【正文】 即： 總力矩MrRpbM ??? 2 )(22 式中 總力矩M — 手腕回轉(zhuǎn)時的總的阻力矩 （ mN? ） ； P— 回轉(zhuǎn)液壓缸工作壓力 （ MPa ） ； R— 缸體內(nèi)孔半徑 （ mm） ； r— 輸出軸半徑 （ mm） ； b — 動片寬度 （ mm） ； 所以 M parRb MP )022 ( )(2 2222 ??? ???? 總力矩 ， 取 MpaP 1? 所以腕部回轉(zhuǎn)液壓缸主要參數(shù)為： 表 腕部回轉(zhuǎn)液壓缸主要參數(shù) 工作壓力 p 缸體內(nèi)徑 R 輸出軸半徑 r 回轉(zhuǎn)力矩 M 動片寬度 B 1MPa 110mm ?m 66mm 液壓缸蓋螺釘計算 工業(yè)機械手的設(shè)計 14 表 螺釘間距 t 與壓力 P 之間的關(guān)系 ［ 1］ t 為螺釘?shù)拈g距，間距跟工作壓力有關(guān)，每個螺釘在危險剖面上承受的拉力為： ??? Qss FFF QF 為工作載荷 ， ?QsF 為預(yù)緊力 液壓缸工作壓力為 MPaP 1? ,所以螺釘間距 t 小于 mm150 ,試選擇 8 個螺釘 mmR 3 ??????? ，所以選擇螺釘數(shù)目合適 8?Z 個 ,危險截面面積 22222 0 0 7 9 0 8 8 7 mrRS ?????? ?? NZSPF Q 6 ????? ）（ ~??? KKFF s 取 ?K 則 NKFF s 4 8 8 ????? 所以 NFFF Qss ?????? 螺釘?shù)膹姸葪l件為： ][421??? ??? d FQs合 式中 R — 缸體內(nèi)孔半徑 )(mm ； ][? — 螺釘材料的許用拉應(yīng)力 )(MPa ； 1d — 螺釘螺紋內(nèi)徑 )(mm ； 螺釘材料選擇 235Q ， 取 MPas 240?? ， 則 )~(][ ???? nM P an s??即 mFd Qs 0 0 5 1 4 7 ][ 61 ??? ????? ?? 回轉(zhuǎn)液壓缸蓋螺釘?shù)闹睆竭x擇 mmd 61? 工作壓力 P(MPa) 螺釘?shù)拈g距 t(mm) ～ 150 ～ 120 ～ 100 ～ 80 15 動片和輸出軸間聯(lián)接螺釘計算 動片和輸出軸間聯(lián)接螺釘一般為偶數(shù)，對稱安裝，并用兩個定位銷定位，聯(lián)接螺釘?shù)淖饔檬鞘箘悠洼敵鲚S之間的配合緊密，當(dāng)油腔通高壓油時，動片受油壓作用產(chǎn)生一個合成液壓力矩，克服輸出軸上所受的外載荷力 矩。綜合以上分析考慮，腕部結(jié)構(gòu)選擇具有一個自由度的回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動腕部結(jié)構(gòu)。的情況下，可采 用齒條活塞驅(qū)動腕部結(jié)構(gòu)。 （ 2） 結(jié)構(gòu)考慮，合理布局 腕部作為機械手的執(zhí)行機構(gòu)，又承擔(dān)聯(lián)接和支撐作用，除保證力和運動的要求外， 要有足夠的強度、剛度外，還應(yīng)綜合考慮，合理布局，解決好腕部與臂部和手部的聯(lián)接。機械手能否準(zhǔn)確夾持工件，把工件送到指定位置，不僅取決于機械手的定位精度（由臂部和腕部等運動部件來決定），而且也與機械手夾持誤差大小有關(guān)，特別是在多品種的中、小批量生產(chǎn)中，為了適應(yīng)工件尺寸在一定范圍內(nèi)的變化，一定要進(jìn)行機械手的夾持誤差分析。 （ 3）取 ?? NFF 5 3 0 ??? ?計算實際 即 NF ?驅(qū) （ 4）確定液壓缸的直徑 D 因為 4 )( 22 PdDF ?? ?實際 9 選取活塞桿直徑 Dd ? ，選擇液壓缸工作壓力 MPaP 1~? 。一般來說，夾緊力必須克服工件重力所產(chǎn)生的靜載荷以及工件運動狀態(tài)變化所產(chǎn)生動的載荷，以使工件保持可靠的加緊狀態(tài)。 手部力學(xué)分析 通過綜合考慮，本設(shè)計選擇二指雙支點回轉(zhuǎn)型手抓，采用滑槽杠桿式，夾緊 7 裝置采用常開式夾緊裝置，它在彈簧的作用下手抓閉合，在壓力油作用下，彈簧被壓縮，從而手抓張開。手指開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，一般來說，如工作環(huán)境許可，開閉范圍大一些較好，如 圖 所示： 圖 機械手手部圖 1銷 2連接桿 3夾持板 （ 3）力求結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小 手部處于腕部的最前端，工作時運動狀態(tài)多變，其結(jié)構(gòu)，重量和體積直接影響整個機械手的結(jié)構(gòu)，抓重，定位精度，運動速度等性能。 工業(yè)機械手的設(shè)計 6 抓取機構(gòu)設(shè)計 手部設(shè)計計算 、對手部設(shè)計的要求 （ 1） 有適當(dāng)?shù)膴A緊力 手部在工作時，應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力，以保證夾持穩(wěn)定可靠，變形小，且不損壞棒料的已加工表面。按下復(fù)位按鈕，機械手在完成最后一個周期的工作后，返回原點自動停機。手動操作可用于調(diào)整工作位置和緊急停車后機械手返回原點。為此設(shè)置了一個光電開關(guān)，以檢測“無工件”信號。 分析工作 過程 。 