【正文】 精度較高,占地面積小，因此本設(shè)計(jì)采用圓柱坐標(biāo)型。 機(jī)械手基本形式的選擇常見的工業(yè)機(jī)械手根據(jù)手臂的動作形態(tài),按坐標(biāo)形式大致可以分為以下4種: (1)直角坐標(biāo)型機(jī)械手。目前，凸多面體間的距離范數(shù)主要有平移距離、成長距離、收縮距離、偽平移距離等。在各種機(jī)器人路徑規(guī)劃算法中，往往需要以機(jī)器人和障礙物之間的距離及其關(guān)于機(jī)器人形位的梯度作為路徑規(guī)劃的啟發(fā)性信息，以加快規(guī)劃速度，因此在路徑規(guī)劃中不僅需要判斷有無碰撞發(fā)生，還要計(jì)算機(jī)器人與障礙物之間的距離及其關(guān)于機(jī)器人形位的梯度。首先檢測兩者的包圍盒是否相交，若不相交。判斷兩個(gè)物體是否有碰撞發(fā)生有兩種方式，一是定性判斷。2．路徑規(guī)劃 機(jī)械手路徑規(guī)劃的目標(biāo)是在兩個(gè)作業(yè)點(diǎn)之間生成一條無碰撞路徑。即機(jī)械手從起始點(diǎn)開始，經(jīng)過一系列作業(yè)點(diǎn)，并在各作業(yè)點(diǎn)停留，完成所有作業(yè)后，最終回到起始點(diǎn)的時(shí)間最短規(guī)劃算法。機(jī)械手運(yùn)動規(guī)劃的算法建立在已有的各種方法之上，下面簡要分析已有的各種序列規(guī)劃和路徑規(guī)劃方法，以及路徑規(guī)劃過程中的碰撞檢測方法。機(jī)械手的一次作業(yè)任務(wù)往往有幾十個(gè)到上百個(gè)作業(yè)點(diǎn)，這些作業(yè)點(diǎn)的加工次序通常是任意的，或者僅僅存在局部的限制(即某幾個(gè)作業(yè)點(diǎn)之間存在著固定的前后關(guān)系)，序列規(guī)劃的目標(biāo)就是通過某種算法生成一個(gè)能滿足作業(yè)限制的最優(yōu)作業(yè)序列，一般以時(shí)間作為規(guī)劃優(yōu)劣的度量標(biāo)準(zhǔn)。序列規(guī)劃是指在一個(gè)特定的工作區(qū)域中自動生成一個(gè)從起始作業(yè)點(diǎn)開始，經(jīng)過一系列作業(yè)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)主要任務(wù)是完成機(jī)械手的結(jié)構(gòu)方面設(shè)計(jì)，以及氣動回路的設(shè)計(jì)。三、可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)應(yīng)用機(jī)械手代替人進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。其他部門，如輕工業(yè)、建筑業(yè)、國防工業(yè)等工作中也均有所應(yīng)用。前者主要靠硬件（各種傳感器）實(shí)現(xiàn)。另一種是分散（級）式控制，即采用多臺微機(jī)來分擔(dān)機(jī)器人的控制，如當(dāng)采用上、下兩級微機(jī)共同完成機(jī)器人的控制時(shí)，主機(jī)常用于負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、通訊、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)計(jì)算，并向下級微機(jī)發(fā)送指令信息；作為下級從機(jī)，各關(guān)節(jié)分別對應(yīng)一個(gè)CPU，進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算和伺服控制處理，實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動，并向主機(jī)反饋信息。驅(qū)動器通常有電機(jī)（直流伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、交流伺服電機(jī)）、液壓或氣動裝置，目前使用最多的是交流伺服電機(jī)。腰部是執(zhí)行結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件，它的制造誤差、運(yùn)動精度和平穩(wěn)性，對機(jī)械手的定位精度有決定性的影響；基座是整個(gè)機(jī)械手的支撐部分，有固定式和移動式兩種。 圖12工業(yè)機(jī)械手的典型結(jié)構(gòu) 手部腕部臂部執(zhí)行機(jī)構(gòu)腰部基座部（固定或移動） 工業(yè)機(jī)械手電、液或氣驅(qū)動裝置 驅(qū)動裝置 單關(guān)節(jié)伺服控制器 控制系統(tǒng)關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)及其它信息交換計(jì)算機(jī)感覺裝置子視覺裝置子 智能系統(tǒng)語言識別裝置 圖13工業(yè)機(jī)械手的組成方框圖執(zhí)行機(jī)構(gòu)（也稱操作機(jī)）是機(jī)械手賴以完成工作任務(wù)的實(shí)體，通常由桿件和關(guān)節(jié)組成。（8）學(xué)習(xí)控制型機(jī)械手：能“體會”工作的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的學(xué)習(xí)功能，并將所“學(xué)”的經(jīng)驗(yàn)用于工作中。