【正文】 性主要體現在合理的功能定位、實現功能的簡單技術途徑和簡單合理的結構。U軸（手腕左右擺動）177。 電機驅動電機驅動系統按照電機驅動方式分為直流電機驅動系統、交流異步電機驅動系統、無刷直流電機驅動系統、開關磁阻電機驅動系統和多臺電機驅動系統等，過電機驅動系統有很大的區(qū)別，性能上也存在著很大的差異，在這里不對電機系統作更進一步闡述，只把電機驅動、液壓驅動和氣壓驅動做一比較，說明系統的選擇。工作可靠、壽命長，齒輪傳動在正確安裝，良好潤滑和正,常維護條件下，具有其他機械傳動無法比擬的高可靠性和壽命。蝸桿傳動通常用于中、小功率非長時間連續(xù)工作的應用場合。（4）結構緊湊、重量輕、效率高，在保證自身剛度、強度的前提下，盡可能使結構緊湊、重量輕，以利于減輕手臂的負載。另外小臂中間旋轉關節(jié)也屬于腕部自由度范疇，利用電機帶動連軸器，連軸器再帶動小臂前半段殼體旋轉。機械手手臂剛性好、抗扭能力強、重量輕，所有傳動機構和驅動裝置都置于機械手臂內部，外形簡潔。對零件尺寸和質量的限制。碳素鋼與合金鋼的彈性模童相差很小，故選用優(yōu)質合金鋼對提高零件的剛度沒有意義。合金鋼則具有更高的機械性能和更好的淬火性能。鋼材韌性好，耐沖擊，容易通過熱處理和化學處理來改善其機械性能和提高硬度，是制造齒輪最常用的材料。 由《機械設計》[2] 查得8級精度小齒輪相對支承非對稱布置時， （21）將數據代入后得：由,查《機械設計》[5]得，；故載荷系數 （22） （6）按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑，由《機械設計》[2]得，= （23）（7）計算模數m （24） 按齒根彎曲強度設計由《機械設計》[3]得彎曲強度的設計公式為 （25）確定公式內的各計算數值（1）由《機械設計》[3]查得小齒輪的彎曲疲勞極限。（2）軸段II采用鍵定位，其尺寸為，由于軸段II僅僅是用鍵來定位的，所以軸段II的長度與鍵的寬度和高度有關，考慮到齒輪輪轂的寬度及軸向定位要求等。各軸肩處的圓角半徑為R＝1mm。亦可采用熱處理，表面強化處理等工藝措施以及加大軸徑，改用較好材料等方法解決。 蝸輪蝸桿的計算及校核 由于蝸輪的端面模數和螺桿的軸向模數相等，m模數去標準值首先按照強度要求計算, （76）利用強度計算：=，m=，i=50，a=94mm， ,螺輪螺桿的常用材料螺旋線升角：螺桿分度圓直徑：得到： （77） （78） （79）7 軸承選取與壽命計算 蝸桿有軸向力和徑向力，故擬采用角圓錐滾子軸承，根據軸直徑20，由《機械設計手冊》查得軸承型號7004C。但是個人計算機（Personal Computer）也簡稱PC，為了避免混淆，將用于邏輯控制的可編程控制叫做PLC（Programmable Logic Controller）.PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置，它其實就是一臺計算機，它采用可以編制程序的存儲器，在其內部執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，它以接入式CPU為核心，通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。它的功能能夠很容易地擴展，它的程序是可以根據控制對象的不同，讓使用者來編制的。更高的運算速度、超小型的體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現代工業(yè)中的地位。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機及超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉速、位移等各式各樣的控制場合；從產品的配套能力來說，生產了各種人機界面單元，通訊單元，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易。PLC所具有的完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。由于PLC體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。編程語言中還有一個內容是指令功能。也有的PLC直接用所能存放的程序量表示。