【正文】 算： 其中 —擺臺所要支撐的質(zhì)量總和（牛頓）； —手臂升降時啟動或制動前后的速度差（米/秒）； —啟動或制動所需的時間（秒）。表334 結(jié)論本文所設(shè)計的氣動機械手結(jié)構(gòu)比較簡單，功能比較簡單，設(shè)計比較合理，能夠滿足部分不同形狀的工件的轉(zhuǎn)移、夾取、安裝等功能，方便快捷。經(jīng)過近半年努力的設(shè)計與計算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動。由于個人知識及能力水平有限，論文中難免會有一些紕漏或錯誤之處，懇請各位老師批評指正，不勝感謝！ 致 謝在論文完成之際，我首先向我的導(dǎo)師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求，精心指導(dǎo)，在生活上給了我無微不至的關(guān)懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學(xué)業(yè)階段的學(xué)業(yè)的同時，也學(xué)到了很多做人的道理，明確了人生目標(biāo)。m擺臺有基本型和高精度型兩種類型，基本型的成本較低，運動精度能滿足本設(shè)計要求，因此選擇基本型即可。水平伸縮氣缸的質(zhì)量m伸縮=ρ2V伸縮≈103≈，豎直升降氣缸的質(zhì)量m升降=ρ2V升降≈103≈，連接板的質(zhì)量m板=ρ3V板≈103≈，求得擺臺所要支撐的質(zhì)量總和m總=m+m伸縮+m升降+2m板=3+++2=，擺臺所要支撐的重力之和F重=m總g==。此類型的回轉(zhuǎn)氣缸使用高精度滾珠軸承，故垂直及水平位置精度提高到177。 圖36 導(dǎo)臺式氣缸MGF系列根據(jù)前段部分的設(shè)計和機械手結(jié)構(gòu)尺寸可知：最大抓重m1=2Kg；標(biāo)準(zhǔn)氣爪的材料為鋁合金，經(jīng)查找資料得知其密度ρ2=103Kg/m3，則標(biāo)準(zhǔn)氣爪的質(zhì)量m2=ρ2V2≈103≈；伸縮手臂與標(biāo)準(zhǔn)氣爪的連接板材料為45鋼，其密度ρ3=103Kg/m3 ，則連接板的質(zhì)量m3=ρ3V3≈103≈；另外伸縮手臂導(dǎo)桿伸出件質(zhì)量m4 ≈。手臂的回轉(zhuǎn)運動是通過齒條齒輪機構(gòu)來實現(xiàn)：齒條的往復(fù)運動帶動與手臂連接的齒輪作往復(fù)回轉(zhuǎn)，從而使手臂左右擺動。為了設(shè)計出合理的運動機構(gòu)，要和回轉(zhuǎn)臂一起綜合考慮，分析。=。其大小可按以下公式計算； 其中—手臂移動部件的重量（牛頓）； g—重力加速度（）； —啟動或制動前后的速度差（米/秒）； —啟動或制動所需的時間（秒）。伸縮手臂的導(dǎo)向裝置需根據(jù)伸縮手臂的安裝形式、結(jié)構(gòu)及負荷等條件來確定。（4）活塞桿和齒輪齒條機構(gòu)。，以減小機械間隙所造成的運動誤差。工作空間的形狀和大小與機械手手臂的長度，手臂關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動范圍有密切的關(guān)系。手臂的伸縮運動由伸縮手臂完成，手臂的回轉(zhuǎn)和升降運動設(shè)置在機身處，分別由回轉(zhuǎn)臂和升降手臂完成。F必須大于夾持工件的重力mg，故應(yīng)滿足 2181。通常與彈簧聯(lián)合使用。這種手爪，一般采用直流伺服電機或步進電機，并需要減速器以獲得足夠大的驅(qū)動力和力矩。用計算機控制最方便的是電氣式執(zhí)行機構(gòu)。因此，要求機械手末端執(zhí)行器體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。末端執(zhí)行器種類繁多，與機械手的用途密切相關(guān)，根據(jù)其用途，末端執(zhí)行器可分為搬運用、加工用和測量用等種類。氣動機械手因為結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、重量輕、動作迅速、平穩(wěn)、安全、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)自動化的各個行業(yè)。圖中機械手的任務(wù)是將傳送帶A上的物品搬運到傳送帶B。對一般凸幾何體．如球、圓柱等，可以用緊包圍它的凸多面體來近似。因為求包圍盒的交比求物體的交簡單很多，所以可以快速排除很多不相交的物體，從而加速了算法。另外，遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等智能算法已經(jīng)成為機器人路徑規(guī)劃的研究熱點和發(fā)展方向，這些算法在實際中都有初步的應(yīng)用，取得了較好的規(guī)劃效果。至今還沒有通用的序列規(guī)劃算法。序列規(guī)劃為機械手的所有作業(yè)點生成一個最優(yōu)的工作序列。綜上所述，有效的應(yīng)用機械手，是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。 應(yīng)用機械手的意義隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械手也越來越多的地被應(yīng)用。控制系統(tǒng)有兩種方式。手部又稱末端執(zhí)行器，是工業(yè)機械手直接進行工作的部分，可以是各種夾持器。（6）感覺控制型機械手：利用傳感器獲取的信息控制機械手的動作。 d）多關(guān)節(jié)型（4） 裝配機械手。驅(qū)動電機一般采用交流伺服電機、直流伺服電機和步進電機。