【正文】 （34） （35） (36) 緒論式中，Gf——彈簧剛度，N/m l —— 彈簧預(yù)壓縮量，m s —— 活塞行程，m d1——彈簧鋼絲直徑，m D1——彈簧平均直徑，m n —— 彈簧有效圈數(shù) G—— 彈簧材料剪切模量，一般取 在設(shè)計(jì)中，必須考慮負(fù)載率的影響，則: (37)由以上分析得單向作用氣缸的直徑: (38)代入有關(guān)數(shù)據(jù)，可得 所以 查《機(jī)械手冊(cè)》圓整，得D=70mm由d/D=~，可得活塞桿直徑:d=（~)D=21~35mm圓整后，取活塞桿直徑d=20mm校核，按公式有:其中，[]，則: 滿足設(shè)計(jì)要求。關(guān)節(jié)機(jī)器人手臂一般都需要平衡裝置，以減小驅(qū)動(dòng)器的負(fù)荷，同時(shí)縮短啟動(dòng)時(shí)間。末端執(zhí)行器的回轉(zhuǎn)也要求高定位精度，快速的反應(yīng)能力、靈活的轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出力要求不高選用步進(jìn)電機(jī)。不同驅(qū)動(dòng)各種特點(diǎn)見(jiàn)表21。2）空氣壓縮性大工作平穩(wěn)性差，速度控制困難，要達(dá)到準(zhǔn)確的位置控制很難3）除水問(wèn)題處理不當(dāng)會(huì)使鋼類(lèi)零件生銹，導(dǎo)致機(jī)械手失靈，排氣還會(huì)造成空氣污染。(1) 液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式采用液壓驅(qū)動(dòng)有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1）液壓容易達(dá)到較高的壓力，體積較小，可以獲得較大的推力或轉(zhuǎn)矩；2）液壓系統(tǒng)介質(zhì)可壓縮性小，工作平穩(wěn)可靠，可以獲得較高的位置精度。(4) 蝸桿傳動(dòng)可以達(dá)到大的傳動(dòng)比，噪音小，傳動(dòng)穩(wěn)定可靠，具有自鎖能力，但是安裝時(shí)對(duì)中心距的尺寸精度要求較高。2) V帶傳動(dòng) V帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)更緊湊，V帶已經(jīng)大量標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)且可以承受較大的傳動(dòng)比等優(yōu)點(diǎn)，因而V帶傳動(dòng)的應(yīng)用最廣泛。(3)采取消除傳動(dòng)間隙、減少支承變形等措施縮小反向死區(qū)誤差。 圖27 末端夾持器結(jié)構(gòu)圖 機(jī)械手機(jī)械傳動(dòng)方案確定 機(jī)械手傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題(1)為了提高并控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度及準(zhǔn)確度，要求機(jī)械手各元件的質(zhì)量小。(3)齒輪齒條平行連桿式夾持器這種手爪通過(guò)活塞推動(dòng)齒條，齒條帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生手爪的夾緊與松開(kāi)動(dòng)作。機(jī)械式夾持器按驅(qū)動(dòng)方式可分為電動(dòng)（或電磁）、液壓和氣動(dòng)三種。(3)夾持范圍要與工件相適應(yīng)，動(dòng)作要快速靈活。具體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖26所示。對(duì)于不同級(jí)別的負(fù)載更換元件也比較方便。直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)一般是氣動(dòng)傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)以及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠來(lái)實(shí)現(xiàn)。(2)根據(jù)手臂所受載荷和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，合理選擇手臂截面形狀和高強(qiáng)度材質(zhì)材料。選用一級(jí)齒輪傳動(dòng)來(lái)減小齒側(cè)間隙導(dǎo)致的誤差，并且為了減少空間加強(qiáng)機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)，齒輪采用高強(qiáng)度、高硬度的材料，高精度加工制造。 確定方案腰座回轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)形式只有電機(jī)減速機(jī)構(gòu)以及擺動(dòng)液壓缸或液壓馬達(dá)。綜上所述，要求的自由度為3個(gè)外加一個(gè)手腕的旋轉(zhuǎn)自由度，所以選擇圓柱坐標(biāo)式即一個(gè)繞Z軸的旋轉(zhuǎn)、一個(gè)沿Z軸的上下移動(dòng)、一個(gè)沿X軸的伸縮，其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，手臂運(yùn)動(dòng)范圍大，且有較高的定位準(zhǔn)確度。它工作范圍大、動(dòng)作靈活、通用性強(qiáng)，能夠繞過(guò)機(jī)體與工作主機(jī)抓取物體。 (3) 球座標(biāo)式機(jī)械手如圖23，其手臂的運(yùn)動(dòng)方式由直線位移和圓周擺動(dòng)構(gòu)成，即X軸的位移、繞Y軸的俯仰、繞Z軸的旋轉(zhuǎn)。它特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位精度高，適用于的場(chǎng)合是主機(jī)的坐標(biāo)規(guī)律排列。運(yùn)用大學(xué)四年學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)出機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生的素質(zhì)也是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的之一。由此可見(jiàn)，市場(chǎng)對(duì)于工業(yè)機(jī)械手的需求量如此之大，如此大的產(chǎn)業(yè)需要有充沛的“后勤”保障，對(duì)于機(jī)械手的設(shè)計(jì)是非常有意義的。工業(yè)的現(xiàn)代化體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家是否強(qiáng)大，能否抵御外敵讓百姓過(guò)上和平快樂(lè)安逸富足的生活。2) 連續(xù)軌跡控制它的運(yùn)動(dòng)軌跡為空間的任意連續(xù)曲線，其特點(diǎn)是設(shè)定點(diǎn)為無(wú)限的，整個(gè)移動(dòng)過(guò)程處于控制之下，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)和準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)，并且使用范圍廣，但電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。