【正文】 在設計前期的準備時，楊老師就非常關注我的選題，指明選 題方向，幫助分析題目的可行性和實際中可能出現的問題以及需要注意的事項；在進行方案選擇時，為我指出所需要重點掌握的知識范圍，并幫助我分析相應知識難點的原理，使我的畢業(yè)設計能順利進行。手臂伸縮和手臂升降等 4個動作。 啟? ——— 啟動過程所轉過的角度 )(rad 。 經過以上分析計算，液壓缸的驅動力為： 5001 0 0 2 1 2 ????????? 驅總慣回密摩驅 FGFFFFF 所以 當液壓缸向上驅動時 NF 2796?驅 當液壓缸向下驅動時 NF 1765?驅 尺寸校核 經過上面計算，確定了液壓缸的驅動力 驅F ，因此選擇液壓缸的工作壓力MPaP 1? ，為了滿足要求，此時取 NF 2797?驅 進行計算。 手臂啟動 速度 smmv /2021?? ，啟動時間 st ?? ， kgNg /10? ，帶入數據得： Ntg vGF 2300 ?? ????? 總慣 （ 3） 密F 的計算 不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂設計中，采用 O 型密封圈，當液壓缸工作壓力小于 MPa10 時，液壓缸密封處的總的摩擦阻力為： 驅密 FF ? （ 4） 回F 的計算 一般背壓阻力較小，為了計算方便，將其省略。 蘇州市職業(yè)大學機電工程系畢業(yè)設計說明書（論文） 第 11 頁 共 23 頁 4 手臂伸縮與升降 液壓缸 的結構設計 手臂伸縮液壓缸的結構設計 手臂伸縮液壓缸的驅動力計算 伸縮液壓缸活塞驅動力的計算公式為： 慣回密摩驅 FFFFF ???? (1) 式中 摩F ——— 手臂運動時，為運動件表面間的摩擦阻力。綜合考慮，兩手臂的驅 動均選擇液壓驅動方式，通過液壓缸的直接驅動，液壓缸既是驅動元件，又是執(zhí)行運動件，不用再設計另外的執(zhí)行件了；而且液壓缸實現直線運動，控制簡單，易于實現計算機的控制。 驅動設計方案 在分析了具體工作要求后，綜合考慮各個因素，機械手整體運動需要一定的定位控制精度，因此采用液壓系統驅動來實現。根據需要也可將這三種基本類型組合成復合式的驅動系統。這種機械手結構簡單、 成本較低，但精度不很高，主要應用于搬運作業(yè)。由求機械手的尺寸足夠大。在此基礎上，確定了液壓機械臂的基本系統結構，對液壓機械手的運動進行了簡單的力學模型分析，完成了機械手機械方面的設計工作（包括執(zhí)行部分、驅動部分）的設計工作。主要應用于搬運作業(yè)。由于直線運動易于實現全閉環(huán)的位置控制，所以，直角坐標機器人有可能達到很高的位置精度（μ m級）。控制系統是支配著工業(yè)機蘇州市職業(yè)大學機電工程系畢業(yè)設計說明書（論文） 共 26 頁 第 5 頁 械手按規(guī)定的要求運動的系統。 4）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系。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。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機器人就是這種系統成功應用的最著名實例。 (2)機械結構向模塊化、可重構化發(fā)展。 視覺功能即在機械手上安裝有電視照相機和光學測距儀（即距離傳感器）以及微型計算機。既便于設計制造，有便于更換工件，擴大應用范圍。把機床設備和機械手共同構成一個柔性加工系統或柔性制造單元，它適應于中、小批量生產，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結構緊湊，而且適應性很強。在工業(yè)生產中應用的機械手被稱為工業(yè)機械手。機械手能代替人類完成危險、重復枯燥的工作，減輕人類勞動強度，提高勞動生產力。由于通用機械手能很快的改變工作程序，適應性較強，所以它在不斷變換生產品種的中小批量生產中獲得廣泛的引用 蘇州市職業(yè)大學機電工程系畢業(yè)設計說明書（論文） 共 26 頁 第 2 頁 國內外發(fā)展現狀 目前，在國內外各種機器人和機械手的研究成為科研的熱點， 工業(yè)機械手主要用于機床加工、鑄造、熱處理等方面， 但 無論數量、品種和性能方面還 都 是不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要。 此外，國外機械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某種智能的機械手。總之，隨著傳感技術的發(fā)展機械手裝配作業(yè)的能力也將進一步提高。 (4)機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機器人還應用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環(huán)境建模及決策控制多傳感器融合配置技術在產品化系統中已有成熟應用。夾持式手部由手指 (或手爪 )和傳力機構所構成。傳力機構型式較多時常用的有 :滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。 6）機座 機座是機械 手的基礎部分，機械手執(zhí)行機構的各部件和驅動系統均安裝于機座上，故起支撐和連接的作用。控制系統有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機械手按規(guī)定的程序運動，并記憶人們給予機械手的指令信息 (如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間 )，同時按其控制系統的信息對執(zhí)行機構發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。 （ 2）圓柱坐標機器人結構 圓柱坐標機器人的空間運動是用一個回轉運動及兩個直線運動來實現的，如圖蘇州市職業(yè)大學機電工程系畢業(yè)設計說明書（論文） 共 26 頁 第 6 頁 。此種機器人在工業(yè)中應用十分廣泛，如焊接、噴漆、搬運、裝配等作業(yè)，都廣泛采用這種類型的機器人。比較細致的介紹了機械手的發(fā)展 現狀及發(fā)展 趨勢，簡要的敘述了本文研究的內容。這種機械手構造比較簡單，精度相對較高，常用于搬運作業(yè)。 機械手的總體設計方案 四自由液壓機械手，確定其自由度為 4。但是因難于實現伺服控制，多用于程序控制的機械手中。 驅動方式：液壓傳動 （低壓系統 ~0 ） 機械手的手臂結構方案 機械手的垂直手臂（大臂）升降和水平手臂（小臂）的伸縮運動都為直線運動。 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， 因為本設計控制和具體工作的要求，機械手的手臂的結構不能太大，若僅僅通過增大液壓缸的缸徑來增大剛度，是不能滿足系統剛度要求的。 L ——— 手臂參與運動的零部件的總重量的重心到導向支撐前端的距離 )(mm a ——— 導向支撐的長度 )(mm ?? ——— 當量摩擦系數，其值與導向支撐的截面形狀有關。 由力平衡條件得： ?總GhFR ?2 hGFR ?總?2 NhGF R 378780 10103002 ???? ?總 式中 f ——— 摩擦系數 h ——— 立柱導套的長度 由手臂升降驅動力的公式得： 總密回慣摩驅 GFFFFF ????? （ 1） 摩F 的計算 fFF R22?摩 取 ?f 又因為 NFR 37872 ? 所以 NfFF R 2 ?????摩 （ 2） 慣F 的計算 經計算 tg vGF ??? 總慣 式中 v? ——— 由靜止加速到常速的變化量 )/( smm 。 3）克服啟動慣性所需的力矩 慣M 啟動過程近似等加速運動，根據手腕回轉的角速度 ? 及啟動所