（4）示教再現(xiàn)型機(jī)械手：通過引導(dǎo)或其它方式，先教會機(jī)械手動作，輸入工作程序，機(jī)械手則自動重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。按這一分類要求，機(jī)械手可分為4自由度、5自由度、6自由度和7自由度機(jī)械手。 b）圓柱坐標(biāo)型如航天用機(jī)械手，探海用機(jī)械手，以及排險(xiǎn)作業(yè)機(jī)械手等。（2） 噴涂機(jī)械手。目前也有一些特制電機(jī)直接進(jìn)行驅(qū)動，以簡化機(jī)構(gòu)，提高控制精度。電力驅(qū)動是目前機(jī)械手使用的最多的一種驅(qū)動方式。（2）氣壓式機(jī)械手。按照不同的分類方式可以把機(jī)械手分成多種類型。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系。它設(shè)有微型電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。在數(shù)量上已占世界首位，約占70%，并以每年50%～60%的速度增長。其中固定程序和可變程序約占一半，達(dá)222億日元，是1978年的二倍。自1969年從美國引進(jìn)二種典型機(jī)械手后，大力研究機(jī)械手的研究。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。如Unimate公司建立了8年機(jī)械手試驗(yàn)臺，進(jìn)行各種性能的試驗(yàn)。雖然這兩種機(jī)械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外工業(yè)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)。不少球坐標(biāo)式通用機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。他的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的。機(jī)械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機(jī)器，它有多自由度，可用來搬運(yùn)物體以完成在各個(gè)不同環(huán)境中工作。機(jī)械手是在機(jī)械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。Subject: The design of pneumatic manipulator.AbstractPneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.This article is mainly of the pneumatic manipulator the overall design, and pneumatic design. This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading. The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the pressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work.Key word: pneumatic manipulator；cylinder；pneumatic loop.目 錄1 緒論 1 機(jī)械手簡史 1 機(jī)械手的分類 3 機(jī)械手的組成 6 應(yīng)用機(jī)械手的意義 82 機(jī)械手總體設(shè)計(jì)方案和氣動回路的設(shè)計(jì) 10 機(jī)械手的運(yùn)動規(guī)劃 10 機(jī)械手基本形式的選擇 12 機(jī)械手的主要部件及運(yùn)動 13 驅(qū)動機(jī)構(gòu)的選擇 13 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表 13 氣動回路的設(shè)計(jì) 143 氣動機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 機(jī)械手末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì) 15 末端執(zhí)行器的概述 15 末端執(zhí)行器的運(yùn)動和驅(qū)動方式 16 末端執(zhí)行器的典型結(jié)構(gòu) 16 末端執(zhí)行器的具體設(shè)計(jì) 17 機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì) 19 機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì)要求 19 機(jī)械手手臂的具體設(shè)計(jì)方案 20 伸縮手臂的設(shè)計(jì) 21 升降手臂的設(shè)計(jì) 24 回轉(zhuǎn)臂設(shè)計(jì) 264 結(jié)論 30致謝 31參考文獻(xiàn) 3233 1 緒論機(jī)械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。本文主要進(jìn)行了氣動機(jī)械手的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和氣動設(shè)計(jì)。它可代替人的繁重勞動以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化，能在