【正文】 損失也就很少，便于輸送。 氣動(dòng)邏輯元件是通過可動(dòng)部件的動(dòng)作，進(jìn)行元件切換而實(shí)現(xiàn)邏輯功能的。 37 （ 2）控制程序可變，具有很好的柔性。 （ 3）機(jī)械手左轉(zhuǎn)道左限位， SQ2 動(dòng)作，左旋轉(zhuǎn)結(jié)束，機(jī)械手開始伸出。 I/O 點(diǎn)數(shù)分配表 表 71 PLC i/o分配表 38 輸入 輸出 SQ1 X000 回轉(zhuǎn)電機(jī)開關(guān) KM1 Y001 電機(jī)右轉(zhuǎn) SQ2 X001 KM2 Y002 電機(jī)左轉(zhuǎn) SQ3 X002 手臂上升 /下降開關(guān) YA1 Y003 手臂上升 SQ4 X003 YA2 Y004 手臂下降 SQ5 X004 手臂伸縮開關(guān) YA3 Y005 手臂伸開 SQ6 X005 YA4 Y006 手臂收縮 SQ7 X006 YA5 Y007 夾緊與放松 開關(guān) 0 X007 單步 開關(guān) 1 X0010 循環(huán) 開關(guān) 2 X011 手動(dòng)啟動(dòng) 開關(guān) 3 X012 手動(dòng)復(fù)位 開關(guān) 4 X013 手動(dòng)到遠(yuǎn)點(diǎn) 開關(guān) 5 X014 緊急停止 PLC 控制系統(tǒng)的流程圖和梯形圖 機(jī)械手在原始位置時(shí)對(duì) SQ1 動(dòng)作，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手松開，機(jī)械手開始上 升。機(jī)械手伸出到達(dá)伸出限位 2， SQ6動(dòng)作，機(jī)械手 開始下降。 這次設(shè)計(jì)可以說是我大學(xué)最后的一門課了，其中包含的只是實(shí)在是太多了，讓我知道了學(xué)海無涯的道理，活到老學(xué)到老。機(jī)械手收縮到收縮限位收縮結(jié)束， SQ7動(dòng)作，機(jī)械手開始右轉(zhuǎn)。 （ 11）下降到下限位置， SQ4 動(dòng)作，機(jī)械手松開，放下物品。 （ 4）功能完善，擴(kuò)充方便組和靈活 （ 5）較少了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工的工作量 控制過程說明 （ 1）機(jī)械手在原始位置時(shí)對(duì) SQ1 動(dòng)作，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手松開， 機(jī)械手手臂上升。它可在惡劣的工業(yè)環(huán)境下與強(qiáng)電設(shè)備儀器工作，運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性較高。 空氣控制閥是氣動(dòng)控制元件，它的作用是控制和調(diào)節(jié)氣路系統(tǒng)中壓縮空氣的壓力、流量和方向，從而保證氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)按規(guī)定的程序正常地進(jìn)行工作。 34 圖 54 回轉(zhuǎn)支承能力曲線圖 6 氣壓系 統(tǒng)設(shè)計(jì) 本機(jī)械手主要以壓縮空氣為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手，用氣壓驅(qū)動(dòng)與用其他能源驅(qū)動(dòng)比較有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）空氣取之不竭，用過之后排入大氣，不需要回收和處理，不污染環(huán)境。 單排四點(diǎn)接觸球式轉(zhuǎn)盤軸承由兩個(gè)座圈組成，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、鋼球與圓弧滾道四點(diǎn)接觸，能同時(shí)承受軸向力、徑向力和傾翻力矩?？沙惺茌^大的軸向力載荷 ，很符合我的設(shè)計(jì)要求。 手臂的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 221= 3 + L )12J m R臂 （ (58) 2 2 21= 3 1 . 3 + 0 . 6 ) 1 3 . 612J k g m? ? ? ?臂 30 （ 將上半機(jī)身看似一個(gè)半徑為 120mm 的圓柱，重量為 30KG，由于其轉(zhuǎn)動(dòng)中心與電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心同軸。在相同的體積，比交流電機(jī)的輸出功率直流高出 10％ ? 70％。 （ 5）液壓缸回油腔低壓油液所造成的阻力： 一般的背壓阻力較小，可按 F 回 =。 28 圖 52 手臂各部件重心位置圖 （ 1）零件重量 G 工件、 G 爪、 G 臂等，現(xiàn)在對(duì)機(jī)械手手臂做粗略估算： G 工件=， G爪 = 5Kg， G 臂 =，估算 G總 =。 l=330mm,故無需校核。 圖 41 機(jī)械手臂部受力示意圖 計(jì)算如下： 由于導(dǎo)向桿對(duì)稱配置 ，兩導(dǎo)向桿受力均衡，可按一個(gè)導(dǎo)向桿計(jì)算。 手臂直線運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 先進(jìn)行粗略的估算，或類比同類結(jié)構(gòu)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)初步確定有關(guān)機(jī)構(gòu)的主要尺寸，再進(jìn)行校核計(jì)算，修正設(shè)計(jì)。在這里我只選擇了一個(gè)手臂伸縮缸和一個(gè)手臂升降缸，伸縮缸采用直線缸式手臂結(jié)構(gòu)，如圖所示，這種液壓缸缸體上有進(jìn)油口 a和 b，當(dāng)壓力油從 a， b 油口進(jìn)入和排出時(shí)，缸內(nèi)的活塞桿將做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)尺寸小，可用于較大重量的工件的抓取，在機(jī)械手中應(yīng)用很廣泛。對(duì)于懸臂式的機(jī)械手，其傳動(dòng)件，導(dǎo)向件和定位件布置應(yīng)合理，使手臂運(yùn)動(dòng)過程盡可能平衡，以減少對(duì)升降支承軸線的偏心力矩，特別要防止發(fā)生卡死的現(xiàn)象 。 （ 3）合理布置作用力的位置和方向 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)結(jié)合具體受力情況，設(shè)法使個(gè)作用力引起的變形相互抵消。對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能，定位精度和承載能力影響很大。手臂運(yùn)動(dòng)應(yīng)該包括 3 個(gè)運(yùn)動(dòng)：伸縮、回轉(zhuǎn)和升降。 1 .2 5 0 .4 0 .0 42 1 0 0? ??? ? 壁厚取 12mm 符合 要求。； maxVat? 響 (36) maxv ──運(yùn)載工件時(shí)向著重力方向上升最大速度，機(jī)械手直線速度常在 200～ 17 300mm/s , t 響 ──系統(tǒng)達(dá)到最高速度的時(shí)間，根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)選取。F 16 cosah ?? (32) 2cosbF Fna ?? (33) 式中 ： a —— 從 對(duì)稱中心到手指的回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的 長(zhǎng)度 （ mm） ， ? —— 工件被夾緊時(shí)兩回轉(zhuǎn)支點(diǎn) 與 手指的滑槽方 向產(chǎn)生的 夾角。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。在一般情況下，一方面是比較特殊，為了擴(kuò)大其使用范圍，提高其通用化程度，以適應(yīng)不同尺寸的工件夾緊，通常使用的手指可以調(diào)整方法。對(duì)于手，應(yīng)該有足夠的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置。 （ 3）機(jī)身，采用一個(gè)直線缸來實(shí)現(xiàn)升降。 （ 3）壓縮空氣壓力低（一般為 ? ），因此，執(zhí)行元件材料的要求低。 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 工業(yè)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，按照動(dòng)力源分為液壓驅(qū) 動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)三大類。