【正文】 工程應用的水平和國外比還有一定的距離，如:可靠性低于國外產品:機器人應用工程起步較晚，應用領域窄，生產線系統(tǒng)技術與國外比有差距。其中最為突出的是水下機器人，6000m水下無纜機器人的成果居世界領先水平，還開發(fā)出直接遙控機器人、雙臂協(xié)調控制機器人、爬壁機器人、管道機器人等機種:在機器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎技術的開發(fā)應用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎。進而運用ADAMS軟件對機械手的手部及升降機構作了運動仿真分析。比較細致的介紹了機械手的發(fā)展趨勢，簡要的敘述了本文研究的內容。因此，在機械手的執(zhí)行機構、驅動機構是本次設計的主要任務，然后通過ADAMS軟件對機械手的手部進行簡單的運動仿真。 (4)多關節(jié)型機機械手。 機械手基本形式示意在圓柱坐在圓柱坐標式機械手的基本方案選定后，根據(jù)設計任務，為了滿足設計要求，本設計關于機械手具有5個自由度既：手抓張合；手部回轉；手臂伸縮；手臂回轉；手臂升降5個主要運動。驅動機構是工業(yè)機械手的重要組成部分, 工業(yè)機械手的性能價格比在很大程度上取決于驅動方案及其裝置。 機械手的技術參數(shù)列表一、用途：搬運:用于車間搬運二、設計技術參數(shù):抓重:60Kg (夾持式手部)自由度數(shù):5個自由度座標型式:圓柱座標最大工作半徑:1600mm手臂最大中心高:1248mm手臂運動參數(shù)伸縮行程：1200mm伸縮速度：83mm/s升降行程：300mm升降速度：67mm/s回轉范圍:手腕運動參數(shù)回轉范圍: 本章小結本章對機械手的整體部分進行了總體設計，選擇了機械手的基本形式以及自由度，確定了本設計采用液壓驅動，給出了設計中機械手的一些技術參數(shù)。（2） 手指應具有一定的張開范圍，手指應該具有足夠的開閉角度（手指從張開到閉合繞支點所轉過的角度），以便于抓取工件。（2） 移動型 移動型即兩手指相對支座作往復運動。吸附式常用于抓取工件表面平整、面積較大的板狀物體,不適合用于本方案。顯然是不合適的，因此不選擇這種類型。(a) (b) 滑槽杠桿式手部結構、受力分析1——手指 2——銷軸 3——杠桿在杠桿3的作用下，銷軸2向上的拉力為F，并通過銷軸中心O點，兩手指1的滑槽對銷軸的反作用力為F1和F2，其力的方向垂直于滑槽的中心線和并指向點，交和的延長線于A及B。必須對大小、方向和作用點進行分析計算。 G——被抓取工件所受重力（N）。手抓夾持范圍，手指長100mm,當手抓沒有張開角的時候，（a）所示，根據(jù)機構設計，它的最小夾持半徑，當張開時，（b）所示，最大夾持半徑計算如下： 機械手的夾持半徑從（a） (b) 手抓張開示意圖 機械手手抓夾持精度的分析計算機械手的精度設計要求工件定位準確,抓取精度高,重復定位精度和運動穩(wěn)定性好,并有足夠的抓取能。機械手的夾持范圍為80mm180mm。 圓柱螺旋彈簧的幾何參數(shù)(1).選擇硅錳彈簧鋼，查取許用切應力(2).選擇旋繞比C=8，則 （）(3).根據(jù)安裝空間選擇彈簧中徑D=42mm，估算彈簧絲直徑 (4).試算彈簧絲直徑 （）(5). 根據(jù)變形情況確定彈簧圈的有效圈數(shù)： （）選擇標準為，彈簧的總圈數(shù)圈(6).最后確定，(7).對于壓縮彈簧穩(wěn)定性的驗算 對于壓縮彈簧如果長度較大時，則受力后容易失去穩(wěn)定性，這在工作中是不允許的。對于循環(huán)次數(shù)多、在變應力下工作的彈簧，還應該進一步對彈簧的疲勞強度和靜應力強度進行驗算（如果變載荷的作用次數(shù)，或者載荷變化幅度不大時，可只進行靜應力強度驗算）?！　　　　　　　　　　　　　　　　? 腕部的設計計算　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　4 腕部的設計計算 腕部設計的基本要求（1） 力求結構緊湊、重量輕腕部處于手臂的最前端，它連同手部的靜、動載荷均由臂部承擔。