【正文】 觀圖 ........................................................................ 8 基本參數(shù) .................................................................................................... 8 總體外觀圖 ................................................................................................ 8 ....................................................................................... 8 ....................................................................... 9 本章小結(jié) .................................................................................................. 10 第 4 章 各部分的具體計(jì)算 .............................................................................. 11 手部夾持器的計(jì)算 ................................................................................. 11 ..................................................................... 11 ..................................................................... 11 ................................................................................. 12 腕部回轉(zhuǎn)油缸計(jì)算 .................................................................................. 13 小臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .......................................................................................... 17 俯仰缸設(shè)計(jì) .............................................................................................. 20 大臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................................................. 22 大臂升降結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................................................. 24 .................................................................. 26 腕部回轉(zhuǎn)油缸油孔尺寸確定 .................................................................. 26 大臂回轉(zhuǎn)油缸油孔尺寸確定 .................................................................. 27 大臂升降油缸油孔尺寸確定 ................................................................ 27 伸縮臂油缸油孔尺寸確定 .................................................................... 27 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 III 本章小結(jié) ................................................................................................ 28 第 5 章 各油缸活塞桿校核 .............................................................................. 29 手部驅(qū)動(dòng)油缸活塞桿校核 ..................................................................... 29 腕部回轉(zhuǎn)油缸活塞桿校核 ..................................................................... 29 伸縮 油缸活塞桿校核 ............................................................................. 30 俯仰油缸活塞桿校核 ............................................................................. 30 本章小結(jié) ................................................................................................. 31 第 6 章 總體三維圖 .......................................................................................... 32 總體三維圖 ............................................................................................. 32 本章小結(jié) ................................................................................................. 33 結(jié)論 .................................................................................................................... 34 致謝 .................................................................................................................... 35 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................ 36 附錄 .................................................................................................................... 