【正文】 線運動應(yīng)用氣動方式無需傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)換，手臂直線自由度采用液壓缸驅(qū)動直接當(dāng)作執(zhí)行元件無需傳動機構(gòu)簡化結(jié)構(gòu)并且增強剛度，腰部的旋轉(zhuǎn)用步進電機驅(qū)動，必須要有傳動機構(gòu)來減速并增大扭矩。 機械手傳動機構(gòu)常見形式(1) 帶傳動帶傳動又分為平帶傳動、V帶傳動和多楔帶傳動1) 平帶傳動 應(yīng)用較多的情況為傳動中心距較大的情況。(4)平行杠桿式夾持器采用平行四邊形機構(gòu)，不需要導(dǎo)軌就可以保證手爪的兩手指保持平行運動，但是比帶有導(dǎo)軌的平行移動手爪的摩擦力要小很多。(4)結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、重量輕、強度可靠、易磨損處應(yīng)便于更換。所以手臂采用液壓缸驅(qū)動。(3)要設(shè)法減小機械間隙引起的運動誤差，提高運動的精準(zhǔn)性和運動剛度。因為電動機驅(qū)動系統(tǒng)采用低轉(zhuǎn)動慣量、大轉(zhuǎn)矩交直流伺服電動機及其配套的伺服驅(qū)動器，又具有不需要能量轉(zhuǎn)換、使用方便控制靈活等特點。它的手指控制位置精度不高，需要多個關(guān)節(jié)同時轉(zhuǎn)動來提供姿態(tài)并且其輔助設(shè)施、結(jié)構(gòu)都較很復(fù)雜。但是它的占地面積較大而工作范圍較小且運動不太靈活導(dǎo)致它的使用率不高。 設(shè)計目的現(xiàn)在，機械手以不僅僅應(yīng)用于生產(chǎn)在物流領(lǐng)域里也應(yīng)用廣泛。 選題背景鑒于目前我國的發(fā)展?fàn)顩r，對外對內(nèi)經(jīng)濟的繁榮發(fā)展，對于物流運輸越來越依賴，運輸?shù)淖詣踊岣邔τ谀壳皣鴥?nèi)發(fā)展情況的提高至關(guān)重要。它是一種附屬于工作主機的專用機械手，其動力是由工作機械傳遞的。專用機械手具有動作少、工作對象單一、結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠和造價低等特點。 5) 機座 是固定不動并承受各種應(yīng)力、力的的元件。2) 手腕 是用來支承并調(diào)整手部姿態(tài)，擁有2~3個自由度的起連接作用的部件，可增大手部的轉(zhuǎn)動范圍。s suitable for use in reality production.Keywords：　Manipulator。工業(yè)機器人種類繁多功能各不同。畢 業(yè) 設(shè) 計搬箱機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書搬箱機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計題目名稱：搬箱機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)內(nèi)容（包括內(nèi)容、計劃、時間安排、完成工作量與水平具體要求）一． 具體任務(wù)1 運動功能方案設(shè)計2 傳動系統(tǒng)方案設(shè)計3 結(jié)構(gòu)布局方案設(shè)計4 設(shè)計參數(shù)： 紙箱尺寸 522419122mm 紙箱重量 5kg 最大工作半徑 900mm 最大上升范圍 300mm二． 時間安排 1．13周 調(diào)研、撰寫開題報告2．4周 畢業(yè)實習(xí)3．56周 熟悉軟件開發(fā)環(huán)境，確定設(shè)計方案4．710周 設(shè)計搬箱機械手，確定各零部件尺寸5．1112周 對搬箱機械手各零部件進行設(shè)計建模，并裝配成整體模型，導(dǎo)出整體裝配圖6．1315周 撰寫畢業(yè)論文7．16周 準(zhǔn)備答辯三．完成工作量1)畢業(yè)實習(xí)報告、開題報告一份、設(shè)計任務(wù)書一份、論證報告一份。根據(jù)本設(shè)計需要，參考紙箱重量、紙箱尺寸，工作范圍合理選擇傳動與驅(qū)動裝置，從而設(shè)計出一種搬運紙箱的機械手。Moving box。有的專用機器人可以沒有手腕而直接降末端執(zhí)行器安裝在手臂的端部。分為固定式和移動式兩類，移動式機座下部安裝行走機構(gòu)，可擴大機器人的工作范圍；行走機構(gòu)多為滾輪或履帶，分為有軌與無軌兩種。2) 通用機械手它是一種具有獨立控制系統(tǒng)的程序可變的、動作靈活多樣的機械手。它的主要特點是運動準(zhǔn)確可靠，動作頻率大，但結(jié)構(gòu)較大，動作程序不可變。因此工業(yè)機器人在工業(yè)生產(chǎn)、運輸中更多更靈活的運用就是最好的方法。為了能夠靈活迅速的運輸商品不僅需要快速的傳送軌道，還要有穩(wěn)定靈活的搬運機器人完成運輸不同階段的交接。 