【正文】 ?? — 起動過程所轉過的角度 (弧度 )。單葉氣缸的壓力 P驅動力矩 M的關系為 : 2 )( 22 rRpbM ?? , 或 )( 2 22 rRb Mp ?? 第五章 手臂伸縮、升降、回轉氣缸的尺寸設計與校核 17 手臂伸縮氣缸的尺寸設計 手臂伸縮氣缸采用標準氣缸，參看各種型號的結構特點，尺寸參數(shù)，結合本設計的實際要求，氣缸用 CTA型氣缸，尺寸系列初選內徑為 ? 100/63： 尺寸校核 校核尺寸時，只需校核氣缸內徑 1D =63mm,半徑 R=滿足使用要求即可 ,設計使用壓強 MPaP ? , 則驅動力： 2RPF ??? )(12 46 03 26N? ???? 測定手腕質量為 50kg,設計加速度 )/(10 sma? ，則慣性力 maF?1 )(5001050 N? ?? ，設定摩擦系數(shù) ?k , ? )(100 N? ?? ? 總受力 mFFF ?? 10 )(600 100500N? ?? FF?0 所以標準 CTA氣缸的尺寸符合實際使用驅 動力要求要求。 手臂回轉氣缸的尺寸設計與校核 尺寸設計 氣缸長度設計為 mmb 120? ,氣缸內徑為 mmD 2101 ? ,半徑 R=105mm,軸徑 mmD 402 ? 半徑 mmR 20? ,氣缸運行角速度 ? = s/90? ，加速度時間t? ? ,壓強 MPaP ? , 則力矩： 2 )( 22 rRpbM ?? ).(2 55 2)0 ( 226mN????? 尺寸校核 1．測定參與手臂轉動的部件的質量 kgm 1201 ? ,分析部件的質量分布情況， 質量密度等效分布在一個半徑 mmr 200? 的圓盤上，那么轉動慣量： 221rmJ? 2 2?? ? （ ） tJM ?? ?.慣 ).(108 mN??? 考慮軸承，油封之間的摩擦力，設定摩擦系數(shù) ?k , 慣摩 MkM .? 20 ）（ ? ?? 總驅動力矩 摩慣驅 MMM ?? ）（ ? ?? MM〈驅 ? 設計尺寸滿足使用要求。動片封圈 4把氣腔分隔成兩個 .當壓縮氣體從孔 a進入時，推動輸出軸作逆時 4回轉，則低壓腔的氣從b孔排出 。 1e 工件的重心到轉動軸線的 偏心距 (cm), ? 手腕轉動時的角速度 (弧度 /s)。 4. 2手腕的驅動力矩的計算 手腕的回轉、上下和左右擺動均為回轉運動，驅動手腕回 轉時的驅動力矩必須克服手腕起動時所產(chǎn)生的慣性力矩，手腕的轉動軸與支承孔處的摩擦阻力矩，動片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩以及由于轉動件的中心與轉動軸線不重合所產(chǎn)生的偏重力矩 .圖 41所示為手腕受力的示意圖。根據(jù)力平衡原理，單向作用氣缸活塞桿上的輸出推力必須克服彈簧的反作用力和活塞桿工作時的總阻力，其公式為 : zt FFPDF ??? 421 ? 式中 : 1F 活塞桿上的推力， N tF 彈簧反作用力， N zF 氣缸工作時的總阻力， N P 氣缸工作壓力， Pa 彈簧反作用按下式計算 : )1( sGF ft ?? nDGdGf 3141? fG = nDGd31418 式中 : fG 彈簧剛度， N/m 1 彈簧預壓縮量， m s 活塞行程， m 1d 彈簧鋼絲直徑， m 1D 彈簧平均直徑， . n 彈簧有效圈數(shù) . G 彈簧材料剪切模量，一般取 PaG ?? 在設計中，必須考慮負載率 ? 的影響，則 : tFpDF ?? 421 ?? 由以上分析得單向作用氣缸的直徑 : ??p FtFD )(4 1 ?? 代入有關數(shù)據(jù)，可得 ?fGnDGd31418? 4333915)1030(8 )( ??? ??? ?? 13 )/( 77 mN? )1( sGF ft ?? )( 7 73N? ???? 所以 : ?DpnFtF? )1(4 ? ? )(4 ?? ??? )( mm? 查有關手冊圓整，得 mmD 65? 由 ??Dd ,可得活塞桿直徑 : mmDd )( ???? 圓整后，取活塞桿直徑 mmd 18? 校核，按公式 ][)4//( 21 ?? ?dF 有 : ])[/14( ??Fd ? 其中， [? ] MPa120? ， NF 7501 ? 則 : )120/4904( ??? ?d ?? 滿足實際設計要求。 (三 )保證工件準確定位 為使手指和被夾持工件保持準確的相對位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應的 手指形狀。當二支點回轉型手指的兩個回轉支點的距離縮小到無窮小時，就變成了一支點回轉型手指 。根據(jù)統(tǒng)計和比較，該機械手手臂的伸縮行程定為 600mm,最大工作半徑約為 mm1400 。最大回轉速度設計為 s/90? 。手臂的各種運動由氣缸來實現(xiàn)。 ．機械手的坐標型式與自由度 按機械手手臂的不同運動形式及其組合情況，其坐標型式可分為直角坐標式、圓柱坐標式、球坐標式和關節(jié)式。目前使用的專用和通用工業(yè)機械手均屬于此類。它是一種附屬于工作主機的專用機械手，其動力是由工作機械傳遞的。 (二 )按驅動方式分 液壓傳動機械手 是以液壓的壓力來驅動執(zhí)行機構運動的機械手?？刂葡到y(tǒng)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(tǒng)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。 機座 : 5 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(tǒng)均安裝于機座上 ，故起支 撐和連接的作用。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。夾持式手部由手指 (或手爪 )和傳力機構所構成。因此，在機械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的引用 .機械手的結構