【正文】 有許多人是這樣的，看到別人取得成果，感覺自己就是鞭長莫及，認(rèn)為自己是無法做到的，就是對自己缺乏信心的具體表現(xiàn)，從而導(dǎo)致失去了許多成功的機(jī)會。 新疆工業(yè)高等專科學(xué)校機(jī)械工程系 55 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，我的收獲很多，在我的人生道路中將是一筆不小的財(cái)富，因?yàn)橥ㄟ^本次設(shè)計(jì)我也學(xué)領(lǐng)悟到了許多道理，而這些道理通過課本知識和課堂教學(xué)的學(xué)習(xí)是不能實(shí)現(xiàn)的，只有自己親身感受，親自體會，才能真正理解。在設(shè)計(jì)中遇到不少困難，開始設(shè)計(jì)液壓缸的時(shí)候出現(xiàn)了非常嚴(yán)重的理論問題，造成整個(gè)設(shè)計(jì)的無法進(jìn)行，所以又從新開始，因?yàn)樵O(shè)計(jì)本來就是一個(gè)失敗了再來，再失敗，再繼續(xù)的循壞過程。 控制電路 1)主電機(jī)控制電路 主電機(jī) M 由接觸器 KM 控制，在接觸點(diǎn)電源開關(guān) QS 后，按下啟動按鈕 SB2，按接觸器 KM 線圈通電并自鎖， KM 接觸點(diǎn)接通，使主電動機(jī)啟動，帶動泵供油，當(dāng)按下停止按鈕 SB1 時(shí)，切斷了 KM 的線圈電源， M 電機(jī)停轉(zhuǎn)。 自動化過程 步進(jìn)指令的執(zhí)行過程：當(dāng)進(jìn)入某一狀態(tài)（例 S601）， S601 的 STL 觸點(diǎn)接通，工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 46 輸出 Y431 也接通，執(zhí)行操作處理；如果轉(zhuǎn)移條件 ? 401 接通，滿足轉(zhuǎn)換條件，下一步的狀態(tài)寄存器 S602 被置位，轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)，同時(shí)自動化 S601 復(fù)位斷開。 輸出信號 PC 的輸出信號用來控制機(jī)械手的下降、上升、右移、左移、手腕、手臂左轉(zhuǎn)、手腕、手臂右轉(zhuǎn)和夾緊等 9 個(gè)電磁閥線圈。 機(jī)械手的下降、上升、伸縮等動作的轉(zhuǎn)換，是由相應(yīng)的限位開關(guān)來控制，而夾緊、放松動作的轉(zhuǎn)換是由時(shí)間來控制的。 換向回路 新疆工業(yè)高等專科學(xué)校機(jī)械工程系 41 本機(jī)械手的液壓驅(qū)動系統(tǒng)采用三位四通閥實(shí)現(xiàn)換向功能。 對于節(jié)流 調(diào)速系統(tǒng)，如果最大流量點(diǎn)處于調(diào)速狀態(tài)，則泵的供油量中還需要增加溢流閥的最小溢流量（ 3L/min）。 1液壓缸進(jìn)出油口可布置在端蓋或缸筒上，此夾緊缸布置在缸筒上。 導(dǎo)向環(huán)厚度可為 1mm，寬可為 2mm. 1導(dǎo)向套 活塞桿導(dǎo)向套在液壓裝在液壓缸有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對活塞桿進(jìn)行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿側(cè)腔的密封性，外側(cè)裝有防 空網(wǎng)以防止活塞桿在內(nèi)縮時(shí)把雜質(zhì)、灰塵及水分帶到密封裝置區(qū)，以致?lián)p壞密封裝置。 1導(dǎo)向環(huán) 導(dǎo)向環(huán)安裝在活塞外圓的溝槽內(nèi)或活塞桿導(dǎo)向套內(nèi)圈的溝槽內(nèi)，以保證活塞與缸筒或活塞桿與其導(dǎo)向套同軸度。整體活塞可以采用活塞環(huán)，“ O”形密封圈。 （ 4） 內(nèi)表面與活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能夠長期工作而磨損少，有較高的幾何精度，足一保證活塞密封性。 k— 擰緊螺紋的系數(shù)， k=~。 s? — 葉片材料的屈服極限（ Mpa）。 葉片式擺動液壓馬達(dá)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 用鈕矩公式確定主要結(jié)構(gòu)尺寸輸出鈕矩 T= )(108 ))(( 42122 mNppdDzbm ???? ? 輸出鈕矩只要克服驅(qū)動負(fù)載所必需的鈕矩使負(fù)載獲得必要的角速度所需要的鈕矩。 （ 2）應(yīng)注意擺動液壓馬達(dá)的輸出鈕矩要略大于驅(qū)動負(fù)載所需的鈕矩及讓負(fù)載獲得最大角速度所需要鈕矩之和。 擺動液壓馬達(dá)突出的優(yōu)點(diǎn)是能使負(fù)載直接獲得往復(fù)擺動運(yùn)動，無需任何變速機(jī)構(gòu)。 對外泄露要求特別嚴(yán)的場合，在密 封圈之間可配泄露回油口，防止泄露油外流。 低摩擦系數(shù)，根據(jù)導(dǎo)向環(huán)材料的不同，摩擦系數(shù)為：聚四氟乙烯 f 半干）(? 能夠刮掉雜質(zhì)，防止雜質(zhì)嵌入密封圈。 （ 4)活塞桿強(qiáng)度計(jì)算 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 26 此夾緊缸為短行程型，主要須驗(yàn)算活塞桿壓縮或拉伸強(qiáng)度： d6102 ?? s sFn?? =2 21910 ?? ? = F— 液壓缸的最大推力（ N）； ? — 材料的屈服極限（ Mpa） 。 外徑 0D 及長度 L 的確定 0D =D+2? =50mm L=330mm 筒螺紋連接部分強(qiáng)度的計(jì)算。 （ 4） 有幾何機(jī)構(gòu)的缸筒還要求有良好的可焊性，以便在焊上法蘭或管接頭后不致于產(chǎn)生裂紋或過大的變形。因此，在分析計(jì)算時(shí)應(yīng)按時(shí)所選定的運(yùn)動形式及具體各部件配置情況來進(jìn)行。 三 、回轉(zhuǎn)和擺動運(yùn)動的腕部 圖下具有回轉(zhuǎn)和左右擺動的腕部結(jié)構(gòu)，它采用兩個(gè)擺動缸 4， AA 部面為腕部左右擺動的驅(qū)動缸工作時(shí)動片 3 帶動片 3帶動缸間 4使整個(gè)腕部繞固定中心軸8 左右擺動， BB 部面為腕部回轉(zhuǎn)的驅(qū)動桿，工作時(shí)動片 1 帶動回轉(zhuǎn) 7 使腕部實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)。 167。目前采用多的插件式兩類。 （ 2）導(dǎo)向環(huán)可采用耐磨損材料，磨損后更換比較方便。如圖： （ 3）桿內(nèi)端 活塞桿內(nèi)端與活塞連接有多種型式，采用卡環(huán)連接，并要有鎖緊措施，以防在工作時(shí)由于往復(fù)運(yùn)動而松開，同時(shí)還須安裝與活塞桿之間的靜密封。 d— 螺紋底徑（ m） 。 四、夾緊液壓缸主要尺寸的確定： 內(nèi)徑 D 內(nèi)徑 D= mmp p m ????? 其中 p=,21 mmNM P ap ??, ?m? . 按照 JB826— 66 標(biāo)準(zhǔn)系列直徑圓整， 取 D=20mm,d=10mm(活塞桿直徑 )。 二、夾緊力（握力）的確定 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機(jī)械工程系 15 當(dāng)機(jī)械手水平夾持懸伸工作時(shí)，握力計(jì)算如下： N= NGHL 303213( ?????? ）（） N— 支持工作時(shí)所需要的握力 G— 工件重量 G=10kg 10010?? N/kg L、 H— 工件尺寸 L=30mm, H=80mm 特別指出：由于機(jī)械手在工作傳送過程中還會產(chǎn)生慣性力，以及受到傳動機(jī)構(gòu)效率的影響，所以實(shí)際握力還應(yīng)該按照下列計(jì)算： NKKNN ?????? ?實(shí) 式中， —? 手部的機(jī)械效率， ~?? 。 四、工業(yè)機(jī)械手的主要參數(shù) 坐標(biāo)形式和自由度 坐標(biāo)為圓柱坐標(biāo)式，有 4 個(gè)自由度（自由度大，動作比較靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 （ 3）球坐標(biāo)式 這是一種俯仰型機(jī)械手，其手臂除了具有回轉(zhuǎn)運(yùn)動外，還具有俯仰運(yùn)動（即上、下擺動），這種運(yùn)動與手臂的伸縮運(yùn)動組合一個(gè)球狀送放空間。按《機(jī)械原理》的法則，它可簡化為一種多構(gòu)件的空間連桿機(jī)構(gòu)。手臂的運(yùn)動稱為主運(yùn)動，主運(yùn)動決定送放運(yùn)動的空間范圍。 按驅(qū)動方式分 機(jī)械手可分為液壓傳動機(jī)械手，氣壓傳動機(jī)械手，電氣傳動機(jī)械手和機(jī)械傳動機(jī)械手。 