（3） 必須考慮工作條件對于本設計，機械手的工作條件是在工作場合中搬運加工的棒料，因此不太受環(huán)境影響，沒有處在高溫和腐蝕性的工作介質中，所以對機械手的腕部沒有太多不利因素。(2) 齒條活塞驅動的腕部結構。它使腕部具有水平和垂直轉動的兩個自由度。 腕部的驅動力矩計算（1） 腕部的驅動力矩需要的力矩。 （）查取轉動慣量公式有：代入： 腕部驅動力的計算表41 液壓缸的內徑系列（JB82666） （mm）2025324050556365707580859095100105110125130140160180200250設定腕部的部分尺寸：根據(jù)表41設缸體內空半徑R=110mm，外徑根據(jù)表32選擇121mm,這個是液壓缸壁最小厚度，考慮到實際裝配問題后，其外徑為226mm；動片寬度b=66mm,輸出軸r=。 于是得 ()D——動片的外徑；f——被連接件配合面間的摩擦系數(shù)，剛對銅取f=螺釘?shù)膹姸葪l件為 ()或 ()帶入有關數(shù)據(jù)，得螺釘材料選擇Q235，則（）螺釘?shù)闹睆? 螺釘?shù)闹睆竭x擇d=。它的作用是支撐腕部和手部（包括工件或工具），并帶動它們作空間運動。如果改變手部的姿態(tài)（方位），則用腕部的自由度加以實現(xiàn)。 臂部設計的基本要求一、 臂部應承載能力大、剛度好、自重輕（1） 根據(jù)受力情況，合理選擇截面形狀和輪廓尺寸。（5） 提高配合精度。減少慣量具體有3個途徑：（1） 減少手臂運動件的重量，采用鋁合金材料。三、手臂動作應該靈活為減少手臂運動之間的摩擦阻力，盡可能用滾動摩擦代替滑動摩擦。 手臂的典型機構以及結構的選擇 手臂的典型運動機構常見的手臂伸縮機構有以下幾種：（1） 雙導桿手臂伸縮機構。 手臂運動機構的選擇通過以上，綜合考慮，本設計選擇雙導桿伸縮機構，使用液壓驅動,液壓缸選取雙作用液壓缸。液壓缸活塞的驅動力的計算。得 得 ()式中 參與運動的零部件所受的總重力（含工件）（N）； L——手臂與運動的零部件的總重量的重心到導向支撐的前端的距離（m）,參考上一節(jié)的計算。液壓缸處密封的總摩擦阻力可以近似為：。 本章小結本章設計了機械手的手臂結構，手臂采用雙導桿手臂伸縮機構，對驅動的液壓缸的驅動力進行了詳細的計算，并對液壓缸的基本尺寸進行了設計。機身是可以固定的，也可以是行走的，既可以沿地面或架空軌道運動。常用的機身結構有以下幾種：（1） 回轉缸置于升降之下的結構。這種結構采用單缸活塞桿，內部導向，結構緊湊。分析：經(jīng)過綜合考慮，本設計選用回轉缸置于升降缸之上的結構?；剞D缸的轉軸與升降缸的活塞桿是一體的。這種結構是導向桿在內部，結構緊湊。39 回轉缸置于升降缸之上的機身結構示意圖 機身回轉機構的設計計算（1） 回轉缸驅動力矩的計算手臂回轉缸的回轉驅動力矩，應該與手臂運動時所產生的慣性力矩及各密封裝置處的摩擦阻力矩相平衡。 ()回轉部件可以等效為一個長1800mm，直徑為60mm的圓柱體，=180，則起動角速度=。（3） 液壓缸蓋螺釘?shù)挠嬎?，因為回轉缸的工作壓力為8Mpa,所以螺釘間距t小于80mm,根據(jù)初步估算， ，,所以缸蓋螺釘?shù)臄?shù)目為（一個面6個，兩個面是12個）。連接螺釘?shù)淖饔茫菏箘悠洼敵鲚S之間的配合緊密。=1920mm== ()所以，回轉半徑(3) 計算偏重力矩 () 升降不自鎖條件分析計算手臂在的作用下有向下的趨勢，而里柱導套有防止這種趨勢。將數(shù)據(jù)帶入上面公式有：=（2）的計算 =（3）液壓缸在這里選擇O型密封，所以密封摩擦力可以通過近似估算 最后通過以上計算 當液壓缸向上驅動時，F(xiàn)=6756N 當液壓缸向下驅動時，F(xiàn)=6756=6184N 軸承的選擇分析 對于升降缸的運動，對于機身回轉用的軸承有影響，因此，這里要充分考慮這個問題。本設計采用兩個角接觸球軸承，面對面或者背對背的組合結構。