隨后在開發(fā)海洋中應(yīng)用，有一定的發(fā)展前途。圓柱坐標(biāo)機(jī)器人的工作范圍呈圓柱形狀。 自動(dòng) 搬運(yùn)機(jī)械手裝置是一種模擬人的手臂動(dòng)作來完成的，按照事先設(shè)定的程序，軌跡，代替人完成枯燥，勞累的抓取，搬運(yùn)工作的機(jī)電一體化裝置。無人駕駛機(jī)器人和自適應(yīng)多機(jī)的大型物料輸送設(shè)備的遠(yuǎn)程控制操作。工 業(yè)機(jī)器人很多核心技術(shù)，目前我們尚未掌握，這是影響我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要瓶頸。中國(guó)也在同一時(shí)刻發(fā)射了人造衛(wèi)星。 在 1954 年，美國(guó)戴沃爾是最早的提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并且在當(dāng)時(shí)申請(qǐng)了專利。據(jù)外國(guó)專家預(yù)測(cè)，工業(yè)機(jī)器人是在輛車，計(jì)算機(jī)后出現(xiàn)的一個(gè)新的高度 高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。 機(jī)械手的應(yīng)用意義在于： （ 1） 可以提高生產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度 ,應(yīng)用機(jī)械手有利于實(shí)現(xiàn)材料的傳送、弓箭的裝卸、道具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化的程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。目前主要用于機(jī)床，模鍛壓機(jī)的上下料，以及電焊，噴漆等作業(yè)中，它可以按照事先制定的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)，不知疲勞，不怕危險(xiǎn)，抓舉重物的力量所以受到了許多部門的重視，并且在現(xiàn)在和將來都得到極大的重視。自由度機(jī)械手設(shè)計(jì)的程度是關(guān)鍵參數(shù)。 機(jī)器人可以完成一些類似于人類的手和手臂的動(dòng)作，按照固定程序抓取，移動(dòng)一定重量的物體或操作一些自動(dòng)化操作工具設(shè)備。s pneumatic system, draw the working schematic of the pressure system of the robot. Using PLC to control the robot, select the PLC model, developed a control program of the programmable logic controller according to the workflow of the robot, to draw the robot work timing diagram and ladder, and prepared a program to control device control program. KEY WORDS: body rotation institutions, body lifting mechanism, featuresair, pressure drive, the Telescopic mechanism of the arm, Programmable Logic Controller 3 目 錄 1 緒論 .......................................................................................................................................... 5 選題背景及其意義 ......................................................................................................... 5 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展歷史 .................................................................................................. 7 研究?jī)?nèi)容 ........................................................................................................................ 9 2 工業(yè)機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)方案 .................................................................................................... 10 ................................................................................................. 10 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 ........................................................................................................... 12 機(jī)械手的主要部件及運(yùn)動(dòng) ............................................................................................. 12 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表 ................................................................................................ 13 3 機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................................................................................................... 13 手部設(shè)計(jì)基本要求 ....................................................................................................... 13 典型的手部結(jié)構(gòu) ........................................................................................................... 14 4 臂部的設(shè)計(jì)及有關(guān)計(jì)算 ........................................................................................................... 19 ..................................................................................................... 19 手臂的典型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) .................................................................................................... 21 .......................................................................................... 21 5 機(jī)身的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................................................................................................... 26 ............................