【正文】 通過本次畢業(yè)設(shè)計，把相關(guān)課程（機械原理、機械設(shè)計、液壓與氣壓傳動，控制工程等）中所獲得的理論知識運用到實際工程設(shè)計中來，使得這些知識得到鞏固和發(fā)展，并使理論知識和生產(chǎn)密切地結(jié)合起來。其數(shù)據(jù)類型為無字節(jié)型，字型，雙字型，DATA為狀態(tài)輸入端，EN為使能端。PLC的結(jié)構(gòu)緊湊，它與被控制對象的硬件連接方式簡單、接線少，便于維護。這是PLC得到廣泛應(yīng)用的主要原因之一。通過手動控制或壓力繼電器控制兩位兩通閥動作使液壓泵卸荷。 (3)液壓裝置能在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速(調(diào)速范圍可達(dá)2000)，還可以在液壓裝置運行的過程中進行調(diào)速。本設(shè)計采用兩個角接觸球軸承，面對面或者背對背的組合結(jié)構(gòu)。=1920mm== ()所以，回轉(zhuǎn)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(dǎo)套有防止這種趨勢。（3） 液壓缸蓋螺釘?shù)挠嬎?，因為回轉(zhuǎn)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）。 回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的機身結(jié)構(gòu)示意圖 機身回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計計算（1） 回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動力矩的計算手臂回轉(zhuǎn)缸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力矩，應(yīng)該與手臂運動時所產(chǎn)生的慣性力矩及各密封裝置處的摩擦阻力矩相平衡?；剞D(zhuǎn)缸的轉(zhuǎn)軸與升降缸的活塞桿是一體的。這種結(jié)構(gòu)采用單缸活塞桿，內(nèi)部導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)緊湊。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。對于圓柱面：——摩擦系數(shù)，對于靜摩擦且無潤滑時：鋼對青銅：取鋼對鑄鐵：取計算：導(dǎo)向桿的材料選擇鋼，導(dǎo)向支撐選擇鑄鐵 ，L==,將有關(guān)數(shù)據(jù)代入進行計算 手臂慣性力的計算本設(shè)計要求手臂平動是V=,在計算慣性力的時候,設(shè)置啟動時間，啟動速度V=V=, () 密封裝置的摩擦阻力不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂設(shè)計中，采用O型密封，當(dāng)液壓缸工作壓力小于10Mpa。做水平伸縮直線運動的液壓缸的驅(qū)動力根據(jù)液壓缸運動時所克服的摩擦、慣性等幾個方面的阻力，來確定來確定液壓缸所需要的驅(qū)動力。為此，必須計算使之滿足不自鎖的條件。對于高速度運動的機械手，其最大移動速度設(shè)計在,最大回轉(zhuǎn)角速度設(shè)計在內(nèi)，大部分平均移動速度為，平均回轉(zhuǎn)角速度在。手臂的各種運動通常用驅(qū)動機構(gòu)和各種傳動機構(gòu)來實現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作中即直接承受腕部、手部、和工件的靜、動載荷，而且自身運動較多。 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(guān)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=。 腕部的驅(qū)動力矩計算（1） 腕部的驅(qū)動力矩需要的力矩。(2) 齒條活塞驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)。 4 腕部的設(shè)計計算 腕部設(shè)計的基本要求（1） 力求結(jié)構(gòu)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(dān)。計算如下。(1) 設(shè) == 根據(jù)公式，將已知條件帶入： = （2）根據(jù)驅(qū)動力公式得： =1378N （3）取 （4）確定液壓缸的直徑D 選取活塞桿直徑d=,選擇液壓缸壓力油工作壓力P=, （JB82666），選取液壓缸內(nèi)徑為：D=63mm則活塞桿內(nèi)徑為:d==，選取d=32mm 手抓夾持范圍計算為了保證手抓張開角為，活塞桿運動長度為34mm。 夾緊力及驅(qū)動力的計算 手指加在工件上的夾緊力，是設(shè)計手部的主要依據(jù)。若采用典型的平移型手指, 驅(qū)動力需加在手指移動方向上,這樣會使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜且體積龐大。 典型的手部結(jié)構(gòu)（1） 回轉(zhuǎn)型 包括滑槽杠桿式和連桿杠桿式兩種。根據(jù)動力源的不同, 工業(yè)機械手的驅(qū)動機構(gòu)大致可分為液壓、氣動、電動和機械驅(qū)動等四類。其中圓柱坐標(biāo)型機械手結(jié)構(gòu)簡單緊湊,定位精度較高,占地面積小，因此本設(shè)計采用圓柱坐標(biāo)。2 機械手的總體設(shè)計方案本課題是輕型平動搬運機械手的設(shè)計及運動仿真。我國的工業(yè)機器人從80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，在國家的支持下，通過“七五”、“八五”科技攻關(guān)，目前己基本掌握了機器人操作機的設(shè)計制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計技術(shù)、運動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人。(3)工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化。采用液壓機構(gòu)驅(qū)動機械手,結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、控制方便。