【正文】 ）、手部夾緊 V 型塊結(jié)構(gòu)及尺寸 山東大學(xué)機電一體化工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 圖 32 V 型塊結(jié)構(gòu)圖 如圖 32 其中 1V 塊與支座端用 M10 螺栓連接。 如 21 圖所示其為兩傳送帶上的工件搬運：工件經(jīng) 流水線 1 運送至指定位置，機械手在規(guī)定時間內(nèi)把工件沿弧線 3 搬運到 流水線 2 上，再有 流水線 2 將工件運走。 3．機器人開發(fā)走開放型科研之路 國內(nèi)通過 “ 七五 ” 機器人技術(shù)攻關(guān)，已具備了生產(chǎn)國產(chǎn)機器人的基礎(chǔ)，但國產(chǎn)機器人無論在技術(shù)上，還是可靠性上，都與國外機器人差相當(dāng)一段距離，要盡快縮短這種距離，必須走一條開放型的自主科研道路。 機器人 發(fā)展趨勢 國內(nèi)各行各業(yè)對機器人的需求將越來越多，國內(nèi)市場將穩(wěn)步增長，根據(jù)目前的現(xiàn)狀，我國機器人近幾年發(fā)展的形式將會怎樣呢？根據(jù)我們的分析將會呈現(xiàn)如下幾個特點： 1．從國際市場來看，機器人工業(yè)是一種高投入低贏利的產(chǎn)業(yè)，市場競爭極為激烈，機器人工業(yè)必須上一定規(guī)模才有利潤可言，才有必需的開發(fā)投入，才能走上良性循環(huán)的發(fā)展道路。麻省理工學(xué)院研制了具有有“手眼”系統(tǒng)的高識別能力微型機器人。 1967 年，該公司生產(chǎn)的工業(yè)機器人定型為 1900 型。制造業(yè)要求機器人系統(tǒng)具有更大的柔性和更強大的編程環(huán)境，適應(yīng)不同的應(yīng)用場合和多品種、小批量的生產(chǎn)過程。 隨著工業(yè)機器人研究制造和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，國際性學(xué)術(shù)交流活動十分活躍，歐美各國和其他國家學(xué)術(shù)交流活動開展很多。 日本是工業(yè)機器人發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。執(zhí)行機構(gòu)是機器人賴以完成工作任務(wù)的實體，通常由連桿和關(guān)節(jié)組成，由驅(qū)動－傳動系統(tǒng)提供動力，按控制系統(tǒng)的要求完成工作任務(wù)。第三類是專業(yè)機器人，主要附屬于自動機床或自動生產(chǎn)線上，用以解決機床上下料和工件傳送。 簡而言之，機器人就是用機器代替人手，把工件由某個地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操縱工件進行加工。但在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。修改封閉系統(tǒng)的代價是非常昂貴的，如果不進行重新設(shè)計，多數(shù)情況下技術(shù)上是不可能的。 機器人就是用機器代替人手，把工件由某個地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操縱 工件進行加工，大大降低了勞動力，并且大大增加了工作效率和降低了產(chǎn)品的成本，對現(xiàn)代社會發(fā)展起到非常重要的作用，但現(xiàn)在的工業(yè)機器人只是在危險作業(yè)（廣義的）、多粉塵、高溫、噪聲、工作空間狹小等不適于人工作業(yè)的環(huán)境。首先對工業(yè)機器人做了簡單的概述；接著根據(jù)要求擬定了整體的設(shè)計方案 ，然后對主要的零部件結(jié)構(gòu)和尺寸進行了設(shè)計，其中 重點對手爪、小 臂 、立柱及底座的結(jié)構(gòu)和采用的驅(qū)動方式進行了設(shè)計 (手爪和小臂采用組合式液壓缸完成了左右伸縮運動，立柱采用柱塞式液壓缸完成了上下垂直運動，底座采用擺動液壓缸完成了旋轉(zhuǎn)運動 )，最后簡單設(shè)計了液壓泵、電機的選擇和機器人的控制。針對于上述各個領(lǐng)域的機器人系統(tǒng)的應(yīng)用和研究對系統(tǒng)本身也提出越來越多的要求。目前我國已開始有計劃地從國外引進工業(yè)機器人技術(shù)，通過引進、仿制、改造、創(chuàng)新，工業(yè)機器人將會獲得快速的發(fā)展。機器人的出現(xiàn)并得到應(yīng)用，為這些作業(yè)的機械化奠定了良好 的基礎(chǔ)。它是一種獨立的、不附屬于某一主機的裝置，可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項規(guī)定操作。 機器人按照結(jié)構(gòu)形式的不同又可分為多種類型，其中關(guān)節(jié)型機器人以其結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間體積小，相對工作空間最大，甚至能繞過基座周圍的一些障礙物等這樣一些特點，成為機器人中使用最多的一種結(jié)構(gòu)形式，世界一些著名機器人的本體部分都采用這種機構(gòu)形式的機器人。有的文獻則把機器人分為機械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分。 第二代機器人正在加緊研制。使用工業(yè)機器人代替人工操作的，主要是在危險作業(yè)（廣義的）、多粉塵、高溫、噪聲、工作空間狹小等不適于人工作業(yè)的環(huán)境。然而，目前商品化的機器人系統(tǒng)多采用封閉結(jié)構(gòu)的專用控制器，一般采用專用計算機作為上層主控計算機，使用專用機器人語言作為離線編程工具，采用專用微處理器，并將控制算法固化在 EPROM 中，這種專用系統(tǒng)很難（或不可能）集成外部硬件和軟件。 （ 3） 1970 年至今一直處于推廣應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展階段。通過引進技術(shù)、仿制、改造創(chuàng)新。 2．由注重機器人單機開發(fā)過渡到成套開發(fā)機器人應(yīng)用系統(tǒng) 生產(chǎn)機器人多的大型公司，可以憑借規(guī)模優(yōu)勢，占據(jù)較大的市場份額，形成規(guī)模效益，而一些中小公司要想在激烈的市場競爭中求得生存，必須具有自己的特色。 3）選擇引進國外質(zhì)量可靠的機器人零部件和元器件。功率 /質(zhì)量比大，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，密封問題較大 結(jié)構(gòu)適當(dāng)，執(zhí)行機構(gòu)可標(biāo)準(zhǔn)化、模擬化，易實現(xiàn)直接驅(qū)動。 （四） 結(jié)構(gòu) 設(shè)計及強度計算 圖 32 中 2 所示指座在工作中用來定位并承受 V 型塊及自身重力和活塞的推力，因此其強度必須滿足工況需要。如 圖 34 所示： 圖 34 組合液壓缸 該伸縮缸是兩級夾緊液壓缸，其中小臂 2 的活塞就是手抓夾緊缸 1 的缸筒。 60B mm? 根據(jù)伸縮套筒液壓缸構(gòu)造特點 mmD 74?外 外缸端蓋厚度取 mmL 2039。葉片厚度為 10mm。 綜上，通過近三個月的畢業(yè)設(shè)計，經(jīng)過資料的收集、方案的選擇比較和論證，到分析計算，再到工程圖紙的繪制以及畢業(yè)設(shè)計論文的撰寫等各個環(huán)節(jié)，我對大學(xué)三年所學(xué)的知識有了一個深層次的理解，同時對工程的理解更加深刻和準(zhǔn)確。在此，對這些同學(xué)和老師也表示衷心的感謝！ 在我查找資料的過程中，得到了學(xué)校圖書館有關(guān)人員的大力支持，給我們 提供了必要的資料，使我的設(shè)計工作得到了順利進行，并最終按時完成了畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。從他身上 ,我不僅學(xué)到了很多專業(yè)方面的知識 ,還學(xué)到了一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那笾瘛? 經(jīng)綜合考慮，確定采用液壓驅(qū)動形式，具有立柱相對于機座的旋轉(zhuǎn)，手部的水平伸縮運動和立柱的上下垂直運動三個自由度的運動，使整體的結(jié)構(gòu)小型化， 2．機械結(jié)構(gòu)設(shè)計研制。39。 伸縮液壓缸的設(shè)計 根據(jù)最大總負(fù)載和選取的工作壓力來確定 活塞桿的直徑 經(jīng)分析液壓缸的最大工作力為 F = 由于手爪是靠推力夾緊的，所以驅(qū)動液壓缸的活塞桿選用材料 45 鋼 查表得650c Mpa? ? ， 由 山東大學(xué)機電一體化工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 [ ] /cbN??? (36) 取 3bN? 得 [ ] ? ? 又 min[ ] /FA? ? 得 2min mm? 活塞桿穩(wěn)定校核 歐拉公式 22/ ( )crPF EI L??? （ 37） 由于此活塞桿是一端固定，一端鉸接，所以 ?? 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求取 179L mm? 查表得 HT15 的彈性模量 115 160E Gpa?? 取 GpaE 120? 又 22/ ( ) [ ]F EI L Nst??? （ 38） 為了更安全，取 []Nst =7 得 22m a x ( ) [ ] /I L Ns t F E??? （ 39） 而 4 / 64Id?? 得 mind ? ? ? ? ?2 24 { 6 4 L N s t F / E }? ? ?（ ） 山東大學(xué)機電一體化工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 ? 根據(jù) GB/T23481993 圓整得 md ? mm12? 液壓缸參數(shù)確定 由 Dd )( ?? 得缸內(nèi)徑 ?D 根據(jù) GB/T23481993 圓整得 30?D 由 DB )( ?? 得活塞寬度 mm30?B 導(dǎo)向套長 mm20?C 端蓋厚度 mmL 18? 外徑根據(jù) GB/T23481993 選取 39。 2V 塊處兩螺栓主要用于連接活塞與 2V 塊，并受到所夾取 的工件因重力而產(chǎn)生的剪應(yīng)力。 第 3 章 工業(yè) 機器人的機械系統(tǒng) 設(shè)計 山東大學(xué)機電一體化工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 手部的設(shè)計 手爪的設(shè)計 （ 一）、最大夾緊力計算 查表知鋼和鋼之間的摩擦系數(shù)為 ?? 物重 10 10 10 0G m g N? ? ? ? （ 31） 最大夾緊力 F 由公式 GF??? 得， （ 32） /FG?? =100/? 手指加緊力計算 4 / 64Id?? （ 33） 其中： K1 為安全系數(shù) ， ，； K2 為工作情況系數(shù)，可按 K2=，或 2 1/k a g??估算（ a 為機械手在搬運工件過程的機速度）； K3 位方位系數(shù)，即當(dāng)手爪處在不同位置夾取工件，不同放置位置時的 系數(shù)，按 計算； G 為被抓取工件的重量。在控制器的作用下，它執(zhí)行將工件從一條流