【正文】 50mm∕ s 升降 Z 400mm 小于 70 mm∕ s 回轉(zhuǎn) Φ 0210176。 機(jī)械手的初始位置停在原點(diǎn)，按下啟動(dòng)后按扭后，機(jī)械手將下降 —— 加緊工 件 —— 上升 —— 右移 —— 再下降 —— 放松工件 —— 在上升 —— 左移八個(gè) 作，完成一個(gè)工作 周期。 (2)單步工作方式：從原點(diǎn)開始，按照自動(dòng)工作循環(huán)的步序，每按一次啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手完成一步動(dòng)作后自動(dòng)停止。對于剛性很差的棒料夾緊力大小應(yīng)該設(shè)計(jì)得可以調(diào)節(jié)，對于本應(yīng)考慮采用自鎖安全裝置。下面對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析： 在杠桿 3 的作用下，銷軸 2 向上的拉力為 F ， 并通過銷軸中心 O 點(diǎn)，兩手指的滑槽對銷軸的反作用力為 1F 和 2F ， 其力的方向垂直于滑槽的中心線 1OO 和 2OO并指向 O 點(diǎn)， 交 1F 和 2F 的延長線于 A 和 B 。 所以 mP FD )( )(4 262 ????? ???? ? 實(shí)際 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列（ JB82666），選取液壓缸的內(nèi)徑為： mmD 50? 則活塞桿直徑為： mmDd ???? . 所以手部夾緊液壓缸的主要參數(shù)為： 表 手部夾緊液壓缸的主要參數(shù) 液壓缸內(nèi)徑 D 活塞桿直徑 d 工作壓力 p 驅(qū)動(dòng)力 F 50mm 25mm 手抓夾持范圍計(jì)算 為了保證手抓張開角為 ?120 ,設(shè)手抓長為 mm100 ， 當(dāng)手抓沒有張開角的時(shí)候，根據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，它的最小夾持半徑 mmR 40min ? ,當(dāng)張開角為 ?120 時(shí) ,根據(jù)雙支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手抓的誤差分析，取最大夾持半徑 mmR 60max ? 。 11 （ 3） 工作條件 對于本設(shè)計(jì)，機(jī)械手的工作條件是在工作場合中搬運(yùn)加工的棒料，因此不太受環(huán)境影響，沒有處在高溫和腐蝕性的工作介質(zhì)中，所以對機(jī)械手的腕部沒有太多不利因素。 腕部回轉(zhuǎn)力矩計(jì)算 腕部在回轉(zhuǎn)時(shí)一般需要克服以下三種阻力： （ 1） 腕部回轉(zhuǎn)支承處的摩擦力矩 摩M 為簡化計(jì)算，一般取 總力矩摩 MM ? （ 2） 克服由于工件重心偏置所需的力矩 偏M eGM 1?偏 式中 1G — 夾持工件重量 )(N ； e— 工件重心到手腕回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離 )(m ； （ 3） 克服啟動(dòng)慣性所需的力矩 慣M 啟動(dòng)過程近似等加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)手腕回轉(zhuǎn)的角速度 ? 及啟動(dòng)所需時(shí)間 啟t ， 按下式計(jì)算： 啟工件慣 tJJ?)(M ?? 工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì) 12 或者根據(jù)腕部角速度 ? 及啟動(dòng)過程轉(zhuǎn)過的角度 啟? 計(jì)算： 啟工件慣 ??2)(M 2JJ ?? 式中 工件J — 工件對手腕回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 )( 2smN ?? ； J— 手腕回轉(zhuǎn)部分對腕部回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 )( 2smN ?? ； ?— 手腕回轉(zhuǎn)過程的角速度 )/( srad ； 啟t — 啟動(dòng)過程中所需時(shí)間，一般取 ~ ； 啟? — 啟動(dòng)過程所轉(zhuǎn)過的角度 )(rad ； 手腕回轉(zhuǎn)所需的總的阻力 矩相當(dāng)于上述三項(xiàng)之和，即： 慣偏摩總力矩 MMMM ??? 設(shè)抓取一根軸，其直徑 mmD 100? ， 長度 mml 500? ， kgm 501? ， 當(dāng)手抓夾持在工件中間位置回轉(zhuǎn) ?180 ，將手抓、手抓驅(qū)動(dòng)液壓缸和回轉(zhuǎn)液壓缸轉(zhuǎn)動(dòng)件等效為一 個(gè)圓柱體，長 mmh 150? ， 半徑為 mm50 ， 其所受重力為 G ， 啟動(dòng)過程所轉(zhuǎn)過的角度 ?啟? ，等速轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 srad /?? 。 （ 4） 雙活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu) 活塞桿速度先慢后快，是用短液壓缸實(shí)現(xiàn)大行程的結(jié)構(gòu)。 按強(qiáng)度條件決定活塞桿直徑 d 按拉壓強(qiáng)度計(jì)算： 19 ][42 ??? ?? dF驅(qū) 設(shè)活塞桿材料為碳鋼 ，碳鋼 M Pa12 0~10 0][ ?? ， 取 MPa100][ ?? 即 mFd 41024][4 6 ?????? ?? 驅(qū) 表 活塞桿直徑系列（ JB82666） (mm) 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 35 40 45 50 55 60 63 65 70 75 80 85 90 95 根據(jù)活塞桿直徑系列（ JB82666）選取活塞桿直徑 mmd 8? 。 按強(qiáng)度條件決定活塞桿直徑 d 按拉壓強(qiáng)度計(jì)算： ［ 7］ ][42 ??? ?? dF驅(qū) 設(shè)活塞桿材料為碳鋼，碳鋼 M Pa12 0~10 0][ ?? ， 取 MPa100][ ?? 即 mFd ][4 6 ?????? ?? 驅(qū) 根據(jù)活塞桿直徑系列（ JB82666）選取活塞桿直徑 mmd 6? 