【正文】 式氣動(dòng)的機(jī)械手，其工件的運(yùn)動(dòng)只需較少的自由度就能完成。這樣的真空系統(tǒng)，尤其對(duì)于不需要大流量真空的工況條件更顯出它的優(yōu)越性。在滿足工藝要求的基礎(chǔ)上，盡可能的使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用元配件，以降低成本，同時(shí)提高可靠性。大多數(shù)用插銷板進(jìn)行點(diǎn)位控制，也有采用可編程序控制器控制、微型計(jì)算機(jī)控制，采用凸輪、磁盤磁帶、穿孔卡等記錄程序。因此，一般來(lái)說(shuō)臂部具有三個(gè)自由度才能滿足基本要求，即手臂的伸縮、左右旋轉(zhuǎn)、升降（或俯仰）運(yùn)動(dòng)。有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、上下擺動(dòng)、左右擺動(dòng)。外泄漏不會(huì)像液壓傳動(dòng)那樣嚴(yán)重污染環(huán)境；與液壓傳動(dòng)相比，氣壓傳動(dòng)動(dòng)作迅速、反應(yīng)快、維護(hù)簡(jiǎn)單、工作介質(zhì)清潔，不存在介質(zhì)變質(zhì)等問(wèn)題；工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射、振動(dòng)等惡劣工作環(huán)境中，比液壓、電子、電氣控制優(yōu)越；成本低，過(guò)載能自動(dòng)保護(hù)。在汽車制造中，汽車自動(dòng)化生產(chǎn)線、車體部件自動(dòng)搬運(yùn)與固定、自動(dòng)焊接等。 （二）氣壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用機(jī)械制造業(yè)，其中包括機(jī)械加工生產(chǎn)線上工件的裝夾及搬送，鑄造生產(chǎn)線上的造型、搗固、合箱等。 （三）氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn) 氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) ：以空氣為工作介質(zhì)，工作介質(zhì)獲得比較容易，用后的空氣排到大氣中，處理方便，與液壓傳動(dòng)相比不必設(shè)置回收的油箱和管道；因空氣的粘度很小（約為液壓油動(dòng)力粘度的萬(wàn)分之一），其損失也很小，所以便于集中供氣、遠(yuǎn)距離輸送。手腕有獨(dú)立的自由度。如果改變手部的姿態(tài)（方位），則用腕部的自由度加以實(shí)現(xiàn)。3 控制系統(tǒng)分類在機(jī)械手的控制上，有點(diǎn)動(dòng)控制和連續(xù)控制兩種方式。 （六）設(shè)計(jì)的基本思路、方案分析、理解設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求→查閱相關(guān)資料→初步擬訂設(shè)計(jì)方案→設(shè)計(jì)方案對(duì)比并確定最佳方案→參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算→裝配圖草圖→零件設(shè)計(jì)→零件草圖→繪制裝配圖→繪制零件圖→編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （七）設(shè)計(jì)原則這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則是：以任務(wù)書(shū)所要求的具體設(shè)計(jì)要求為根本設(shè)計(jì)目標(biāo)，充分考慮機(jī)械手工作的環(huán)境和工藝流程的具體要求。真空發(fā)生器的原理是：壓縮空氣通過(guò)收縮的噴嘴后，從噴嘴噴射出的高速氣流卷吸周圍的靜止流體和它一起向前流動(dòng)，從而在接受室形成負(fù)壓，誘導(dǎo)二次真空。機(jī)械手的動(dòng)作循環(huán)（工件平放）：真空吸盤吸取工件大臂上升大臂回轉(zhuǎn)手臂延伸真空吸盤放下工件手臂收縮大臂反轉(zhuǎn)大臂下降。其中圓柱坐標(biāo)型機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,定位精度較高,占地面積小，且根據(jù)本機(jī)械手坐標(biāo)形式分析分析本機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)形式及其組合情況，采用圓柱坐標(biāo)形式。這樣的真空系統(tǒng),尤其對(duì)于不需要大流量真空的工況條件更顯出它的優(yōu)越性。變形度根據(jù)吸盤的材質(zhì)，形狀，橡膠的硬度而有區(qū)別，因此，在計(jì)算得出吸盤直徑時(shí)需留出余量。由于氣體的粘性，高速射流卷吸走負(fù)壓腔內(nèi)的氣體，使該腔形成很低的真空度，在真空口A處接上真空吸盤，靠真空壓力和吸盤吸取物體。實(shí)際使用時(shí)，建議真空度選為（63%95%）Pzmax。其控制要求為：按下啟動(dòng)按鈕，檢測(cè)氣動(dòng)機(jī)械手是否處于原位，如果不是，按下復(fù)位按鈕回到原位，如果是，則檢測(cè)氣動(dòng)機(jī)械手處于何種工作狀態(tài)下，單步意味著每按下一次啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手執(zhí)行一步動(dòng)作；單周期指執(zhí)行一次動(dòng)作循環(huán)，最后回到初始位置；周期循環(huán)是機(jī)械手重復(fù)不斷的執(zhí)行動(dòng)作，直到按下復(fù)位或停止按鈕為止。