程序控制裝置指揮機(jī)械手按規(guī)定的程序進(jìn)行運(yùn)動，并記憶人們給予機(jī)械手的指令信息（如動作順序、運(yùn)動軌跡、運(yùn)動速度、運(yùn)動時(shí)間等），同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)出指令。 對于一些較簡單的機(jī)械手，可以不設(shè)置腕部或行走裝置，而將抓取機(jī)構(gòu)的手指直接裝在手臂的一端，以求減輕重量、簡化結(jié)構(gòu)。吸附式抓取機(jī)構(gòu)主要由吸盤等組成，它是靠吸盤產(chǎn)生的吸力（如吸盤內(nèi)形成負(fù)壓或產(chǎn)生電磁力）吸附物體的。這種機(jī)械手稱為通用機(jī)械手，通用 機(jī)械手又稱為“工業(yè)機(jī)器人”，即第一代機(jī)器人。但是在多傳感器信息融合控制技術(shù)、遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機(jī)器人、智能裝配機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)械等的開發(fā)應(yīng)用方面則剛剛起步，與國外先進(jìn)水平差距較大，需要在原有成績的基礎(chǔ)上，有重點(diǎn)地系統(tǒng)攻關(guān)，才能形成系統(tǒng)配套可供實(shí)用的技術(shù)和產(chǎn)品，以期在 “十五 ”后期立于世界先進(jìn)行列之中。 7．機(jī)器人化機(jī)械開始興起。 二、現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢 國外機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個(gè)趨勢： 1．工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），而單機(jī)價(jià)格不斷下降，平均單機(jī)價(jià)格從 91 年的 10． 3 萬美元降至 97 年的 6． 5萬美元。 要求工業(yè) 機(jī)械手設(shè)計(jì)合理化，全面運(yùn)用所學(xué)知識。 62 電氣控制分析???????????????? 49 后 序 ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? 50 主 要 參 考 資 料 ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? 51 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機(jī)械工程系 3 新疆工業(yè)高等專科學(xué)校 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評定意見書 設(shè)計(jì)（論文）題目 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 者：姓名 楊建華 專業(yè) 機(jī)械制造及其自動化 班級 涉外0318 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2020年 4 月 10 日 — 2020 年 6 月 4 日 指導(dǎo)教師：姓名 薛風(fēng) 職稱 副教授 單位 新工專 評 閱 人：姓名 職稱 單位 評定意見： 評定成績： 指導(dǎo)教師（簽名）： 薛風(fēng) 年 月 日 評 閱 人（簽名）： 年 月 日 答辯委員會主任（簽名）： 年 月 日 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 一、 題目： 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 二、 指導(dǎo)思想和目的： 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線上工件供給自動化。 34 液壓擺動部分???????????????? 26 167。新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機(jī)械工程系 1 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) .。 35 立柱伸縮部分???????????????? 29 167。 科學(xué)、務(wù)實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)、創(chuàng)新 鞏固所學(xué)知識，學(xué)會知識的綜合運(yùn)用。 