【正文】 題所做的機(jī)械手是屬于第三類機(jī)械手。工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項規(guī)定的操作。機(jī)械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。因此，世界各國都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點之一。設(shè)計出了機(jī)械手的液壓系統(tǒng)，繪制了機(jī)械手液壓系統(tǒng)工作原理圖，大大提高了繪圖效率和圖紙質(zhì)量。摘 要本文簡要介紹了工業(yè)機(jī)器人的概念，澆注機(jī)械手硬件和軟件的組成，機(jī)械手各個部件的整體尺寸設(shè)計。設(shè)計了機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用。它是一種獨立的不附屬于某一主機(jī)的裝置。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過操作機(jī)來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電訊號操作機(jī)來進(jìn)行探測月球等。在國外，目前主要是搞第一類通用機(jī)械手，國外稱為機(jī)器人。它的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一個回轉(zhuǎn)長臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教形的。不少球坐標(biāo)通用機(jī)械手就是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。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)。聯(lián)邦德國KnKa公司還生產(chǎn)一種點焊機(jī)械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。目前，工業(yè)機(jī)械手大部分還屬于第一代，主要依靠工人進(jìn)行控制；改進(jìn)的方向主要是降低成本和提高精度。第三代機(jī)械手則能獨立完成工作中過程中的任務(wù)。但在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。機(jī)械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動條件。采用機(jī)械手進(jìn)行裝配更始目前研究的重點，國外已研究采用攝象機(jī)和力傳感裝置和微型計算機(jī)連在一起，能確定零件的方位達(dá)到鑲裝的目的。既便于設(shè)計制造，有便于更換工件，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。目前主要用于機(jī)床、橫鍛壓力機(jī)的上下料，以及點焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先指定的作業(yè)程序來完成規(guī)定的操作。目前已經(jīng)取得一定成績。工作時機(jī)械手首先伸出手指尋找工作，通過安裝在手指內(nèi)的壓力敏感元件產(chǎn)生觸覺作用，然后伸向前方，抓住工件。 機(jī)械手的組成機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手指的數(shù)量又可以分為二指、三指和四指等，其中以二指用的最多。為了使機(jī)械手能夠正確的工作，手臂的三個自由度都需要精確的定位。其中以液壓液壓用的最多，占90%以上，電動、機(jī)械驅(qū)動用的較少。缺點是需要配備壓力源，系統(tǒng)復(fù)雜成本較高。缺點是出力小，體積大?，F(xiàn)在都用三相感應(yīng)電動機(jī)作為動力，用大減速比減速器來驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)；直線運動則用電動機(jī)帶動絲杠螺母機(jī)構(gòu)；有的采用直線電動機(jī)。機(jī)械驅(qū)動只用于固定的場合。采用手臂的左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、手臂的夾緊、放松方面。 應(yīng)用機(jī)械手的意義隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手也越來越多的地被應(yīng)用。二、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(jī)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。綜上所述，有效的應(yīng)用機(jī)械手，是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢。澆包最大傾轉(zhuǎn)角（θ1）： 70176。現(xiàn)在的發(fā)展趨勢是機(jī)電一體化，因此，我們的畢業(yè)設(shè)計是要我們將“機(jī)”、“電”、“液”三者合并起來。絲桿傳動是帶動滾珠沿螺紋軌道滾動。