【正文】 1——工件自重49(N)，G2——(N)，2G3——導(dǎo)桿重量18(N)，G4——(N)列方程：ΣMB=0 ： 2N1+=0N1==158（N）ΣY=0：選取外徑20mm，內(nèi)徑10mm，長度500mm的無縫鋼管作伸縮導(dǎo)桿，共2根。在自動化系統(tǒng)中，氣動手爪常應(yīng)用中搬運、傳送工件機構(gòu)中抓取、拾放物品。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計算: δ=DPP/2[σ]式中: δ—— 缸筒壁厚 mmD ——氣缸內(nèi)徑 ，40mmPP——實驗壓力，取PP==6105Pa材料為 : ZL3,[σ] =3MPa代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為: δ=DPP/2[σ] =406105/23106 =4 mm取δ=4 mm，則缸筒外徑為:D=40+42 =48 mm。F實際==531（N） 確定氣缸直徑取空氣壓力為P空氣 = MPa = 5105Pa，D= ==(m)=(mm)圓整氣缸直徑D=40mm 氣缸作用力的計算及校核F氣缸===628(N)因為取K1=K2：工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響，K2可近似按下式估計，K2=1+式中a為被抓取工件運動時的最大加速度， a=v：，t：g為重力加速度 g=。F驅(qū) = （其中 b=50，c=30 ，α=23176。(g=)圖31 手部結(jié)構(gòu)1 夾緊力： F夾= （其中 θ=45176。因此，手腕設(shè)計成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。由于本機械手在上下料時手臂具有升降、收縮及回轉(zhuǎn)運動，因此，采用圓柱坐標型式。明確工件的結(jié)構(gòu)形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運時的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等，從而進一步確定對機械手結(jié)構(gòu)及運行控制的要求。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機械擋塊定位)系統(tǒng)組成。 驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動工業(yè)機械手執(zhí)行機構(gòu)運動的。工業(yè)機械手的手臂通常由驅(qū)動手臂運動的部件(如油缸、氣缸、齒輪齒條機構(gòu)、連桿機構(gòu)、螺旋機構(gòu)和凸輪機構(gòu)等)與驅(qū)動源(如液壓、氣壓或電機等)相配合，以實現(xiàn)手臂的各種運動。而傳力機構(gòu)則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務(wù)。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件，常用的手指運動形式有回轉(zhuǎn)型和平移型。 執(zhí)行機構(gòu)包括手部、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機構(gòu)。并進行計算、校核和畫CAD圖 機械手的系統(tǒng)工作原理及組成 機械手的系統(tǒng)工作原理框圖 被抓取物品 位置檢測裝置手部驅(qū)動系統(tǒng)（氣壓傳動）控制系統(tǒng)（PLC）手臂執(zhí)行機構(gòu)立柱圖11 機械手的系統(tǒng)工作原理框圖 機械手的工作原理：機械手主要由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。 考慮被抓取對象的要求根據(jù)機械手的工作需要，通過比較，我們采用的機械手的手部結(jié)構(gòu)是一支點兩指回轉(zhuǎn)型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設(shè)計成V型。對于移動型手指只有開閉幅度的要求。氣動機械手、氣動控制越來越離不開PLC，而閥島技術(shù)的發(fā)展，又使PLC在氣動機械手、氣動控制中變得更加得心應(yīng)手。 為了適應(yīng)食品、醫(yī)藥、生物工程、電子、紡織、精密儀器等行業(yè)的無污染要求，不加潤滑脂的不供油潤滑元件已經(jīng)問世。 無給油化 優(yōu)良的定位精度也是新一代氣動機械手的一個重要特點。 有的公司把帶有系列導(dǎo)向驅(qū)動裝置的氣動機械手稱為簡單的傳輸技術(shù)，而把模塊化拼裝的氣動機械手稱為現(xiàn)代傳輸技術(shù)。 模塊化重復(fù)精度比精度更重要，如果一個機器人定位不夠精確，通常會顯示一個固定的誤差，這個誤差是可以預(yù)測的，因此可以通過編程予以校正。 綜上所述，有效的應(yīng)用機械手，是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。（2）以改善勞動條件，避免人身事故 在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的，而應(yīng)用機械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動條件得以改善。傳統(tǒng)觀點認為:由于氣體具有可壓縮性，因此，在氣動伺服系統(tǒng)中要實現(xiàn)高精度定位比較困難(尤其在高速情況下，似乎更難想象)。(5)工作環(huán)境適應(yīng)性好。(3)動作迅速，反應(yīng)靈敏。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結(jié)構(gòu)大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進行工作。氣動機械手用于對食品行業(yè)的粉狀、粒狀、塊狀物料的自動計量包裝；用于煙草工業(yè)的自動卷煙和自動包裝等許多工序。車身在每個工序的移動；車身外殼被真空吸盤吸起和放下，在指定工位的夾緊和定位；點焊機焊頭的快速接近、減速軟著陸后的變壓控制點焊，都采用了各種特殊功能的氣動機械手。 氣動機械手的應(yīng)用現(xiàn)狀由于氣壓傳動系統(tǒng)使用安全、可靠，可以在高溫、震動、易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射等惡劣環(huán)境下工作。這些機器人的控制器，都是由中國科學(xué)院沈陽自動化研究所和北京科技大學(xué)機器人研究所開發(fā)的，同時一系列的機器人關(guān)鍵部件也被開發(fā)出來，如機器人專用軸承，減震齒輪，直流伺服電機，編碼器，DC——PWM等等。前蘇聯(lián)自六十年代開始發(fā)展應(yīng)用機械手，主要用于機械化、自動化程序較低、繁重單調(diào)、有害于健康的輔助性工作。雖然這2種機械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外機械手發(fā)展的基礎(chǔ)。它的結(jié)構(gòu)是：機體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的；1962年，美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上，又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機械手。工業(yè)機械手與數(shù)控加工中心，自動搬運小車與自動檢測系統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。擴展我們的知識面和專業(yè)面，可以加強對自己的思維訓(xùn)練和能力培養(yǎng)，還可以填補空白，提高生產(chǎn)效率，很大的現(xiàn)實意義。華廈學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目 氣動裝配機械手機構(gòu)設(shè)計 姓 名 林增輝 陳新 張可 學(xué) 號 130352359 130352139 130352320 專業(yè)班級 機電一體化一班 指導(dǎo)教師 盧月紅 系 別 信息與機電工程系 完成日期 2015年11月21日 摘要機械手是近幾十年發(fā)展起來一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備，它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用，隨著工業(yè)機械化和自動化的發(fā)展以及氣動技術(shù)自身的一些優(yōu)點，氣動機械手已經(jīng)廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)自動化的各個行業(yè)。本文就氣動機械手的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景作了簡單概述。目前主要應(yīng)用與制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機械制造及金屬加工等工業(yè)。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。1962年美國機械鑄造公司也實驗成功一種叫Versatran機械手，原意是靈活搬運，可做點位和軌跡控制：該機械手的中央立柱可以回