【正文】 于校核 …………………… 15 手臂伸縮氣缸的尺寸設計與校核 ……………… 17 尺寸設計和校核 ………………………… 17 平衡裝置設計 …………………………… 18 導向裝置 ………………………………… 18 平衡裝置 ………………………………… 18 手臂升降氣缸的尺寸設計與校核 ……………… 19 尺寸設計 ………………………………… 19 尺寸校核 ………………………………… 19 手臂回轉氣缸的尺寸設計與校核 ……………… 20 尺寸設計 ………………………………… 20 尺寸校核 ………………………………… 20 總結與感悟 ……………………………………… 21 41 總結 …………………………………………… 21 42 感悟 ………………………………………… 21 1 緒論 機械手發(fā)展史 機械手是在機械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。 機械手首先是從美國開始研制的。商名為 Unimate（即萬能自動）。該機械手的中央立柱可以回轉、升降采用液壓驅動控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。聯(lián)邦德國 KnKa 公司還生產(chǎn)一種點焊機械手，采用關節(jié)式結構和程序控制。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使機械手具有感覺機能。按照不同的分類方式可以把機械手分成多種類型。 2） 通用機械手 它是一種具有獨立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動作靈活多樣的機械手。 (2)按驅動方式分 1） 液壓傳動機械手 是以液壓的壓力來驅動執(zhí)行機構運動的機械手。 2） 氣壓傳動機械手 是以壓縮空氣的壓力來驅動執(zhí)行機構運動的機械手。它是一種附屬于工作主機的專用機械手，其動力是由工作機械傳遞的。其中直線電機機械手的運動速度快和行程長，維護和使用方便。目前使用的專用和通用工業(yè)機械手均屬于此類。 2） 操作型 機械手 ：能自動控制，可重復編程，多功能，有幾個自由度，可固定或運動，用于相關自動化系統(tǒng)中。 6） 感覺控制型 機械手 ：利用傳感器獲取的信息控制 機械手 的動作。 機械手的組成 機械手主要由執(zhí)行機構、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手在本課題中我們采用夾持式手部結構。平移型應用較少，其原因是結構比較復雜，但平移型手指夾持圓形零件時，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。而傳力機構則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務。 立柱 : 立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉運動和升降 (或俯仰 )運動均與立柱有密切的聯(lián)系。驅動滾輪運動則應另外增設機械傳動裝置?？刂葡到y(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。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。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用。 三、可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn) 應用機械手代替人進行工作，這是直接減少人力的一個側面，同時由于應用機械手可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個側面。設計氣動機械手的原則是 :充分分析作業(yè)對象 (工件 )的作業(yè)技術要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件 。當給定機器手結構 尺寸時，要確定如何確定其工作空間，而當給定工作空間時，則要研究機械手具有什么樣的結構。 圖 21 機械手的運動圖 總體設計要求機械手的尺度規(guī)劃的優(yōu)化設計和關鍵尺寸的優(yōu)化設計。（ 2）尺度優(yōu)化原則。 機械手基本形式的選擇 常見的工業(yè)機械手根據(jù)手臂的動作形態(tài) ,按坐標形式大致可以分為以下 4 種 : (1)直角坐標型 機械手 。其中圓柱坐標型機械手結構簡單緊湊 ,定位精度較高 ,占地面積小，因此本設計采用圓柱坐標型。 本設計機械手主要由 4 個大部件和 5 個液壓缸組成：（ 1）手部，采用一個直線缸，通過機構運動實現(xiàn)手抓的張合。（ 4）機身，采用一個直線缸和一個回轉缸來實現(xiàn)手臂升降和回轉。與電氣控制、電子控制結合，易于實現(xiàn)自動工作循環(huán)和自動過載保護。液壓與氣壓都是以流體（液壓油液或壓縮空氣）為工作介質進行能量傳遞和控制的。相比之下，液壓一般用于低速，重載和低污染的環(huán)境下。 機械手的技術參數(shù)列表 1 機械手的最大抓重 是其規(guī)格的主參數(shù)，由于是采用氣動方式驅動，因此考慮抓取的物體不應該太重，查閱相關機械手的設計參數(shù)，結合工業(yè)生產(chǎn)的實際情況，本設計設計抓取的工件質量為 5公斤。該機械手最大移動速度設計為 。 其詳細技術參數(shù)如下： 抓重 :5千克 自由度數(shù) :4個自由度 坐標型式 :圓柱坐標 手臂運動參數(shù) :伸縮行程 100mm 伸縮速度 40mm/s 升降行程 150mm 升降速度 100mm/s 回轉范圍 ?? 1800 ? 回轉速度 s/90? 手腕運動參數(shù) :回轉范圍 ?? 1800 ? 回轉速度 s/90? 手指夾持范圍 :棒料 : 248。前法蘭式氣缸的特點：它是用螺釘緊固，易于安裝，它的缺點是螺釘所承受的軸向力較大！ 氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖 圖 23為該機械手的氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖。如手臂伸縮氣缸在接近氣缸處安裝兩個快速排氣閥，可以加快啟動速度，也可調節(jié)全程上的速度。 為簡化氣路，減少電磁閥的數(shù)量，各工作氣缸的緩沖均采用液壓緩沖器。 夾持式手部結構 夾持式手部結構由手指 (或手爪 )和傳力機構所組成。同理，當二支點回轉型手指的手指長度變成無窮長時，就成為移動型。 (二 )手指間應具有一定的開閉角 兩手指張開與閉合的兩個極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。例如圓柱形工件采用帶“ V”形面的手指，以便自動定心。 本設計要求機械手手爪的最大持重 m=5Kg，根據(jù)具體的工作要求，選擇標準型氣爪，其結構如圖 31 所示。若被抓取工件的最大加速度取 ga 3? 時，則 : 412 ??? gaK 所以 )(1563 Np ????實際 所以夾持工件時所需夾緊氣缸的驅動力為 N1563 。 手臂伸縮氣缸的尺寸設計與校核 尺寸設計和校核 根據(jù)實驗設計要求，手臂伸縮氣缸采用煙臺氣動元件廠生產(chǎn)的標準氣缸，參看此公司生產(chǎn)的各種型號的結構特點，尺寸參數(shù)，結合本設計的實際要求，氣缸用 CTA型氣缸，尺寸系列初選內徑為 ? 63/63。 導向桿目前 常采用的裝置有單導向桿，雙導向桿，四導向桿等，在本設計中才用單導向桿來增加手臂的剛性和導向性。 總結與感悟 41 總結 本文所設計的氣動機械手結構比較簡單，功能比較簡單，設計比較合理，能夠滿足部分不同形狀的工件的轉移、夾取、安裝等功能，方便快捷。 （ 3）機械手手臂的設計 將旋轉氣缸安裝在底板上，實現(xiàn)機械手的回轉運動，使機械手向左或向右擺動。 最后， 由于個人知識及能力水平有限，論文中難免會有一些紕漏或錯誤之處， 懇請各位老師批評指正，不勝感謝！