4) 電力傳動(dòng)機(jī)械手即有特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、直線電機(jī)或功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手，因?yàn)椴恍枰虚g的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，故機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。3) 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械手即由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手。(2) 按驅(qū)動(dòng)方式分1) 液壓傳動(dòng)機(jī)械手是以液壓的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。 工業(yè)機(jī)械手的分類(lèi)(1) 按用途分機(jī)械手可分為專(zhuān)用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種:1) 專(zhuān)用機(jī)械手它是附屬于主機(jī)的、具有固定程序而無(wú)獨(dú)立控制系統(tǒng)的機(jī)械裝置。 (2) 驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)設(shè)備用來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人工作，根據(jù)能量源的不同分為電子式、液壓式和氣壓式三種，其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)、液壓缸和氣缸可以與操作機(jī)直接相連，也可通過(guò)齒輪、諧波減速器和鏈條裝置等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與操作機(jī)連接。 4) 腰部 稱(chēng)為立柱，是承載手臂的元件，手臂依靠它來(lái)位移，用來(lái)擴(kuò)大手臂地工作半徑。3) 手臂 是由操作機(jī)的連接桿件和關(guān)節(jié)組成，用于支持和協(xié)調(diào)手腕及末端執(zhí)行器的位置。夾持器可分為機(jī)械加緊、真空抽吸、液壓張緊和磁力等多種。 工業(yè)機(jī)械手的組成與分類(lèi) 工業(yè)機(jī)械手的組成各類(lèi)工業(yè)機(jī)器人一般都由操作機(jī)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）、驅(qū)動(dòng)裝置、控制系統(tǒng)組成。s the best way to use industrial robot in industrial production and transportation more and robots have a lot of variety and to the design requirement and weight、size of boxes,working range choose the transmission and drive device in reason to design out a manipulator for moving last plete the task and achieve the desired objectives to design reliable and feasible to move the box manipulator is simple,easy to manufacture and rig out,low price .Can be used for handling highvolume work and many situation. The pleting design manipulator has the small covered area,big working range,simple structure,low cost,merits of the vivid movement and simple operation ,it39。本機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造、裝配方便成本較低、占空間較小、工作范圍較大、運(yùn)動(dòng)靈活、操作簡(jiǎn)便，可大批量生產(chǎn)用于搬運(yùn)工作，柔性度較高，可匹配多種負(fù)載。因此工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)輸中更多更靈活的運(yùn)用就是最好的提高方法。3)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。2)搬箱機(jī)械手設(shè)計(jì)二維CAD、手繪A1圖紙一份、零件圖數(shù)份。其中： 參考文獻(xiàn)篇數(shù)：說(shuō)明書(shū)字?jǐn)?shù)：圖紙張數(shù)：10篇以上6 000字以上折合A0圖紙4張，其中至少1張裝配圖專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人意見(jiàn)簽名：年 月 日 搬箱機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要鑒于目前我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)外對(duì)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展，對(duì)于物流運(yùn)輸越來(lái)越依賴(lài)，運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化提高對(duì)于目前國(guó)內(nèi)發(fā)展情況的提高至關(guān)重要。最終完成任務(wù)實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)設(shè)計(jì)出可靠可行的搬箱機(jī)械手。s improvment of the domestic development is essential to improve the current it39。Structure design目錄摘要Abstract1 緒論 1 工業(yè)機(jī)器人定義 1 工業(yè)機(jī)械手的組成與分類(lèi) 1 工業(yè)機(jī)械手的組成 1 工業(yè)機(jī)械手的分類(lèi) 1 選題背景 2 設(shè)計(jì)目的 22 總體設(shè)計(jì)方案論證 3 機(jī)械手的總體方案 3 機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)方式 3 確定方案 4 機(jī)械手腰部方案確定 4 機(jī)械手腰部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 4 確定方案