自動(dòng)生產(chǎn)線機(jī)械手的主要參數(shù):吸持力2kg；自由度數(shù)為3；運(yùn)動(dòng)形式為圓柱坐標(biāo)；手臂伸縮最大行程300mm；手臂升降最大行程為200mm；手臂回轉(zhuǎn)最大行程180度，手臂升降速度為150mm/s；大臂回轉(zhuǎn)角度范圍090176。本機(jī)械手由手動(dòng)和自動(dòng)兩種運(yùn)行狀態(tài)的控制系統(tǒng)，所以應(yīng)能根據(jù)所設(shè)置的運(yùn)行方式自動(dòng)進(jìn)入，這就要求系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)設(shè)定與各個(gè)運(yùn)行方式相應(yīng)的初始狀態(tài)。大臂上升 PLC指令控制電磁鐵4DT通電吸合。大臂回轉(zhuǎn) PLC指令控制電磁鐵7DT通電吸合。臂部運(yùn)動(dòng)的目的：把手部送到空間運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)任意一點(diǎn)。對(duì)于高速度運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手，其最大移動(dòng)速度設(shè)計(jì)在1000～1500mm/s,最大回轉(zhuǎn)角速度設(shè)計(jì)在180176。 （二）手臂的典型機(jī)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的選擇1 手臂的典型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)常見(jiàn)的手臂伸縮機(jī)構(gòu)有以下幾種：（1） 雙導(dǎo)桿手臂伸縮機(jī)構(gòu)。氣壓壓缸活塞的驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算。經(jīng)過(guò)以上分析計(jì)算最后計(jì)算出氣壓缸的驅(qū)動(dòng)力： （四）氣壓缸工作壓力和結(jié)構(gòu)的確定經(jīng)過(guò)上面的計(jì)算，確定了氣壓缸的驅(qū)動(dòng)力F=1700N，選擇氣壓缸的工作壓力P=（1） 確定氣壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸：氣壓缸內(nèi)徑的計(jì)算， 雙作用氣壓缸示意圖當(dāng)氣進(jìn)入無(wú)桿腔，當(dāng)氣進(jìn)入有桿腔中， 氣壓缸的有效面積：故 （無(wú)桿腔） () （有桿腔） ()F=，=，選擇機(jī)械效率將有關(guān)數(shù)據(jù)代入： 選擇標(biāo)準(zhǔn)氣壓缸內(nèi)徑系列及機(jī)械的工作范圍冗余設(shè)計(jì)，選擇D=40mm.（2） 氣壓缸外徑的設(shè)計(jì)根據(jù)裝配等因素，考慮到氣壓缸的臂厚在7mm，所以該氣壓缸的外徑為54mm.（3） 活塞桿的計(jì)算校核活塞桿的尺寸要滿足活塞（或氣壓缸）運(yùn)動(dòng)的要求和強(qiáng)度要求。另外，氣壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸還有最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H。由于齒輪齒條傳動(dòng)，因此傳動(dòng)比為1。 齒輪結(jié)構(gòu)圖 齒條結(jié)構(gòu)圖 齒輪性能參數(shù)表結(jié)論畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次真空吸盤式氣動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。液壓與氣壓傳動(dòng)（第二版），北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [3] 何存興主編?？删幊绦蚩刂破鲬?yīng)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [11] 成大先主編。氣動(dòng)組合臺(tái)真空吸附機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計(jì). 真空，2001(5).[18] 馬綱,王之櫟。工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].天津科學(xué)技術(shù)出版社，1980.[14] 陸祥生,楊秀蓮。機(jī)械原理，北京：高等教育出版社，[7] 王伯平主編。在機(jī)械日益發(fā)展的今天，真空吸盤設(shè)備將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。6） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖1018取彎曲疲勞強(qiáng)度極限，取安全疲勞系數(shù)S= 7） 計(jì)算齒輪、齒條的并加以比較齒輪的數(shù)值大。 齒輪齒條傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）傳遞動(dòng)力大、效齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)。缸筒長(zhǎng)度L由最大工作行程長(zhǎng)度加上各種結(jié)構(gòu)需要來(lái)確定，即： L=l+B+A+M+C （）式中：l為活塞的最大工作行程；B為活塞寬度，一般為()D。得 得 （） （） （） 式中 參與運(yùn)動(dòng)的零部件所受的總重力（含工件）（N）； L——手臂與運(yùn)動(dòng)的零部件的總重量的重心到導(dǎo)向支撐的前端的距離（mm） a——導(dǎo)向支撐的長(zhǎng)度（mm）。