3） 能源預(yù)緊 預(yù)緊后可消除間隙產(chǎn)生過盈，提高接觸剛度和傳動精度。6） 同步性好 用幾套相同的滾珠絲杠副同時傳動幾個相同的運動部件。9） 經(jīng)濟(jì)性差，成本高 由于結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜，故制造成本高價格往往以 mm計。其工作原理：物體進(jìn)入手指后，拉桿手油缸作用，通過拉桿帶動杠桿手指回轉(zhuǎn)，實現(xiàn)握緊或松開動作。當(dāng)電動機(jī)工作時，通過聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動絲桿，由于絲桿螺母周受到立柱的徑向轉(zhuǎn)動限制，使得螺母及手臂架只能作上下運動。第3章 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計 夾持式手部結(jié)構(gòu)夾持式手部結(jié)構(gòu)由手指(或手爪)和傳力機(jī)構(gòu)所組成。同理，當(dāng)二支點回轉(zhuǎn)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(yīng)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。若被抓取工件的最大加速度取時，則:所以 所以夾持工件時所需夾緊液壓缸的驅(qū)動力為。一般液壓缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計算:式中:6 缸筒壁厚，mm 液壓缸內(nèi)徑，mm 實驗壓力，取, Pa材料為:ZL3,[]=3MPa代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為:取，則缸筒外徑為:第4章 手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計 手腕的自由度手腕是連接手部和手臂的部件，它的作用是調(diào)整或改變工件的方位，因而它具有獨立的自由度，以使機(jī)械手適應(yīng)復(fù)雜的動作要求。 手腕的驅(qū)動力矩的計算手腕的回轉(zhuǎn)、上下和左右擺動均為回轉(zhuǎn)運動，驅(qū)動手腕回轉(zhuǎn)時的驅(qū)動力矩必須克服手腕起動時所產(chǎn)生的慣性力矩，手腕的轉(zhuǎn)動軸與支承孔處的摩擦阻力矩，動片與缸徑、定片、。下面以圖41所示的手腕受力情況，分析各阻力矩的計算:手腕加速運動時所產(chǎn)生的慣性力矩M悅?cè)羰滞笃饎舆^程按等加速運動，手腕轉(zhuǎn)動時的角速度為，起動過程所用的時間為，則: 式中: 參與手腕轉(zhuǎn)動的部件對轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動慣量。 起動過程所需的時間(s)。 摩擦系數(shù)，對于滾動軸承，對于滑動軸承。反之，輸出軸作順時針方向回轉(zhuǎn)。 導(dǎo)向裝置液壓驅(qū)動的機(jī)械手臂在進(jìn)行伸縮運動時，為了防止手臂繞軸線轉(zhuǎn)動，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在設(shè)計手臂結(jié)構(gòu)時，應(yīng)該采用導(dǎo)向裝置。 手臂升降液壓缸的尺寸設(shè)計與校核 尺寸設(shè)計液壓缸運行長度設(shè)計為=118mm,液壓缸內(nèi)徑為=110mm,半徑R=55mm,液壓缸運行速度，加速度時間=,壓強(qiáng)p=,則驅(qū)動力： 尺寸校核1．測定手腕質(zhì)量為80kg,則重力： 2．設(shè)計加速度，則慣性力： ，設(shè)定一摩擦系數(shù)， 總受力 所以設(shè)計尺寸符合實際使用要求。在此次的畢業(yè)設(shè)計中，我們遇到了許多以前從未遇到過的問題，但過通過指導(dǎo)教師的指導(dǎo)和我們的努力，這些問題都得到了很好的解決。在這次的畢業(yè)設(shè)計中，能否看懂圖紙是關(guān)鍵，要了解圖紙上所標(biāo)注的是何含義，有何作用。感謝老師、系領(lǐng)導(dǎo)和學(xué)校的關(guān)心和指導(dǎo)，在設(shè)計過程中，結(jié)合工作體會和經(jīng)歷，為我完成設(shè)計給予了極大的幫助，為我們上了最后一次重要的課程。同時也感謝班主任老師在這幾年來對我們的虛心的教導(dǎo)。參考文獻(xiàn),1986,12. ,1998,2. ,1998,4楊長能, . ,1992,1:機(jī)械工業(yè)出版社,1999,5:機(jī)械工業(yè)出版社,2002,91:高等教育出版社,2003,91:高等教育出版社,2004,61:機(jī)械工業(yè)出版社,2001,71:機(jī)械工業(yè)出版社，2004,8:北京理工大學(xué)出版社，1988，2001, 4，曲忠萍， ，2001，:東南大學(xué)出版社，1992:機(jī)械工業(yè)出版社，1986，:人民教育出版社，1981:化學(xué)工業(yè)出版社，李衛(wèi)民，吳鳳杰，液壓油缸密封可靠性研究與結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一，遼寧工學(xué)院學(xué)報，2006（10）