【正文】 剛開始做設(shè)計(jì)的時(shí)候有些無(wú)從下手，一時(shí)掌握不到要領(lǐng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的摸索終于有了些頭緒，但自己考慮得很簡(jiǎn)單，經(jīng)過(guò)幾次與老師的討論后才發(fā)現(xiàn)還有很多沒(méi)考慮的地方和不足之處，感覺(jué)要搞一個(gè)設(shè)計(jì)還真不是件容易的事。但兩者又有不同。機(jī)械手傳送系統(tǒng)梯形圖如圖7所示。移到最右位，X3接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S24下降。應(yīng)注意，當(dāng)用S10~S19作回零操作時(shí)，在最后狀態(tài)中在自我復(fù)位前應(yīng)使特殊繼電器M8043置1。機(jī)械手傳送工件系統(tǒng)示意圖，如圖1所示。手臂伸縮運(yùn)動(dòng) 手臂伸出有行程開關(guān)適時(shí)斷電而切斷油路，手臂滑行靠慣性緩沖，有死擋塊定位；手臂縮回沒(méi)有定位精度要求，又終點(diǎn)行程開關(guān)適時(shí)斷電，由活塞和油缸端蓋相碰而定位。當(dāng)手臂上的碰鐵碰到行程開關(guān)使4DT斷電并發(fā)出電信號(hào)，使 5DT通電，壓縮空氣由電磁閥的左邊通道進(jìn)入手臂回轉(zhuǎn)氣缸的一腔使手臂回轉(zhuǎn)950。聯(lián)軸器的名義扭矩 T=9550 =聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 查表得 KA=， 則 = = 參考書：《現(xiàn)代綜合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P1092 選用GB584386 減速裝置由于氣壓馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)速比小車運(yùn)動(dòng)要求的速度要大，所以還需要一個(gè)減速裝置。由于機(jī)械手運(yùn)動(dòng)時(shí)可能翻轉(zhuǎn)，所以設(shè)計(jì)時(shí)配重塊要和手臂一起做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由手指的力矩平衡條件，即∑m01(F)=0得：P139。則其上升時(shí)的驅(qū)動(dòng)推力P推為 P推= P拉= =235公斤 則輸入空氣流量Q為 Q=（ + ）n = (米3/分) Ⅲ、 回轉(zhuǎn)氣缸的參數(shù)及計(jì)算： 經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)方案的比較得出的結(jié)論是：采用回轉(zhuǎn)氣缸比用兩個(gè)直動(dòng)氣缸帶動(dòng)齒條齒輪所獲得回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果要緊湊。氣缸的選擇參考下表：氣缸的有關(guān)尺寸參數(shù)：氣缸直徑(mm) 活塞桿直徑 供氣孔直徑（英制管螺紋） 氣缸端蓋螺栓d*個(gè)數(shù) 工作壓力（共斤/厘米2） 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 活塞推力（公斤）不計(jì)效率 活塞推力（公斤）不計(jì)效率50 16 G1/4 M6*4 39 59 78 98 118 35 53 70 88 10375 20 G1/4 M8*4 88 133 177 211 265 82 123 164 205 247100 25 G1/43/8 M10*4 157 235 314 392 471 147 221 294 368 442125 30 G1/43/8 M10*4 245 368 491 613 736 231 347 462 578 694150 30 G3/81/2 M10*6 353 530 707 883 1060 339 509 678 848 1018200 40 G3/81/2 M12*6 628 943 1257 1571 1885 603 905 1206 1508 1810250 50 G1/23/4 M16*6 982 1473 1964 2454 2945 943 141411885 1885 2356 2828300 55 G1/23/4 M16*6 1414 2121 2828 3534 4241 1366 2049 2732 3415 4099 氣缸壁厚的計(jì)算：氣缸的內(nèi)景D確定后，有強(qiáng)度條件計(jì)算所需的最小的氣缸壁厚 ，再根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)來(lái)確定適當(dāng)?shù)臄?shù)值。另外裝在手臂上的零部件要求便于裝拆和調(diào)整。另外，手臂在起動(dòng)或制動(dòng)過(guò)程中受到慣性力或慣性力矩的作用，手臂將發(fā)生顫動(dòng)，由于手臂的顫動(dòng)，也會(huì)影響手臂的定位精度，除了采用可靠的定位裝置外，應(yīng)對(duì)手臂結(jié)構(gòu)有一定的剛度要求，才能保證手臂的準(zhǔn)確的工作和一定的定位精度。圖217所示為操作氣缸采用油液阻尼的緩沖回路。并在回路中的二位五通雙電控滑閥3的兩個(gè)排氣口上也裝設(shè)節(jié)流螺釘。如用雙缸或多缸操縱一個(gè)重型框架起落時(shí)，同步舉升或降落極為重要，否則框架被扭斜將產(chǎn)生很大的附加阻力，甚至不能運(yùn)動(dòng)。二位五通單電控滑閥5切換后，若閥4打開，則活塞可快速右行。調(diào)節(jié)節(jié)流閥，即可得到活塞不同的運(yùn)動(dòng)速度。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開度，可以改變活塞雙向的運(yùn)動(dòng)速度。（四）延時(shí)控制回路圖26所示的延時(shí)控制回路，為控制信號(hào)A使二位四通單氣控滑閥1切換時(shí)，壓縮空氣經(jīng)閥單向節(jié)流閥3向氣容4充氣，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間，氣容壓力達(dá)到一定數(shù)值，控制二位三通氣控閥2切換。