【正文】 在機(jī)床運(yùn)用的例子來(lái)和大家聊，并歡迎大家提出意見(jiàn)。）178。）178。）178。 螺距 P=6mm 梯形螺紋 螺 紋 的 工 作 高 度 h= （ ） =3mm 螺 紋 牙 底 寬 度 b== 6= （ ） 螺桿強(qiáng)度 [ σ ]= σ s/3 ～ 5 （ ） =150/3～ 5 =30～ 50Mpa 螺紋牙剪切 [τ ]=40 彎曲 [σ b]=45～ 55 當(dāng)量應(yīng)力 〖 6〗 ? ???? ??????????????????? 231221 4dTdF () 式中 T—— 傳遞轉(zhuǎn)矩 N kg用來(lái)降低轉(zhuǎn)速和增 轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要。 如圖 Y90S4 電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)所示： 型號(hào) 額定功率KW 滿載時(shí) 堵轉(zhuǎn)電流 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 電流A r/min轉(zhuǎn) 速 效率 % 功率因素 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 Y90S4 1400 79 圖 Y90S4 電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù) 帶動(dòng)機(jī)身回轉(zhuǎn)的電機(jī)： 〖 10〗 初選轉(zhuǎn)速 W=60186。 電機(jī)的選擇 機(jī)身部使用了兩個(gè)電機(jī)，其一是帶動(dòng)臂部的升降運(yùn)動(dòng)；其二是帶動(dòng)機(jī)身的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。臂部可沿機(jī)座立柱作升降運(yùn)動(dòng)，獲得較大的升降行程。因此，臂部的運(yùn)動(dòng)愈多，機(jī)身的結(jié)構(gòu)和受力情況就愈復(fù)雜，機(jī)身既可以是固定式的，也可以是行走式的 ,如圖 所示。 =60 25178。則偏轉(zhuǎn)角β按最佳偏轉(zhuǎn)角來(lái)確定， 查表得： β =22186。）178。?25?10179。此種結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，制造方便。手指開(kāi)閉范圍的要求與許多因素有關(guān)，如工件的形狀和尺寸，手指的形狀和尺寸，一般來(lái)說(shuō)，如工作環(huán) 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 境許可，開(kāi)閉范圍大一些較好，如圖 所示。對(duì)于剛性很差的工件夾緊力大小應(yīng)該設(shè)計(jì)得可以調(diào)節(jié)，對(duì)于笨重的工件應(yīng)考慮采用自鎖安全裝置。 機(jī)械手的抓取能力可參照鉗爪式手部的有關(guān)公式，結(jié)合機(jī)械手的幾何參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。機(jī)械手臂部復(fù)合液壓缸中配合精度的設(shè)計(jì)，全部參照液壓缸的設(shè)計(jì)要求確定。 機(jī)械手是工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對(duì)象。 機(jī)械手是一種能自動(dòng)化定位控制并可重新編程序以變動(dòng)的多功能機(jī)器，它有多個(gè)自由度，可用來(lái)搬運(yùn)物體以完成在各個(gè)不同環(huán)境中工作。 機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng) 化生產(chǎn)設(shè)備。由于氣動(dòng)系統(tǒng)工作壓力較低，因此降低 了氣動(dòng)元、輔件的材質(zhì)和加工精度要求，制造容易，成本較低。壓縮空氣可存貯在儲(chǔ)氣罐中，因此，發(fā)生突然斷電等情況時(shí)，機(jī)器及其工藝流程不致突然中斷。 (3)動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原 子能部門操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱為機(jī)械手。自由 度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。 機(jī)械手的組成原理 機(jī)械手 能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬 運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。第三類是用專用機(jī)械手，主要附屬于自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)線上，用以解決機(jī)床上下料和工件送。它的特點(diǎn)是具備普通機(jī)械的性能之外，還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。 b 記憶再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)械手 不久的將來(lái)， 氣動(dòng)機(jī)械手將越來(lái)越廣泛地進(jìn)人工業(yè)、軍事、航空、醫(yī)療、生活等領(lǐng)域。我國(guó)對(duì)氣動(dòng)技術(shù)和氣動(dòng)機(jī)械手的研究與應(yīng)用都比較晚，但隨著投入力度和研發(fā)力度的加大，我國(guó)自主研制的許多氣動(dòng)機(jī)械手已經(jīng)在汽車等行業(yè)為國(guó)家的發(fā)展進(jìn)步發(fā)揮著重要作用。 而今，電磁閥的線圈功率越來(lái)越小，而 PLC 的輸出功率在增大，由 PLC 直接控制線圈變得越來(lái)越可能。因?yàn)橹悄荛y島本來(lái)就是 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 模塊化的設(shè)備，特別是緊湊型 CP 閥島，它對(duì)分散上的集中控制起了十分重要的作用，特別對(duì)機(jī)械手中的移動(dòng)模塊。由于模塊化氣動(dòng)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)部件采用了特殊設(shè)計(jì)的滾珠軸承，使它具有高剛性、高強(qiáng)度及精確的導(dǎo)向精度。氣動(dòng)機(jī)械手的重復(fù)精度將越來(lái)越高，它的應(yīng)用領(lǐng)域也將更廣闊，如核工業(yè)和軍事工業(yè)等。重復(fù)精度是指如果動(dòng)作重復(fù)多次，機(jī)械手到達(dá)同樣位置的精確程度。