3mm PLC 手腕運動參數(shù) : 回轉(zhuǎn) φ 行程范圍 0— 180186。 設(shè)計的內(nèi)容和要求 設(shè)計通用圓柱坐標(biāo)系機械手及控制系統(tǒng)。 目前，工業(yè)機械手廣泛應(yīng)用于各種制造行業(yè)中，如電器制造行業(yè)、汽車制造行業(yè)、塑料加工行業(yè)、通用機械制造行業(yè)以及金屬加工行業(yè)等，都使用了工業(yè)機 械手。 課題研究的意義 機械手具有以下幾方面的性能： （ 1） 能準(zhǔn)確的抓住方位變化的物體。該技術(shù)在我國近幾年來也有較快的 發(fā)展，并取得一定的成果，受到各工業(yè)企業(yè)的重視 。 工業(yè)機械手（以下簡稱機械手）是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項新技術(shù)，已成為現(xiàn)代制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要的組成部分。 （ 2）驅(qū)動系統(tǒng)：機械手的驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動執(zhí)行運動的傳動裝置。手臂的回轉(zhuǎn)運動和升降運動均與立柱有密切的聯(lián)系。由手指和傳力機構(gòu)所構(gòu)成，手指與工件接觸而傳力機構(gòu)則通過手指夾緊力來完成夾放工件的任務(wù)。 ［ 4］ （ 1） 執(zhí)行機構(gòu)：包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機構(gòu)如圖 所示。該裝置機械部分有滾珠絲杠、滑軌、機械抓手等；電氣方面由交流電機、變頻器、操作臺等部件組成。工業(yè)機械手是提高生產(chǎn)過程自動化、改善勞動條件、 提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效手段之一。 28 1 引 言 在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機械化、自動化已成為突出的主題。 26 參考文獻(xiàn) 15 機械手 手臂升降機構(gòu)設(shè)計 4 抓取機構(gòu)的設(shè)計 4 設(shè)計的內(nèi)容 2 機械手的發(fā)展及現(xiàn)狀 Ⅱ 目 錄 Electric have AC motor, inverter, sensor, and other electronic device ponents. The device covers a programmable control technology, position control technology, detection technology, Mechatronics is a typical representative of one of the machines. Is a robot that is described in this article work, design of robot crawling mechanism, as well as by the PLC outputs three pulses, horizontal axis, vertical axis inverter driven, respectively, control the manipulator of the horizontal axis and the vertical axis precise positioning, enabling precise movement of manipulator function. This project intends to develop material handling robot to grab objects in space, flexible, can replace human operation area of high temperatures and dangerous job, andaccording to the work piece changes and movement processes of change at any time at the request of the relevant parameters. Key Words: Manipulator； PLC； hydrocylinder； devise； Ⅲ 目 錄 中文摘要 該裝置涵蓋了可編程控制技術(shù)，位置控制技 術(shù)、檢測技術(shù)等，是機電一體化的典型代表儀器之一。機械手的機械結(jié)構(gòu)采用滾珠絲桿 、滑桿 、等機械器件組成；電氣方面有交流電機、變頻器、傳感器、等電子器件組成。 關(guān)鍵詞 ： 機械手 ； 單片機； 液壓缸 ；設(shè)計； Abstract Ⅱ Abstract Manipulator industrial robot systems traditional mandate, Robot is one of the key ponents. Manipulator using the mechanical structure of screwball, slider, and other mechanical devices position。3 第二章． 工業(yè)機械手的設(shè)計 4