臂部運動的目的：把手部送到空間運動范圍內(nèi)任意一點。（2） 腕部 是連接手部和臂部的部件，并可用來調(diào)節(jié)被抓物體的方位，以擴大機械手的動作范圍，并使機械手變的更靈巧，適應(yīng)性更強。目前機械手在沖床上應(yīng)用有兩個方面：一是160t以上的沖床用機械手的較多。下面具體說明機械手在工業(yè)方面的應(yīng)用。機械手可以完成許多工作，如搬物、裝配、切割、噴染等等，應(yīng)用非常廣泛。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。具有記憶功能的機械手產(chǎn)值約為67億日元，比1978年增長50%。瑞士RETAB公司生產(chǎn)一種涂漆機械手，采用示教方法編制程序。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動公司（Unimaton）,專門生產(chǎn)工業(yè)機械手。 工業(yè)機械手的簡史現(xiàn)代工業(yè)機械手起源于20世紀(jì)50年代初，是基于示教再現(xiàn)和主從控制方式、能適應(yīng)產(chǎn)品種類變更，具有多自由度動作功能的柔性自動化產(chǎn)品。機械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機具進行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動條件，顯著的提高了勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。機械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。工業(yè)機械手也是工業(yè)機器人的一個重要分支。 機械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強。商名為Unimate(即萬能自動)。1毫米。1976年個大學(xué)和國家研究部門用在機械手的研究費用42%。預(yù)計到1990年將有55萬機器人在工作。隨著工業(yè)機器手（機械人）研究制造和應(yīng)用的擴大，國際性學(xué)術(shù)交流活動十分活躍，歐美各國和其他國家學(xué)術(shù)交流活動開展很多。從這里可以看出，裝卸、搬運等工序機械化的迫切性，工業(yè)機械手就是為實現(xiàn)這些工序的自動化而產(chǎn)生的。目前，機械手在這方面應(yīng)用很多，如上海柴油機廠的曲拐自動車床和座圈自動車床機械手，大連第二車床廠的自動循環(huán)液壓仿行車床機械手，沈陽第三機床廠的Y38滾齒機械手，青海第二機床廠的滾銑花鍵機床機械手等。 執(zhí)行機構(gòu)（1）手部 既直接與工件接觸的部分，一般是回轉(zhuǎn)型或平動型（多為回轉(zhuǎn)型，因其結(jié)構(gòu)簡單）。因此在要求較大回轉(zhuǎn)角的情況下，采用齒條傳動或鏈輪以及輪系結(jié)構(gòu)。（4） 行走機構(gòu) 有的工業(yè)機械手帶有行走機構(gòu)，我國的正處于仿真階段。(2)機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實例。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)，對產(chǎn)品進行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、模塊化設(shè)計，“863”計劃的支持下，也取得了不少成果。(2)圓柱坐標(biāo)型機械手。（2） 腕部，采用一個回轉(zhuǎn)液壓缸實現(xiàn)手部回轉(zhuǎn)（3）臂部。（2） 手指應(yīng)具有一定的張開范圍，手指應(yīng)該具有足夠的開閉角度（手指從張開到閉合繞支點所轉(zhuǎn)過的角度），以便于抓取工件。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。(a) (b) 滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)、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。 G——被抓取工件所受重力（N）。機械手的夾持范圍為80mm180mm。對于循環(huán)次數(shù)多、在變應(yīng)力下工作的彈簧，還應(yīng)該進一步對彈簧的疲勞強度和靜應(yīng)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(yīng)力強度驗算）。 腕部的結(jié)構(gòu)以及選擇(1) 具有一個自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)。(4) 機液結(jié)合的腕部結(jié)構(gòu)。則回轉(zhuǎn)缸工作壓力，選擇8Mpa 腕部液壓缸剖截面結(jié)構(gòu)示意 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑（JB106867） （mm）液壓缸內(nèi)徑40 5063809010011012514015016018020020鋼P5060769510812113316814618019421924545鋼50607695108121133168146180194219245 液壓缸蓋螺釘?shù)挠嬎?缸蓋螺釘間距示意 螺釘間距t與壓力P之間的關(guān)系工作壓力P（Mpa）螺釘?shù)拈g距t(mm)小于150小于120小于100小于80缸蓋螺釘?shù)挠嬎?，t為螺釘?shù)拈g距，間距跟工作壓強有關(guān)，在這種聯(lián)結(jié)中，每個螺釘在危險剖面上承受的拉力 （）計算：液壓缸工作壓強為P=8Mpa,所以螺釘間距t小于80mm,試選擇8個螺釘，所以選擇螺釘數(shù)目合適Z=8個 危險截面 () 所以 =+10545=19772N螺釘材料選擇Q235，（）螺釘?shù)闹睆? （）螺釘?shù)闹睆竭x擇d=16mm.（1） 動片和輸出軸間的連接螺釘動片和輸出軸之間的連接結(jié)構(gòu)見上圖。臂部運動的目的：把手部送到空間運動范圍內(nèi)任意一點。（4） 注意簡化結(jié)構(gòu)。（4） 驅(qū)動系統(tǒng)中設(shè)有緩沖裝置。 手臂運動機構(gòu)的選擇通過以上，綜合考慮，本設(shè)計選擇雙導(dǎo)桿伸縮機構(gòu)，使用液壓驅(qū)動,液壓缸選取雙作用液壓缸。得