這種回路不允許有漏損，這樣才能保證氣缸可靠地工作?；y處在位置I時(shí)，活塞下腔進(jìn)氣，推動(dòng)活塞桿伸出。第二， 氣動(dòng)回路使用過(guò)的空氣是經(jīng)排氣口排入大氣的，因而不設(shè)回氣管道來(lái)回收空氣。各氣缸凡能采用排氣節(jié)流方式的，都通過(guò)電磁閥的排氣口節(jié)流阻尼螺釘（錐面式）調(diào)速。它主要有截流閥、單向截流閥和排氣節(jié)流閥。③ 手臂的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中采用了擺動(dòng)氣缸中的單葉片擺動(dòng)氣缸，將壓縮空氣的能量變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，擺動(dòng)角度小于3600。 氣動(dòng)部件設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)要分析 氣缸 氣缸是利用壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。在這種情況下宜采用自動(dòng)傳送裝置為好。而影響機(jī)械手動(dòng)作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉(zhuǎn)的速度。因此，它將成為無(wú)人化系統(tǒng)的重要組成環(huán)節(jié)之一。根據(jù)仿生學(xué)的理論，用計(jì)算機(jī)充當(dāng)起大腦，使它能思考、能分析、能記憶。由于通用機(jī)械手的應(yīng)用發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)了智能機(jī)器人的研制。然后，即可根據(jù)具體工作的需要，將這些零件、部件（或再相應(yīng)地增加一些其它零件、部件）進(jìn)行組合，組成需要的機(jī)械手。因此，在自動(dòng)化機(jī)床和綜合加工自動(dòng)線上，目前幾乎都設(shè)機(jī)械手，以減少人力和更準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏進(jìn)行生產(chǎn)。在機(jī)械工業(yè)中，鑄、鍛、焊、鉚、沖壓、熱處理、機(jī)械加工、裝配、檢驗(yàn)、噴漆、電鍍等工種都有應(yīng)用的實(shí)例。⑶ 電力驅(qū)動(dòng)機(jī)械手 直接用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。機(jī)座 它是機(jī)械手的基礎(chǔ)部分，機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各部件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均安裝于基座上，故起支承和聯(lián)接的作用。（二） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。行走的時(shí)候手臂不動(dòng)，手臂運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，行走部分停止運(yùn)動(dòng)。主要參考文獻(xiàn)：1 、. 北京：2 . 西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 3 . 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，4 ：5 ：上海交通大學(xué)出版社，6 ：原子能出版社，19817 ：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，19878 ：9 ：武漢理工大學(xué)出版社，10 ：華中理工大學(xué)出版社，199811 ：重慶大學(xué)出版社，199712 ：機(jī)械工業(yè)出版社，199513 ：清華大學(xué)出版社，1994：浙江大學(xué)出版社，199115 . 機(jī)械工業(yè)出版社，199316 ，1988 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告２．本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）： 在機(jī)械制造業(yè)中，機(jī)械手已被廣泛應(yīng)用，從而大大地改善了工人勞動(dòng)條件，顯著的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。方向控制閥在整個(gè)氣動(dòng)元件中數(shù)量占有相當(dāng)大的比例，并在氣動(dòng)系統(tǒng)中起著神經(jīng)中樞的作用。它可以輸出力，驅(qū)動(dòng)工作部分作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)擺動(dòng)。此類機(jī)械手目前還不多，但有發(fā)展前途。其主要特點(diǎn)是介質(zhì)來(lái)源極方便、氣動(dòng)動(dòng)作迅速、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。滾輪式行走機(jī)構(gòu)可分為有軌的或是無(wú)軌的兩種。機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測(cè)裝置等組成。行走部分可以采用氣壓馬達(dá)帶動(dòng)兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)。PLC控制機(jī)械手設(shè)計(jì) 中文摘要 機(jī)械手是能夠模仿人手動(dòng)作，并按設(shè)定程序、軌跡和要求代替人手抓（吸）取、搬運(yùn)工件或工具或進(jìn)行操作的自動(dòng)化裝置，它能部分的代替人的手工勞動(dòng)。氣壓泵固定在某處，用一根軟管將泵與馬達(dá)相連，馬達(dá)安裝在行走裝置中。