五、 主要參考書及參考資料： 《液壓傳動》，薛祖德主編，中央廣播大學(xué)出版社 《工廠電氣控制技術(shù)》，李振安主編，重慶大學(xué)出版社 《機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)》，梁景凱主編，機(jī)械工業(yè)出版社 《畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，用誦明主編，華中理工大學(xué)出版社 《可編程序控制器及其應(yīng)用》，萬太福、唐賢永主編，重慶大學(xué)出版社 《工程制圖》，周鵬翔、劉振魁主編，高等教育出版社 《機(jī)械圖形設(shè)計(jì)》，黎廣生主編，清華大學(xué)出版社 《液壓元件產(chǎn)品樣本》，機(jī)械工業(yè)部主編，機(jī)械工業(yè)出版社 專 業(yè)班級： 學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 教研室主任（簽名）： 系（部）主任（簽名）： 年 月 日 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機(jī)械工程系 5 第一章 設(shè)計(jì)概論 一、技術(shù)概述 工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)（機(jī)械本體）、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。 2．機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。從 94 年美國開發(fā)出 “虛擬軸機(jī)床 ”以來，這種新型裝置已成為國際研究的熱點(diǎn)之一，紛紛探索開拓其實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 8 第二章 整體設(shè)計(jì) 167。機(jī)器人在此基礎(chǔ)上得到了進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了具有某些感覺功能（如視覺、觸覺、聽覺）的機(jī)器人，稱為第二代機(jī)器人，以后又出現(xiàn)了具有某些思維和語言功能的智能型機(jī)器人，稱為第三代機(jī)器人。 對于一些較簡單的機(jī)械手，也可以直接將工具（如焊槍、噴槍、容器等）裝新疆工業(yè)高等專科學(xué)校機(jī)械工程系 9 置于機(jī)械手手臂的前端，而不設(shè)置抓取機(jī)構(gòu)。 （ 3）機(jī)身 機(jī)身是機(jī)械手中用來支承送放機(jī)構(gòu)的部件，也是安裝驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)部件。必要時(shí)它還可對機(jī)械手的動作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)，即發(fā)出報(bào)警信號。由于液壓傳動具有單位 面積壓力，體積小，介質(zhì)可壓縮性小，工作平穩(wěn)，并可實(shí)現(xiàn)高精度定位及頻繁換向，因而液壓傳動機(jī)械手應(yīng)用最為廣泛。手腕的運(yùn)動和行走運(yùn)動稱為輔運(yùn)動，輔運(yùn)動可擴(kuò)大送放范圍或改變被送放物體在空間的方位。 手的坐標(biāo)形式 機(jī)械手的坐標(biāo)形式有四中不同的類型。這種機(jī)械手與圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手相比，在 占有同樣大小的空間情況下，可擴(kuò)大工作范圍，能將手臂伸向地面抓取物體。） 工作行程 工作行程由已知條件及方案分析確定 : 最大工作半徑： 800mm, 手臂最大中心高是： 800mm, 手臂伸縮行程： 400mm, 手臂回轉(zhuǎn)范圍 ： ?90~0?? 手腕 回轉(zhuǎn)范圍： ?90~0?? 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機(jī)械工程系 13 運(yùn)動速度 運(yùn)動速度放映了機(jī)械手使用效率與生產(chǎn)水平。故取 ?? 。 液壓缸壁厚 ? 式][2?? Dpp? 其中 M P ap p ??? [ . ] mm????? 取 mm5?? 。 k— 擰緊螺紋的系數(shù)， k=~。 活塞桿強(qiáng)度計(jì)算