38 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 第 1章 緒論 課題背景及研究 現(xiàn)狀 機(jī)器人是典型的機(jī)電一體化裝置，它綜合運(yùn)用了機(jī)械與精密機(jī)械、微電子與計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制與驅(qū)動(dòng)、傳感器與信息處理以及人工智能等多學(xué)科的最新研究成果，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和各行各業(yè)對(duì)自動(dòng)化程度要求的提高，機(jī)器人技術(shù)得到了迅速發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣的機(jī)器人產(chǎn)品。 日本機(jī)械手工業(yè)雖比美國(guó)起步晚（六十 年代后期），但是發(fā)展速度更快，根據(jù)統(tǒng)計(jì)， 1982 年日本擁有工業(yè)機(jī)械手共 13000 余臺(tái)，生產(chǎn)廠家近200 家。 工業(yè)機(jī)械手能模仿人肢體的一些動(dòng)作，可以代替人的一些動(dòng)作，代替人們進(jìn)行工作，一次機(jī)械手自問(wèn)世以來(lái)就受到人們的寵愛而且性能不斷完善，各種優(yōu)良的機(jī)械手不斷出現(xiàn)操作越來(lái)越靈活，在一些方面與人手相比，幾乎達(dá)到了以假亂真的程度，加之各種技能的應(yīng)用，使得機(jī)器人有了 自己的頭腦能不受控制而獨(dú)立的處理一些問(wèn)題，因此其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 第 2章 總體方案設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì)目標(biāo) 設(shè)計(jì)一種 五自由度搬運(yùn)機(jī)器手，包括機(jī)器手 的總體設(shè)計(jì)，移動(dòng)方式設(shè)計(jì)，動(dòng)作規(guī)劃設(shè)計(jì)，三維造型設(shè)計(jì)等。 3． 執(zhí)行系統(tǒng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是完成各種動(dòng)作的總稱，具體包括以下幾個(gè)部分 （ 1）手部：直接與工件接觸的部分，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本機(jī)械手的手部用夾鉗式，用來(lái)抓取工件，或用來(lái)支撐焊條，噴槍（手部用法蘭連接，可以拆換，更換手部，以滿足工作需要） （ 2） 腕部連接手部和臂部的工件用來(lái)調(diào)整被抓取物體 的方位 （ 3） 臂部：支撐被抓物體的手部和腕部的重要部件，帶動(dòng)手指去抓取物體，并按預(yù)定要求將其搬運(yùn)到指定位置。 （ 3） 傳動(dòng)平穩(wěn)，能吸收沖擊力，可以實(shí)現(xiàn)比較頻繁而平穩(wěn)換向。 /s 大臂升降 0— 120mm 6. 控制方式： PTP/CP 7. 重復(fù)定位精度： +2mm 8. 驅(qū)動(dòng)方式：液壓驅(qū)動(dòng) 9. 驅(qū)動(dòng)源 ：液壓油泵 總體外觀圖 外觀圖簡(jiǎn)圖 圖 31 機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1— 手腕 2— 小臂 3— 俯仰缸 4— 大臂 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 液壓原理 設(shè)計(jì) 圖截圖 圖 35 液壓控制工作原理圖 表 32電 磁鐵動(dòng)作循環(huán)表 現(xiàn)將本機(jī)械手的工作順序過(guò)程介紹如下： （ 1） 電磁鐵 11通電， 大臂旋轉(zhuǎn)油缸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)大臂周向定位 （ 2） 電磁鐵 9通電， 大臂升降油缸伸出，實(shí)現(xiàn)大臂軸向定位 （ 3） 電磁鐵 7通電，伸縮臂伸縮缸伸出，實(shí)現(xiàn)伸縮臂軸線定位 （ 4） 電磁鐵 5通電，小臂伸縮缸伸出，實(shí)現(xiàn)小臂的軸向定位 （ 5） 小臂到達(dá)伸出一定距離，碰到行程開關(guān) 14，之后將電磁鐵 3 接哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 通實(shí)現(xiàn)手爪旋轉(zhuǎn)缸體的運(yùn)動(dòng)。 下面介紹各個(gè)液壓 缸體的設(shè)計(jì)計(jì)算及其型號(hào)的選用， 機(jī)械人手部結(jié)構(gòu)形式多樣，但總的設(shè)計(jì)都有如下幾點(diǎn)基本要求： （ 1） 應(yīng)具有足夠的夾緊力和驅(qū)動(dòng)力，手爪握力（夾緊力）大小要適宜，力量過(guò)大則動(dòng)力消耗多，結(jié)構(gòu)龐大，不經(jīng)濟(jì)；力量過(guò)小則會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)、脫落。 （ 46） 端蓋螺釘校核 彈簧剛度： k= n/m ,行程 ： 15mm 彈簧總長(zhǎng)： 30mm，活塞桿總長(zhǎng)為 60mm 油的工作壓力 ： 2=13kgf/cmP1 Q ??1 預(yù)緊力： = kgfQ K Q Q?? 總拉長(zhǎng)： bbmC= Q P+ C + CQF（ ）= (47) 相對(duì)剛度 : bbmCC +C（ ） =, 總拉力需增加 30% 所以： 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 ? ?4 1 . 3 Qd 3 .2 m m????π （ 48） ? ? s s 3 sA 24 0 M P aN N .5d 8 m m? ? ? ????1 為 普 通 碳 素 鋼 鋼 ，安 全 系 數(shù) ， 由 于 是 靜 截 面 ， 取 =1 所 以 ： 完 全 符 合 要 求 。 s? — 材料的屈服極限 n— 安全系數(shù) 大臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 大臂是整個(gè)機(jī)械手的支撐部件，能實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的大范圍的回轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)： 1. 要有足夠的承載力 2. 要有足夠的剛度和強(qiáng)度 3. 要結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，盡量減少偏心力矩 大臂回轉(zhuǎn)示意圖如下： 如圖 49 大臂回轉(zhuǎn) 示意圖 大臂回轉(zhuǎn)時(shí)的力矩： M 驅(qū) = M 慣 + M 封 +M 回 ：、 ` ``=M M M?封 封 封 式中： ` 1M bbRP??封 `` 13 ( ) CPM b R r PR???封 臂部擺動(dòng)時(shí)受力圖如下： 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 圖 410 大臂擺動(dòng)時(shí)受力圖 其中： ? ＝０ .15mm b= 50mm 1b =5mm R= 45mm r = 20 mm p 取