如酒、油漆灌裝氣動(dòng)機(jī)械手；自動(dòng)加蓋、安裝和擰緊氣動(dòng)機(jī)械手，牛奶盒裝箱氣動(dòng)機(jī)械手等。高頻率的點(diǎn)焊、力控的準(zhǔn) 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 確性及完成整個(gè)工序過(guò)程的高度自動(dòng)化，堪稱是最有代表性的氣動(dòng)機(jī)械手應(yīng)用之一。而氣動(dòng)機(jī)械手作為機(jī)械手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、動(dòng)作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境、容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)、易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作等優(yōu)點(diǎn)。 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 TronX 電子氣動(dòng)機(jī)器人，能與人親切地握手，它的頭部、腰部、手能與人類一樣彎曲運(yùn)動(dòng)，并且有良好的柔韌性。 90 年代初，由布魯塞爾皇家軍事學(xué)院 Y 80 年代進(jìn)入氣動(dòng)集成化、微型化的時(shí)代。20 世紀(jì) 30 年代初，氣動(dòng)技術(shù)成功地應(yīng)用于自動(dòng)門的開(kāi)閉及各種機(jī)械的輔助動(dòng)作上。隨著微電子技術(shù)、 PLC 技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，氣動(dòng)技術(shù)已成為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代傳動(dòng)與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。 從各國(guó)的行業(yè)統(tǒng)計(jì)資料來(lái)看，近 30 多年來(lái)，氣動(dòng)行業(yè)發(fā)展很快。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不 斷重復(fù)工作和勞動(dòng)，不知疲勞，不怕危險(xiǎn)，抓舉重物的力量比人手力 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 大的特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用。它的特點(diǎn)是可通過(guò)編程來(lái)完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。本篇根據(jù)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般程序，分四步詳細(xì)地介紹了工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程 。 氣動(dòng)通用機(jī)械手設(shè)計(jì) 手臂回轉(zhuǎn)用液壓緩沖器 部分 作 者 姓 名： 周 慶學(xué) 指 導(dǎo) 教 師：張鐳 單 位 名 稱：遼陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 名 稱：數(shù)控技術(shù)應(yīng)用 東 北 大 學(xué) 2022 年 4 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 氣動(dòng)通用機(jī)械手設(shè)計(jì) 手臂回轉(zhuǎn)用液壓緩沖器 部分 基本內(nèi)容： 1. 氣動(dòng)通用機(jī)械手設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì) 2. 氣動(dòng)通用機(jī)械手 手臂回轉(zhuǎn)用液壓緩沖器 部分設(shè)計(jì)計(jì)算 3. 氣動(dòng)通用機(jī)械手 手臂回轉(zhuǎn)用液壓緩沖器 部分機(jī)械結(jié)構(gòu)圖設(shè) 計(jì) 4. 氣動(dòng)通用機(jī)械手 手臂回轉(zhuǎn)用 液壓緩沖器 部分機(jī)械結(jié)構(gòu)圖設(shè) 5 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)（ 12022字以上） . 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專題部分： 題目： 基本內(nèi)容： 學(xué)生接受畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目日期 第 1 周 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 摘 要 機(jī)機(jī) 械手是模仿人的手部動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)和操作的自動(dòng)裝置。本篇介紹的工業(yè)機(jī)械手屬圓柱坐標(biāo)式、全液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開(kāi)各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人 的一個(gè)重要分支。在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)械手被廣泛的運(yùn)用于自動(dòng)生產(chǎn)線中，機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi)，迅速發(fā)殿起來(lái)的一門新興的技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。電氣可編程控制技術(shù)與氣動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，使整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度更高，控制方式更靈活，性能更加可靠；氣動(dòng)機(jī)械手、柔性自動(dòng)生產(chǎn)線的迅速發(fā)展，對(duì)氣動(dòng)技術(shù)提出了更多更高的要求； 微電子技術(shù)的引入，促進(jìn)了電氣比例伺服技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，使氣動(dòng)技術(shù)從開(kāi)關(guān)控制進(jìn)入閉環(huán)比例伺服控制，控制精度不斷提高；由于氣動(dòng)脈寬調(diào)制技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗污染能力強(qiáng)和成本低廉等特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外都在大力開(kāi)發(fā)研究。