所以手臂升降液壓缸主要參數(shù)為： 表 手臂升降液壓缸主要參數(shù) 液壓缸內(nèi)徑 D 活塞桿直徑 d 工作壓力 p 驅(qū)動(dòng)力 F 55mm 6mm 1MPa 機(jī)械手手臂 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的計(jì)算 手臂回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算 手臂回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動(dòng)力矩 回密慣驅(qū) MMMM ??? （ 1） 慣M 的計(jì)算 tJJM ???? ?? 00慣 gGJJ c 20 ?總?? 而 12 )3( 22 RlmJc ?? 回轉(zhuǎn)部件可以等效為一個(gè)高 mm1500 ， 半徑為 mm60 的圓柱體，圓柱體重量為NG 800?總 ， 設(shè)啟動(dòng)角速度 srad /??? ， 啟動(dòng)時(shí)間 st ?? 。可根據(jù)機(jī)械手的動(dòng)作程序來修改程序，使機(jī)械手通 用性更強(qiáng)。在此謹(jǐn)向各老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對機(jī)械手的手部、腕部、臂部以及機(jī)身做了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，由于經(jīng)驗(yàn)知識(shí)水平的局限，設(shè)計(jì)難免有不到之處，望老師見量、指正。 式中 ][? — 螺釘材料的許用拉應(yīng)力 )(MPa ； 1d — 螺釘?shù)闹睆?)(mm ； 小結(jié)與展望 26 第三 章 小結(jié) 與展望 本次設(shè)計(jì)的是送料機(jī)械手，相對與專用機(jī)械手，送料機(jī)械手的自由度可變，控制程序可調(diào)，因此適用范圍更廣。 t? — 啟動(dòng)過程時(shí)間 )(t ， 一般取 ss ~ 。 t? — 啟動(dòng)過程時(shí)間 )(t ， 一般取 ss ~ 。 由 2)(8 22 dZfFdDbP Qs ??? 得 NdDZ f dbPF Qs )( )(4 22622 ????? ?????? 式中 f — 被聯(lián)接件配合面間的摩擦系數(shù)，鋼對銅取 ?f ； D — 缸體內(nèi)徑 )(mm ； d — 動(dòng)片與輸出軸配合處直徑 )(mm ； ?QsF — 動(dòng)片和輸出軸間聯(lián)接螺釘?shù)念A(yù)緊力 )(N ； b — 動(dòng)片寬度 )(mm ； P — 回轉(zhuǎn)液壓缸工作壓力 （ Pa ） ； 螺釘?shù)膹?qiáng)度條件為： ][421??? ???? d FQs合 螺釘材料選 擇 235Q ， 取 MPas 240?? ， 則 )~(][ ???? nM P an s?? 即 mFd Qs 0 0 5 0 7 ][61 ????????? ?? 動(dòng)片和輸出軸間聯(lián)接螺釘?shù)闹睆竭x擇 mmd 61? ， 選擇 6M 的開槽盤頭螺釘 。 （ 3）具有兩個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動(dòng)腕部結(jié)構(gòu) 它使腕部具有繞垂直和水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)自由度。 ［ 2］ 圖 手抓夾持誤差分析示意圖 以棒料來分析機(jī)械手的夾持誤差精度。 手指對工件的夾緊力可按下式計(jì)算： ［ 7］ GKKKFN 321? 式中 1K — 安全系數(shù)，通常 ~ ； 工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì) 8 2K — 工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響，可按gaK ??12,其中 a 是重力方向的最大上升加速度，響tVa max? ， g 是重力加速度， 2/ smg? 。因此，在設(shè)計(jì)手部時(shí)，必須力求結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小。 緊急停車：在發(fā)生事故或緊急狀態(tài)時(shí)停車。 圖 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和各部分動(dòng)作示意圖 1伸縮液壓缸 2夾持器液壓缸 3機(jī)械手手部 4大梁 5電機(jī) 控制方面的要求 ： 為了滿足生產(chǎn)要求，機(jī)械手設(shè)置了手動(dòng)工作方式和自動(dòng)工作方式，而自動(dòng)工作方式又分為單步、單周期和連續(xù) 工作方式。 速度 小于 90186。隨著社會(huì)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)機(jī)械手的功能和性能將進(jìn)一步得到改善和提高，因此，工業(yè)機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹碓?廣。但目前使用的機(jī)械手的電氣控制系統(tǒng)一般采用繼電器和開關(guān)元件組成的控制系統(tǒng)，不能實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的邏輯控制和較多功能控制方式的選擇，因而現(xiàn)場使用功能和控制方式單一，不能進(jìn)行在線管理。常用的有液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)等四種形式。 ② 手腕：是聯(lián)接手部和手臂的部件，起調(diào)整或改變工件方位的作用。我們利用可編程技術(shù)，結(jié)合相應(yīng)的硬件裝置，控制機(jī)械手完成各種動(dòng)作。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)一步發(fā)展 ,自動(dòng)化已經(jīng)成為現(xiàn)代企 業(yè)中的重要支柱 ,無人車間、無人生產(chǎn)流水線等等，已經(jīng)隨處可見。6 機(jī)械手腕部 的設(shè)計(jì)計(jì)算 4 設(shè)計(jì)的目地 編號 ： 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目 ： 工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì) 學(xué) 院 ： 專 業(yè) ： 年 級 ：