【正文】 械手手臂的慣量與關(guān)節(jié)軸的載荷。若實(shí)際工作中平衡結(jié)果不滿足，則設(shè)置彈簧平衡機(jī)構(gòu)進(jìn)行平衡。該機(jī)械手主要應(yīng)用于棒料的拾取，故采用齒輪齒條夾持式，當(dāng)活塞向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒輪和齒條的嚙合推動(dòng)手爪合并，產(chǎn)生夾緊動(dòng)作和夾緊力，當(dāng)活塞向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，手爪松開。 手部夾緊氣缸的設(shè)計(jì) 手部驅(qū)動(dòng)力計(jì)算該動(dòng)機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)如圖 31 所示，其工件重量 ， “V”形手指KgG50?的角度 176。PP5106?材料為 : ZL3,[ ] ?Ma3?代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為: ????2/PD = ??36510106???= .)(m西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)14查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取 = ，則缸筒外徑為: 。在本機(jī)械手中，采用的是單導(dǎo)向桿作為導(dǎo)向裝置，它可以增加手臂的剛性和導(dǎo)向性。手臂升降裝置由轉(zhuǎn)柱 、升降缸活塞桿 、升降缸體 、立柱回轉(zhuǎn)缸等組成。因此，必須使推力負(fù)載(氣缸工作負(fù)載F 與工作總阻力F 之和)小于極1z限力F 。 油 霧 器 可 對(duì) 機(jī) 體 運(yùn) 動(dòng) 部 件 進(jìn) 行 潤(rùn) 滑 ， 可 以 對(duì) 不 方便 加 潤(rùn) 滑 油 的 部 件 進(jìn) 行 潤(rùn) 滑 ， 大 大 延 長(zhǎng) 機(jī) 體 的 使 用 壽 命 。 ③ 當(dāng) 出 口 風(fēng) 量 明 顯 減 少 時(shí) ， 應(yīng) 及 時(shí) 更 換 濾 芯 ?？?制 時(shí) 滑 閥 在 閥 體 內(nèi) 作 軸 向 移 動(dòng) ， 通 過 改 變 各 氣 口 間 的 連 接 關(guān) 系 ， 實(shí) 現(xiàn)氣 體 流 動(dòng) 方 向 的 改 變 ， 這 就 是 滑 閥 的 工 作 原 理 。 操 縱 方 便 ， 布 局 靈 活 ， 有 利 于 提 高 自 動(dòng) 化 程 度 ， 廣 泛 應(yīng) 用 。節(jié)流閥供在壓力降極大的情況下作降低介質(zhì)壓力之用。速度控制通過改變氣壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)的調(diào)速方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者結(jié)合的容積節(jié)流調(diào)速。一般泵的入口要裝氣動(dòng)三聯(lián)件，進(jìn)入系統(tǒng)的氣體根據(jù)要求，通過氣動(dòng)三聯(lián)件凈化。C 缸為立柱升降缸，立柱回轉(zhuǎn)缸有兩個(gè)活塞 DD2，分別裝在帶齒條的活塞桿兩頭，齒條的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)立柱上的齒輪旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)立柱的旋轉(zhuǎn)。6 機(jī)械手的 PLC 控制設(shè)計(jì)考慮到機(jī)械手的通用性，同時(shí)使用點(diǎn)位控制，因此我們采用可編程序控制器西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)27(PLC)，只需改變 PLC 程序即可實(shí)現(xiàn)，非常方便快捷。輸入輸出狀態(tài)暫存器也稱為 I/0 狀態(tài)表.該表是一個(gè)專門存放輸入輸出狀態(tài)信息的存儲(chǔ)區(qū)。第三階段是程序處理階段。(2) I/0 分配 即確定哪些信號(hào)是送到可編程序控制器的，并分配給相應(yīng)的輸入端號(hào)。這項(xiàng)工作在編程器上進(jìn)行。以上動(dòng)作均采用氣動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)，即用五個(gè)二位五通電磁閥(每個(gè)閥有兩個(gè)線圈，對(duì)應(yīng)兩個(gè)相反動(dòng)作)分別控制五個(gè)氣缸，使機(jī)械手完成伸、縮、上、下、旋轉(zhuǎn)及機(jī)械手抓放動(dòng)作。 