本節(jié)講述的是利用機械手在軸承裝配線上，通過PLC控制機械手的動作，完成取軸承、加蓋及轉移工件，最后控制壓蓋機完成壓蓋的整個過程。(5)手臂左旋：使機械手在不改變高度的情況下，相對于工作臺向左旋轉，以便完成工件移動的要求。 同時擴展一個I/O模塊，選用EM223輸入/輸出混合擴展模塊。（1）各種限位開關在此系統中，共用了4個限位開關：上升限位開關、下降限位開關、左旋限位開關和右旋限位開關。因此，就必須在傳送帶2的電動機部分裝一個可以控制電動機運轉和停止的繼電器，再連接到PLC以控制接觸器，最后達到控制目的。程序中用到的元件及設置如表942所示。由于是多段輸出，所以還需要簡歷包絡表，對3段脈沖周期、數量進行設置，多關節(jié)機械手控制系統多段脈沖輸出梯形圖如圖44所示。第二，機械設計必須把理論知識生產實踐相聯系，以現有理論分析生產中的東西，使生產中的東西促進我們認識理論。經過這次的畢業(yè)設計，我能夠更好的將理論知識應用于實踐當中，是我綜合運用的能力得到了進一步的提高。他嚴謹的治學態(tài)度、豐富的工作經驗，為我今后的學習和工作打下了堅實的基礎。衷心感謝我的指導老師周光永，是他在我碰到問題時給我悉心的指導。 [M].，1998[２２]. 北京：機械工業(yè)出版社，2003[２３]：北京航空航天大學出版社， 2003[２４] [２５] [２６]：人民郵電出版社，2002[２７]：華南理工大學出版社，2003[２８]：重慶大學出版社2001[２９]：機械工業(yè)出版社，2004[３０]：人民郵電出版社，2004[３１]：中國水利水電出版社，2007致 謝經過三個多月的緊張繁忙的工作，終于順利完成了畢業(yè)設計。在多關節(jié)機械手的工作過程中，機械手爪是嚴格按照一定的順序運行的，采用順序控制指令能夠非常方便地按照工藝的流程進行設計，當下一個動作開始執(zhí)行時，前一個動作中的所有元件全部復位到初始狀態(tài)，減少出現誤動作的概率。 對于高速脈沖輸出控制，設置為脈沖輸出方式。當控制過程特別復雜的時候，采用模塊化設計，就顯得尤為重要。多關節(jié)機械手手爪的抓緊和松開共用了4個電磁閥。表931 數字量輸入地址分配 Table 931 The digital quantity input address assignment輸入地址輸入設備輸入地址輸入設備高速脈沖輸入自動啟動急停按鈕上升限位開關手動/自動下降限位開關手臂上升左旋限位開關手臂下降右旋限位開關手臂左旋傳送帶1光開關手臂右旋傳送帶2光開關手爪抓緊傳送帶2啟動手爪放松壓蓋機啟動表932 模擬量輸入地址分配 Table 932 The analog input address assignment輸入地址輸入設備輸入地址輸入設備ATW0傳感器1ATW0傳感器4ATW0傳感器2ATW0傳感器5ATW0傳感器3表933 數字量輸出地址分配Table 933 The digital output address assignment輸出地址輸出設備輸出地址輸出設備高速脈沖輸出抓緊電磁閥上升電磁閥松開電磁閥下降電磁閥傳送帶2繼電器左旋電磁閥壓蓋機繼電器右旋電磁閥 根據系統的控制要求，硬件框圖及I/O分配情況，三自由度工業(yè)機械手控制系統PLC控制部分的硬件接線如圖934所示。在西門子S7200系列PLC中又有CPU22CPU22CPU22 CPU226等之分。(3)手爪抓緊：使機械手抓緊工件，以便完成工件抓起的要求?？删幊炭刂破鳎≒LC）的出現使得這類問題得到解決，PLC控制，具有結構簡單、控制方便、可靠性高、編程簡單、功耗低和改造方便的特點，能夠完成動作要求精度高的工作。 （4）存儲容量存儲容量是存放用戶程序的存儲器的容量。（1）編程語言及指令功能用戶的PLC程序可以用梯形圖語言、指令標語言、功能塊圖編寫，梯形圖語言在PLC中較為常見，梯形圖語言一般在計算機屏幕上編輯，使用起來簡單方便。（3）運動控制PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。 （4）系統安裝簡單、體積小、價格低 PLC在存儲邏輯代替接線邏輯、采用模塊化的結構，大大地減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建設的周期大大縮短了。 （2）功能完善、應用領域廣到現在為止PLC已經形成各種規(guī)模、系列化的產品。