（一） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。機(jī)座 它是機(jī)械手的基礎(chǔ)部分，機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各部件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均安裝于基座上，故起支承和聯(lián)接的作用。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性差，而且氣源壓力較低，適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作。（三）控制系統(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，一般常見(jiàn)的為電氣控制。氣缸可分為：?jiǎn)蜗蜃饔檬綒飧缀碗p作用式氣缸。四、氣動(dòng)基本回路方向控制回路主要有：?jiǎn)巫饔脷飧字虚g停止回路，雙作用氣缸換向回路，雙作用氣缸的活塞可在任意位置停止的回路，延時(shí)控制回路。本課題主要研究的問(wèn)題是近距離自動(dòng)移動(dòng)式機(jī)械手臂設(shè)計(jì)氣壓驅(qū)動(dòng)式。 行走部分我采用滾輪式，用輪子在地面上滾動(dòng)的方式完成行走運(yùn)動(dòng)時(shí)比較穩(wěn)定的，應(yīng)為輪子總是離不開地面的。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為工業(yè)機(jī)械手。 手部 即與物件接觸的部件。其它部分 行程檢測(cè)裝置和傳感裝置等。一般專用機(jī)械手有2～3個(gè)自由度。⑷ 機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)械手 是將主機(jī)的動(dòng)力通過(guò)凸輪、連桿、齒輪、間歇機(jī)構(gòu)等傳給機(jī)械手的一種驅(qū)動(dòng)方式。其它部門，如輕工業(yè)、建筑業(yè)、國(guó)防工業(yè)等工作中也均有所應(yīng)用。綜上所述，有效地應(yīng)用機(jī)械手，使發(fā)展工業(yè)的必然趨勢(shì)。當(dāng)然，這樣的機(jī)械手還應(yīng)保證組合方便，一旦工作變更時(shí)，就能迅速而順利的重新組合。智能機(jī)器人涉及的知識(shí)內(nèi)容，不僅包括一般的機(jī)械、液壓、氣壓傳動(dòng)等基礎(chǔ)知識(shí)，而且還應(yīng)用一些電子技術(shù)、電視技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、無(wú)線電控制、仿生學(xué)和假肢工藝等，因此它是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的新技術(shù)。用電視攝像機(jī)、測(cè)距儀、纖維光學(xué)傳感器、導(dǎo)光管或其它光敏元件作為眼睛，在其視野的范圍內(nèi)能看。2 機(jī)械手的設(shè)計(jì) 機(jī)械手設(shè)計(jì)的總體方案由于本次設(shè)計(jì)的機(jī)器人需要通過(guò)氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂的三個(gè)方向上的自由度如：手臂的上下的升降運(yùn)動(dòng)、手臂的前后伸縮運(yùn)動(dòng)、手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及用氣壓馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)小車按軌道運(yùn)動(dòng)。該機(jī)械手最大移動(dòng)速度設(shè)計(jì)為1200毫米/秒，最大回轉(zhuǎn)速度設(shè)計(jì)為1200/秒。據(jù)統(tǒng)計(jì)和比較，該機(jī)械手手臂的伸縮行程定為600毫米，最大工作半徑為1500毫米，手臂安裝前后可調(diào)200毫米。它可以輸出力，驅(qū)動(dòng)工作部分作直線運(yùn)動(dòng)或往復(fù)擺動(dòng)。剛開始打算采用兩個(gè)直動(dòng)氣缸帶動(dòng)鏈條鏈輪或帶動(dòng)齒條齒輪來(lái)獲得回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)設(shè)計(jì)方案的比較得出采用回轉(zhuǎn)氣缸的結(jié)構(gòu)要緊湊的多，所以還是采用了擺動(dòng)氣缸。 方向控制閥是用來(lái)控制氣流的方向、氣路的通斷，從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作發(fā)生變化的氣動(dòng)元件。手臂前后伸縮氣缸的氣路上，在最接近氣缸處，裝有兩個(gè)快速排氣閥，以加快啟動(dòng)速度和調(diào)節(jié)全行程上的速度，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)閥又可使其加速度限制在允許的范圍內(nèi)，以減少制動(dòng)時(shí)的慣性沖擊，提高定位精度。第三， 由于空氣的粘性很小，在管路中的壓力損失較小。滑閥處在位置II時(shí)，活塞下腔排氣，彈簧力推動(dòng)活塞下行。在氣缸終端需要保持活塞固定的停止位置時(shí)，也使用這種回路。壓縮空氣經(jīng)閥2的B口輸往執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 （二）雙作用氣缸單向速度控制回路（圖28）該回路是在氣缸的一個(gè)氣路上裝設(shè)單向節(jié)流閥1。 圖210所示是帶有排氣節(jié)流閥的速度控制回路。因此，可根據(jù)需要得到活塞雙向的快速運(yùn)動(dòng)。這種回路應(yīng)以阻力最大的那個(gè)氣缸為準(zhǔn)，調(diào)整其它缸的運(yùn)動(dòng)速度以達(dá)到同步的目的。調(diào)節(jié)閥1和閥2的排氣節(jié)流螺釘，以