= )( N??? ，取 75N F=75+105=180（ N） 15 LFM ?? 1 +G 小臂 2L? ?? + ).(62 mN?? ? ? MPaMPaWyM 1 0 )10( 6 2 32 ????? ? ?? 按《材料力學(xué)》公式 hbQ?? 其中 h 為工字鋼的高度， b 為工字鋼的腰寬， Q 為所受的力。手臂的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性以及抓重大小（即臂力）和定位精度等都直接影響機(jī)械手的工作性能，所以必須根據(jù)機(jī)械手的抓取重量、運(yùn)動(dòng)形式、自由度數(shù)、運(yùn)動(dòng)速度及其定位精度的要求來設(shè)計(jì)手臂的結(jié)構(gòu)型式。一臺(tái)機(jī)械手可以只用一種驅(qū)動(dòng)，也可以用幾種方式聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，各種驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)見表 31 表 31 比較內(nèi) 容 /驅(qū)動(dòng)方式 機(jī)械傳動(dòng) 異步電機(jī)，直流電機(jī) 步進(jìn)或伺服電機(jī) 氣壓傳動(dòng) 液壓傳動(dòng) 輸出力 矩