許多可編程控制器的生產廠家已聞名于全世界。因而人們稱可編程控制器為微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產物?？删幊炭刂破魇且环N通用的工業(yè)控制計算機。7004C角接觸球軸承校核由前面可知主動軸的軸向力Fa=所受徑向力Fr=200/2=100N故軸承壽命合格。的鍵槽時為1，有兩個互成180176。將數值帶入公式得 （68）由《材料力學》查得：由公式（）得 所以滿足扭轉強度條件，符合要求疲勞強度校核判斷根據為S≥[S]。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。（1）由計算可的軸的最小直徑為30mm,故軸段I的直徑為。 大齒輪的接觸疲勞強度極限 （5）由《機械設計》[2] 計算應力循環(huán)次數： (13) （6）由《機械設計》[2]查得接觸疲勞壽命系數, 。因此設計齒輪傳動，要使齒面具有較高的抗點蝕、抗磨損、抗膠合和抗塑性變形的能力，齒根則要有較高的抗折斷能力。傳動軸傳動軸的常用材料有碳素鋼和合金鋼。零件尺寸取決于接觸強度的，應選用可以進行表面強化處理的材料，如調質鋼、峰碳鋼、氮化鋼。選擇材料主要應考慮以下方面的問題。因此，一般來說臂部具有三個自由度才能滿足基本要求，即手臂的伸縮、左右回轉和升降(或俯仰)運動。一般手腕設有回轉或再增加一個上下擺動即可滿足工作要求。（2）應具有一定的開閉范圍，手應具有一定的開閉角度(手指從張開到閉合繞支點所轉過的角度)或開閉范圍(對平移型手指從張開到閉合的直線移動距離)，以便于抓取或退出物體。蝸桿傳動與圓柱齒輪傳動和圓錐齒輪傳動相比具有結構緊湊、傳動比大、傳動平穩(wěn)和可以自鎖等顯著特點。一級圓柱齒輪傳,動在正常潤滑條件下效率可達到99%以上，在大功率傳動中，高傳動效率是十分重要的:傳動比恒定，齒輪傳動具有不變的瞬時傳動比，因此齒輪傳動可用于圓周速度為,200m/s以上的高速傳動。3 機械手原理分析、方案確定及材料選擇 驅動方式目前機械手的驅動方式有液壓驅動、電器驅動和氣壓驅動等多種方式，各種啟動方式有自己的特點，在工業(yè)機器手中液壓、氣壓傳動較多。3mm安 裝 方 式平移式地面安裝抓起工件重量10 kg控制功能自動控制/手動控制狀態(tài)顯示指示燈S 軸（回旋）177。以上原因主要是沒有實現機械手的高度產業(yè)化。該車采用100m(或250m)長的電纜或無線電裝置進行遙控。還有通過諸如模態(tài)分析、有限元分析及仿真設計等現代設計方法的運用，某些領域的機械手已經實現了優(yōu)化設計，在這個方面做的比較突出的是德國的KUKA公司。80年代，人們?yōu)榱俗寵C器人技術向各行各業(yè)擴展、應用，于是有了用于社會服務、海洋開發(fā)、宇宙空間、地下采礦、軍事作戰(zhàn)、救災搶險等領域的機器人。 國內外的發(fā)展狀況1954年，被稱為“機器人之父”的美國科學家Gerge Dev取得了附有重放記憶裝置的第一臺機械手的專利權，該設備能執(zhí)行從一點到另一點的受控運動(即點一點運動)，這被認為是“機器人時代”的開始。本課題通過對設計要求的分析，設計出機械手的總體方案，重點闡述了手部結構的設計以及控制系統硬軟件的設計，完成了整個系統工作的圖紙設計。1970年，機器人學界早期的改革家之一，Victor Schemnna在斯坦福大學演示了一種計算機控制的工業(yè)機械手，這就是非常著名的斯坦福機械手。除了工業(yè)機械手水平不斷提高之外，各種用于非制造業(yè)的特種機械手也有了長足的進展。該機器人可用于清理雷場和移動機器人操作機械手設計與分析處理炸藥等危險物品。我國的機械手研究與開發(fā)工作起步較早，曾經有過一些成果，但在產業(yè)化和應用上，一直步履維艱。 零件的基本要求及參數機械零件是機械手的基本構成，對機械手設計的最終都是通過零件的設計來實現的，所以設計零件時應滿足的要求是從機械手功能要求引申出來的，也是從機器人的經濟性能和技術性能來考慮的。60176。電機驅動可以避免電能變換為壓力能的中間環(huán)節(jié)，效率比液壓能和氣壓能都高，電動系統將電動機、測速機、編碼器、減速器組成一次加工的殼體中，使得整個電機系統體積小，通用性和穩(wěn)定性得到提高，另外電動機根據電機的距離算出發(fā)出的脈沖數，并將脈沖數輸入計算機，達到非常高的位置準確度，這都是電機驅動的優(yōu)點；相對的液壓驅動和氣壓