【正文】 損失也就很少，便于輸送。 氣動邏輯元件是通過可動部件的動作，進行元件切換而實現(xiàn)邏輯功能的。 37 （ 2）控制程序可變，具有很好的柔性。 （ 3）機械手左轉(zhuǎn)道左限位， SQ2 動作，左旋轉(zhuǎn)結(jié)束，機械手開始伸出。 I/O 點數(shù)分配表 表 71 PLC i/o分配表 38 輸入 輸出 SQ1 X000 回轉(zhuǎn)電機開關(guān) KM1 Y001 電機右轉(zhuǎn) SQ2 X001 KM2 Y002 電機左轉(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 手動啟動 開關(guān) 3 X012 手動復(fù)位 開關(guān) 4 X013 手動到遠點 開關(guān) 5 X014 緊急停止 PLC 控制系統(tǒng)的流程圖和梯形圖 機械手在原始位置時對 SQ1 動作，按下啟動按鈕，機械手松開，機械手開始上 升。機械手伸出到達伸出限位 2， SQ6動作，機械手 開始下降。 這次設(shè)計可以說是我大學(xué)最后的一門課了，其中包含的只是實在是太多了，讓我知道了學(xué)海無涯的道理，活到老學(xué)到老。機械手收縮到收縮限位收縮結(jié)束， SQ7動作，機械手開始右轉(zhuǎn)。 （ 11）下降到下限位置， SQ4 動作，機械手松開，放下物品。 （ 4）功能完善，擴充方便組和靈活 （ 5）較少了控制系統(tǒng)設(shè)計及施工的工作量 控制過程說明 （ 1）機械手在原始位置時對 SQ1 動作，按下啟動按鈕，機械手松開， 機械手手臂上升。它可在惡劣的工業(yè)環(huán)境下與強電設(shè)備儀器工作，運行的穩(wěn)定性和可靠性較高。 空氣控制閥是氣動控制元件，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，從而保證氣動執(zhí)行機構(gòu)按規(guī)定的程序正常地進行工作。 34 圖 54 回轉(zhuǎn)支承能力曲線圖 6 氣壓系 統(tǒng)設(shè)計 本機械手主要以壓縮空氣為動力源驅(qū)動的機械手，用氣壓驅(qū)動與用其他能源驅(qū)動比較有以下優(yōu)點： （ 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。 單排四點接觸球式轉(zhuǎn)盤軸承由兩個座圈組成，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、鋼球與圓弧滾道四點接觸，能同時承受軸向力、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)計要求。 手臂的轉(zhuǎn)動慣量： 221= 3 + L )12J m R臂 （ (58) 2 2 21= 3 1 . 3 + 0 . 6 ) 1 3 . 612J k g m? ? ? ?臂 30 （ 將上半機身看似一個半徑為 120mm 的圓柱，重量為 30KG，由于其轉(zhuǎn)動中心與電機的轉(zhuǎn)動中心同軸。在相同的體積，比交流電機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)在對機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 機械手臂部受力示意圖 計算如下： 由于導(dǎo)向桿對稱配置 ，兩導(dǎo)向桿受力均衡，可按一個導(dǎo)向桿計算。 手臂直線運動的驅(qū)動力計算 先進行粗略的估算，或類比同類結(jié)構(gòu)，根據(jù)運動參數(shù)初步確定有關(guān)機構(gòu)的主要尺寸，再進行校核計算，修正設(shè)計。在這里我只選擇了一個手臂伸縮缸和一個手臂升降缸，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油口 a和 b，當壓力油從 a， b 油口進入和排出時，缸內(nèi)的活塞桿將做往復(fù)直線運動，這種結(jié)構(gòu)尺寸小，可用于較大重量的工件的抓取，在機械手中應(yīng)用很廣泛。對于懸臂式的機械手，其傳動件，導(dǎo)向件和定位件布置應(yīng)合理，使手臂運動過程盡可能平衡，以減少對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)計時還應(yīng)結(jié)合具體受力情況，設(shè)法使個作用力引起的變形相互抵消。對機器人的運動性能，定位精度和承載能力影響很大。手臂運動應(yīng)該包括 3 個運動：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 ──運載工件時向著重力方向上升最大速度，機械手直線速度常在 200～ 17 300mm/s , t 響 ──系統(tǒng)達到最高速度的時間，根據(jù)設(shè)計參數(shù)選取。F 16 cosah ?? (32) 2cosbF Fna ?? (33) 式中 ： a —— 從 對稱中心到手指的回轉(zhuǎn)支點的 長度 （ mm） ， ? —— 工件被夾緊時兩回轉(zhuǎn)支點 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。對于手，應(yīng)該有足夠的動力驅(qū)動裝置。 （ 3）機身，采用一個直線缸來實現(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)動機構(gòu)的選擇 工業(yè)機械手的驅(qū)動系統(tǒng)，按照動力源分為液壓驅(qū) 動、氣壓驅(qū)動和電動三大類。隨后在開發(fā)海洋中應(yīng)用，有一定的發(fā)展前途。圓柱坐標機器人的工作范圍呈圓柱形狀。 自動 搬運機械手裝置是一種模擬人的手臂動作來完成的，按照事先設(shè)定的程序，軌跡，代替人完成枯燥，勞累的抓取，搬運工作的機電一體化裝置。無人駕駛機器人和自適應(yīng)多機的大型物料輸送設(shè)備的遠程控制操作。工 業(yè)機器人很多核心技術(shù)，目前我們尚未掌握，這是影響我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要瓶頸。中國也在同一時刻發(fā)射了人造衛(wèi)星。 在 1954 年，美國戴沃爾是最早的提出了工業(yè)機器人的概念，并且在當時申請了專利。據(jù)外國專家預(yù)測，工業(yè)機器人是在輛車，計算機后出現(xiàn)的一個新的高度 高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。 機械手的應(yīng)用意義在于： （ 1） 可以提高生產(chǎn)過程的自動化程度 ,應(yīng)用機械手有利于實現(xiàn)材料的傳送、弓箭的裝卸、道具的更換以及機器的裝配等的自動化的程度，從而可以提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。目前主要用于機床，模鍛壓機的上下料，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，不知疲勞，不怕危險，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。自由度機械手設(shè)計的程度是關(guān)鍵參數(shù)。 機器人可以完成一些類似于人類的手和手臂的動作，按照固定程序抓取，移動一定重量的物體或操作一些自動化操作工具設(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 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展歷史 .................................................................................................. 7 研究內(nèi)容 ........................................................................................................................ 9 2 工業(yè)機械手的總體設(shè)計方案 .................................................................................................... 10 ................................................................................................. 10 驅(qū)動機構(gòu)的選擇 ........................................................................................................... 12 機械手的主要部件及運動 ............................................................................................. 12 機械手的技術(shù)參數(shù)列表 ................................................................................................ 13 3 機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計 ...................................................................................................................... 13 手部設(shè)計基本要求 ....................................................................................................... 13 典型的手部結(jié)構(gòu) ........................................................................................................... 14 4 臂部的設(shè)計及有關(guān)計算 ........................................................................................................... 19 ..................................................................................................... 19 手臂的典型運動機構(gòu) .................................................................................................... 21 .......................................................................................... 21 5 機身的設(shè)計計算 ...................................................................................................................... 26 ............................