圖21 直角坐標(biāo)機械手 圖22 圓柱坐標(biāo)機械手(2) 圓柱坐標(biāo)式機械手如圖22，其手臂運動方式由直線位移和旋轉(zhuǎn)擺動構(gòu)成，即朝X軸的遠(yuǎn)近位移，朝Z軸的上下位移和繞Z軸的旋轉(zhuǎn)。緒論 圖23 球坐標(biāo)機械手 圖24 關(guān)節(jié)式機械手 確定方案具體到本設(shè)計，設(shè)計為搬運尺寸、毛重5kg紙箱，用傳送帶運輸，考慮在滿足要求的前提下，盡量簡化結(jié)構(gòu)，以減小成本、提高可靠度?？紤]到腰座的回轉(zhuǎn)對機械手的最終精度影響大，故采用電機驅(qū)動來實現(xiàn)腰部的回轉(zhuǎn)運動。采用緩沖和限位裝置提高定位精度。 機械手手腕連接方式通過對實際情況分析，機械手手部與手臂連接無需自由度，采用固連即可。 機械手夾持器的運動和驅(qū)動方式工業(yè)機器人中應(yīng)用的夾持器多為雙指手抓式，按其手爪的運動方式可分為平移型和回轉(zhuǎn)型。2 總體設(shè)計方案論證 確定方案結(jié)合具體的工作情況，本次設(shè)計任務(wù)為搬運兩側(cè)為平面的紙箱，因此選擇齒輪齒條平行連桿式夾持器較為合適，通過對齒條的驅(qū)動可以使帶有齒輪的連桿繞定軸轉(zhuǎn)動，通過平面機構(gòu)帶動夾塊的移動實現(xiàn)對紙箱的夾緊，由于這種夾持方式對紙箱的夾緊力有限所以在夾持器下方選擇有帶翻邊的夾塊。常用的平帶有橡膠布帶、縫合棉布帶、棉織帶和毛織帶等數(shù)種。經(jīng)分析采用圓柱齒輪，利用一級齒輪傳動來減小齒輪傳動因尺側(cè)間隙導(dǎo)致的傳動誤差，故齒輪需要更高的強度來完成既定的動作。普通交、直流電動機驅(qū)動如果不加減速器無法提供足夠的有效力矩，且運動不易控制，適用于中型或重型機器人。氣缸通過活塞桿帶動齒條使扇形齒輪轉(zhuǎn)動來完成手爪的擴張合攏。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計算: (39) 式中，——缸筒壁厚，mm ——液壓缸內(nèi)徑，mm ——實驗壓力，取, Pa材料為:ZL3,[]=3MPa代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為:3 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計計算取，則缸筒外徑為: 手臂液壓缸設(shè)計計算做水平伸縮直線運動的液壓缸的驅(qū)動力根據(jù)液壓缸運動時所克服的摩擦、慣性、密封等幾個方面的阻力，來確定液壓缸所需要的驅(qū)動力。 電機選型參數(shù)計算 相關(guān)參數(shù)的計算(1) 若傳動負(fù)載作直線運動（滾珠絲杠）則有負(fù)載額定功率： （325）負(fù)載加速功率： （326）負(fù)載力矩（電機軸）： （327）負(fù)載（電機軸）： （328）起動時間： （329）制動時間： （330）(2) 若傳動負(fù)載作回轉(zhuǎn)運動負(fù)載額定功率： （331）負(fù)載加速功率： （332）負(fù)載力矩（電機軸）： （333）負(fù)載GD（電機軸）： 3 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 （334）起動時間： （335）制動時間： （336）式中，——額定功率，Kw； ——加速功率，Kw； ——負(fù)載軸回轉(zhuǎn)速度，r/min； ——電機軸回轉(zhuǎn)速度，r/min； ——負(fù)載的速度，m/min； ——減速機效率； ——摩擦系數(shù)； ——負(fù)載轉(zhuǎn)矩（負(fù)載軸），； ——電機啟動最大轉(zhuǎn)矩，； ——負(fù)載轉(zhuǎn)矩（電機軸），； ——負(fù)載的，； ——負(fù)載（電機軸），； ——電機的，；下面進行具體的計算由于腰部回轉(zhuǎn)運動只存在摩擦力矩，在回轉(zhuǎn)圓周方向上不存在其他轉(zhuǎn)矩，則在回轉(zhuǎn)軸上有： （337）式中，——滾動軸承摩擦系數(shù)，； ——機械手本身與負(fù)載的重量之和，最大取80； ——大齒輪分度圓半徑，R=180；帶入數(shù)據(jù)，計算得 =；同時，腰部回轉(zhuǎn)速度為=30r/min；傳動比定為；且， 帶入數(shù)據(jù)得： =。“結(jié)論”以前的所有正文內(nèi)容都要編寫在此行之前。（2）如果對于機械手的整體材料進行改進可以更靈活、經(jīng)濟。對于本設(shè)計的結(jié)構(gòu)也存在復(fù)雜不合理之處，由于本人技術(shù)有限，對于錯誤誠懇希望老師指出?？紤]到實際工作環(huán)境及要求增加了末端執(zhí)行器的繞Z軸回轉(zhuǎn)自由度，由步進電機驅(qū)動完成動作，可以很好的控制旋轉(zhuǎn)角度達到定位精度要求。由于手部旋轉(zhuǎn)運動只存在摩擦力矩，