（1）液壓式機械手。目前國外已經(jīng)出現(xiàn)了觸覺和視覺機械手。智能機械手約為17億日元，為1978年的6倍。瑞典安莎公司采用機械手清理鑄鋁齒輪箱毛刺等。1毫米。商名為Unimate(即萬能自動)。機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用。機械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。題目：氣動機械手的設(shè)計專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化學(xué)生： （簽名）__________指導(dǎo)教師： （簽名）__________摘 要氣動機械手是能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟各部門技術(shù)進步和經(jīng)濟效益有很大的和直接的影響。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機械手被廣泛的運用于自動生產(chǎn)線中，機械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi)，迅速發(fā)展起來的一門新興的技術(shù)，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結(jié)合。1962年，美國機械鑄造公司在上述方案的基礎(chǔ)之上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機械手。1978年，美國Unimate公司和斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種UnimateVicarm型工業(yè)機械手，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差可小于177。瑞士RETAB公司生產(chǎn)一種涂漆機械手，采用示教方法編制程序。具有記憶功能的機械手產(chǎn)值約為67億日元，比1978年增長50%。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使機械手具有感覺機能。按驅(qū)動裝置的動力源，機械手可分為以下的幾種。其特點是電源方便，響應(yīng)快，驅(qū)動力較大，信號檢測、傳遞、處理方便，可以采用多種靈活的控制方案。（3） 焊接機械手。 c）球坐標(biāo)型（5）數(shù)控型機械手：不必使機械手動作，通過數(shù)值、語言等對機器人進行示教，機械手根據(jù)示教后的信息進行作業(yè)。從功能的角度，執(zhí)行機構(gòu)可分為：手部、腕部、臂部、腰部和基座等?？刂葡到y(tǒng)一般有控制計算機和伺服控制器組成。后者主要靠軟件（如專家系統(tǒng)）實現(xiàn)。因此，在自動化機床的綜合加工自動線上，目前幾乎都沒有機械手，以減少人力和更準(zhǔn)確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進行工作生產(chǎn)。再回到起始點的最優(yōu)工作序列；路徑規(guī)劃是指在相鄰序列點之間通過一定的算法搜索一條無碰撞的機械手運動路徑；軌跡規(guī)劃是指通過插補函數(shù)獲得路徑上的插補點，再通過求解運動學(xué)逆解轉(zhuǎn)換到關(guān)節(jié)空間(若插補在關(guān)節(jié)空間進行則無需轉(zhuǎn)換)，形成各關(guān)節(jié)的運動軌跡。1．序列規(guī)劃 目前機械手序列規(guī)劃方法的研究還處于發(fā)展階段，由于各種作業(yè)任務(wù)的復(fù)雜性。機械手路徑規(guī)劃算法主要有4類：C空間法，人工勢力場法，假設(shè)修正法，預(yù)處理規(guī)劃算法。則說明兩個物體未相交，否則再進一步對兩個物體做檢測。在現(xiàn)實環(huán)境中，機器人及障礙物一般是凹幾何體，可以采用分割的方法把凹幾何體分割為多個凸幾何體的組合。圖21 是機械手搬運物品示意圖。根據(jù)動力源的不同, 工業(yè)機械手的驅(qū)動機構(gòu)大致可分為液壓、氣動、電動和機械驅(qū)動等四類。 3 氣動機械手的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計末端執(zhí)行器是裝在機械手臂的末端處，用于機械手完成作業(yè)任務(wù)而專門設(shè)計的裝置。、被抓取物體的重量及操作力和機械手容許的負荷力。，易于實現(xiàn)計算機控制。 電動驅(qū)動手爪應(yīng)用也較為廣泛。這種手爪在活塞的推力下，連桿和杠桿使手爪產(chǎn)生夾緊（放松）運動，由于杠桿的力放大作用，這種手爪有可能產(chǎn)生較大的夾緊力。圖31平行開閉型氣爪結(jié)構(gòu)原理圖1活塞桿 2杠桿 3鋼球 4手指 5導(dǎo)軌 6止動塊 7定位銷 8杠桿軸對夾持工件進行受力分析如圖32所示， 2個手指的總夾持力產(chǎn)生的摩擦力2181。手臂運動應(yīng)該包括3個運動：伸縮、回轉(zhuǎn)和升降。在保證所需強度與剛度的情況下，減輕機械手手臂的重量。（3）雙活塞桿氣缸結(jié)構(gòu)。伸縮手臂在進行運動時，為防止手臂沿伸縮方向軸線轉(zhuǎn)動、加大承載能力，以及提高運動精度，必須設(shè)有導(dǎo)向裝置。 式中 —摩擦阻力，應(yīng)包括手臂與伸縮導(dǎo)軌間的摩擦阻力，活塞與密封裝置處的摩擦阻力； —手臂在啟動過程的慣性力。—摩擦