從 20 世紀(jì) 80 年代中期開(kāi)始，氣動(dòng)元件產(chǎn)值的年遞增率達(dá) 20%以上，高于中國(guó)機(jī)械工業(yè) 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 產(chǎn)值平均年遞增率。 1880 年，人們第一次利用氣缸做成氣動(dòng)剎車裝置，將它成功地用到火車的制動(dòng)上 。在 70 年代，由于氣動(dòng)技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，在自動(dòng)化控制領(lǐng)域得到廣泛的推廣。 氣動(dòng)機(jī)械手強(qiáng)調(diào)模塊化的形式，現(xiàn)代傳輸技術(shù)的氣動(dòng)機(jī)械手在控制方面采用了先進(jìn)的閥島技術(shù)（可重復(fù)編程等），氣動(dòng)伺服系統(tǒng)（町實(shí)現(xiàn)任意位置上的精確定位），在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上全部采用模塊化的拼裝結(jié)構(gòu)。 由漢諾威大學(xué)材料科學(xué)研究院設(shè)計(jì)的氣動(dòng)攀墻機(jī)器人，它集遙感技術(shù)和真空技術(shù)于一體，成功地解決了垂直攀緣等視為危險(xiǎn)工作的操作問(wèn)題。 3 氣動(dòng)機(jī)械手的應(yīng)用現(xiàn)狀 由于氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)使用安全、可靠，可以在高溫、震動(dòng)、易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射等惡劣環(huán)境下工作 ”’。車身在每個(gè)工序的移動(dòng)；車身外殼被真空吸盤(pán)吸起和放下，在指定工位的夾緊和定位；點(diǎn)焊機(jī)焊頭的快速接近、減速軟著陸后的變壓控制點(diǎn)焊，都采用了各種特殊功能的氣動(dòng)機(jī)械手。 氣動(dòng)機(jī)械手用于對(duì)食品行業(yè)的粉狀、粒狀、塊狀物料的自動(dòng)計(jì)量包裝；用于煙草工業(yè)的自動(dòng)卷煙和自動(dòng)包裝等許多工序。 4 發(fā)展前景及方向 重復(fù)高精度 精度是指機(jī)器人、機(jī)械手到達(dá)指定點(diǎn)的精確程度，它與驅(qū)動(dòng)器的分辨率以及反饋裝置有關(guān)。隨著微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，以及氣動(dòng)伺服 技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室和氣動(dòng)伺服定位系統(tǒng)的成套化。它集成電接口和帶電纜及氣管的導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，使機(jī)械手運(yùn)動(dòng)自如。 智能閥島的出現(xiàn)對(duì)提高模塊化氣動(dòng)機(jī)械手和氣動(dòng)機(jī)器人的性能起到了十分重要的支持作用。 機(jī)電氣一體化 由 “可編程序控制器 傳感器 氣動(dòng)元件 ”組成的典型的控制系統(tǒng)仍然是自動(dòng)化技術(shù)的重要方面；發(fā)展與電子技術(shù)相結(jié)合的自適應(yīng)控制氣動(dòng)元件，使氣動(dòng)技術(shù)從 “開(kāi)關(guān)控制 ”進(jìn)入到高精度的 “反饋控制 ”；省配線的復(fù)合集成系統(tǒng)，不僅減少配線、配管和元件，而且拆裝簡(jiǎn)單，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。目前在世界上形成了以日本、美國(guó)和歐盟氣動(dòng)技術(shù)、氣動(dòng)機(jī)械手三足鼎立的局面。固定程序由凸輪轉(zhuǎn)鼓或擋塊轉(zhuǎn)鼓控制，可變程序用插銷板或轉(zhuǎn)鼓控制來(lái)給定程序。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項(xiàng)規(guī)定的操作。工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。本課題所做的機(jī)械手設(shè)計(jì)是屬于第三類機(jī)械手 。手部是用來(lái)抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。 機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒(méi)有獨(dú)立的控制裝置。外泄 漏不會(huì)像液壓傳動(dòng)那樣，造成壓力明顯降低和嚴(yán)重污染。 (4)能源可儲(chǔ)存。 (6)成本低廉。雖然氣動(dòng)技術(shù)作為機(jī)器人中的驅(qū)動(dòng)功能已有部分被工業(yè)界所接受，而且對(duì)于不太復(fù)雜的機(jī)械手，用氣動(dòng)元件組成的控制系統(tǒng)己被接受，但由于氣動(dòng)機(jī)器人這一體系己經(jīng)取得的一系列重要進(jìn)展過(guò)去介紹得不夠，因此在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域里，對(duì)氣動(dòng)機(jī)械手、氣動(dòng)機(jī)器人的實(shí)用性和前景存在不少疑慮。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。它以微處理器為核心，用編寫(xiě)的程序進(jìn)行邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等，并通過(guò)數(shù)字量和模擬量是輸入 /輸出來(lái)控制設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。 第二章 總體方案設(shè)計(jì) 2． 1 尺寸鏈 設(shè)計(jì)中我們?nèi)∽ナ肿ト【?T∑ = mm，則分配 給各組成環(huán)的公差為： T1=， T2=， T3=，同時(shí)取夾緊缸下端止口定位端面與止口外徑的垂直度為 ，取止口定位外徑與工 件 止 口 內(nèi) 徑 的 配 合 尺 寸 44A11 ／ g8 ，即： 孔的尺寸為44A11(++)，外徑即相當(dāng)于軸的尺寸為 44g8(）則可以計(jì)算出最