10 個(gè)輸出點(diǎn)，標(biāo)號(hào)為～、～。(5)手臂上升的條件:上升不到位( 為 OFF)，無(wú)下降命令( 為 OFF)，收縮到位( 為 ON)，手腕逆轉(zhuǎn)到位( 為 ON)，手爪抓緊( 為 ON)，右轉(zhuǎn)到位( 為 ON)。該機(jī)械手配置的普通夾持手指，能抓取一般工件（重量不超過 50KG）,各部分設(shè)計(jì)滿足力學(xué)要求。還有在大學(xué)里所有的任課老師和圖書館的管理老師，也謝謝你們，是你們給我知識(shí)，謝謝！此外，由于個(gè)人知識(shí)能力水平有限，論文中難免有紕漏錯(cuò)誤指出，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正，謝謝！西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)36附錄 1西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)37附錄 2西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)38附錄 3西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)39西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)40西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)41。機(jī)械手采用 PLC 控制，具有可靠性高、改變程序靈活等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)論是進(jìn)行時(shí)間控制還是行程控制或混合控制，都可通過設(shè)定 PLC 程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。(7)手爪抓緊的條件:手爪未抓到物品( 為 OFF)，無(wú)放松命令( 為OFF)，并且滿足下列條件之一:1)右轉(zhuǎn)到位( 為 ON)，伸長(zhǎng)到位( 為 ON)，下降到位( 為 ON)，檢測(cè)到有物品( 為 ON)。由梯形圖可以看出:(1)手臂左轉(zhuǎn)的條件:左轉(zhuǎn)不到位( 為 OFF)，收縮到位( 為 ON),上升到位( 為 ON)，手爪抓緊( 為 ON),無(wú)右轉(zhuǎn)命令( 為 OFF)。這樣，可用 PLC 的 8 個(gè)輸出端與電磁閥的 8 個(gè)線圈相連，通過編程，使電磁閥各線圈按一定序列激勵(lì)，從而使機(jī)械手按預(yù)先安排的動(dòng)作序列工作。程序設(shè)計(jì)(包括畫梯形圖、助記符程序、編輯、甚至調(diào)試)也可在別的工具上進(jìn)行。可編程序控制器是通過編號(hào)來(lái)識(shí)別信號(hào)的。在這個(gè)階段中，可編程序控制器對(duì)用戶程序進(jìn)行依次掃描，并根據(jù)各 I/0 狀態(tài)和有關(guān)指令進(jìn)行運(yùn)算和處理，最后將結(jié)果寫入 I/0 狀態(tài)表的輸出狀態(tài)暫存器中。存放輸出狀態(tài)信息的存儲(chǔ)器叫輸出狀態(tài)暫存器?？紤]到本機(jī)械手的輸入輸出點(diǎn)不多，工作流程較簡(jiǎn)單，同時(shí)考慮到制造成本，因此在本次設(shè)計(jì)中選擇了德國(guó)西門子公司的 S7200 系列 PLC 可編程序控制器。五個(gè)氣缸均由三個(gè)三位四通雙電控?fù)Q向閥和五個(gè)調(diào)速閥組成換向、調(diào)速回路。為了保證氣源的潔凈，避免氣源帶入污染物，故在氣源出口安裝氣動(dòng)三聯(lián)件對(duì)循環(huán)的氣源進(jìn)行凈化。對(duì)高壓大流量的系統(tǒng)，多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了盡是減少汽蝕影響，閥瓣采用耐汽蝕材料（合金鋼制造）并制成頂尖角為140180 的流線型圓錐體，這還能使閥瓣能有較大的開啟高度，一般不推薦在小縫隙下節(jié)流。 電 磁 換 向 閥 起 先 導(dǎo) 作 用 ， 它 可 以 改 變 控 制 液 流 的 方 向 ， 從 而 改 變 液 動(dòng) 換向 閥 的 位 置 。（ 3） 結(jié) 構(gòu)在 氣 壓 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 中 廣 泛 采 用 的 是 滑 閥 式 換 向 閥 ， 在 這 里 主 要 介 紹 這 種 換向 閥 的 幾 種 結(jié) 構(gòu) 。 電 磁 換 向 閥 有 滑 閥 和 球 閥 兩 種 結(jié) 構(gòu) ， 通 常 所 說 的 電 磁 換向 閥 為 滑 閥 結(jié) 構(gòu) ， 稱 球 狀 或 錐 狀 閥 芯 的 電 磁 換 向 閥 為 電 磁 換 向 座 閥 ， 也 稱 電磁 球 閥 。 ② 安 裝 時(shí) 請(qǐng) 注 意 氣 體 流 動(dòng) 方 向 與 本 體 上 箭 頭 所 指 方 向 是 否 一 致 ， 注 意 接管 及 接 頭 牙 型 是 否 正 確 。有關(guān)公式為: （45）21????????kLnafAFK式中:L活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度， mK活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑，空心桿 ，420dK??md 空心活塞桿內(nèi)孔直徑，0A 活塞桿橫截面面積，空心桿 ，1 ??6401dA???2f材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值，對(duì)鋼取f= 10 ，?7Paa材料系數(shù)，對(duì)鋼a=1/5000。 手臂伸縮氣缸的設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)力計(jì)算根據(jù)手臂伸縮運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力公式: + （42fF?tm??）其中，由于手臂運(yùn)動(dòng)從靜止開始，所以 , 摩擦系數(shù):設(shè)計(jì)氣缸材料為 ZL3，活塞材料為 45 鋼，查有關(guān)手冊(cè)可知f=。它應(yīng)根據(jù)手臂的安裝形式，具體的結(jié)構(gòu)和抓取重量等因素加以確定，同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局上應(yīng)盡量減少運(yùn)動(dòng)部件的重量和減少手臂對(duì)回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。手臂的回轉(zhuǎn)是通過齒輪與齒條的嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)，升降運(yùn)動(dòng)是通過立柱升降來(lái)實(shí)現(xiàn)的，手臂的橫向移動(dòng)即為手臂的橫移。2?10?mb2R24?西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)10圖 31 齒輪齒條式手部(1)根據(jù)手部結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)示意圖，其驅(qū)動(dòng)力為: （3NRbP2?1）(2)根據(jù)手指夾持工件的方位，可得握力計(jì)算公式: )(????Gtg ???N504260. `???所以： )(92NRbP?(3)實(shí)際驅(qū)動(dòng)力: (32)?21K?實(shí) 際取 = ，并取 =。鑒于本文的機(jī)械手的用途，選擇兩指夾持式。同時(shí)考慮機(jī)械手的工作環(huán)境和載荷對(duì)其布局和定位精度的要求，以及計(jì)算機(jī)的控制的因素，機(jī)械手的腰座的轉(zhuǎn)動(dòng)、水平伸縮手臂、垂直升降手臂、手部抓取都采用單活塞桿液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。（2）彈簧平衡機(jī)構(gòu)彈簧平衡機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、工作可靠、平衡效果好、易維修，因此應(yīng)用廣泛。（3）電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有使用方便，噪聲較低，控制靈活等特點(diǎn)。 機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 常用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其特點(diǎn)工業(yè)常用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，按動(dòng)力源分為液壓、氣動(dòng)和電動(dòng)三大類。（2）腰部結(jié)構(gòu)要便于安裝、調(diào)整。由于氣壓系統(tǒng)能提供很大的驅(qū)動(dòng)力，因此驅(qū)動(dòng)力和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度都較容易實(shí)現(xiàn)，其關(guān)鍵在于機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性和剛度的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)按照工件的直徑為 50mm 來(lái)設(shè)計(jì)。這種手爪開合行程較大，適應(yīng)抓取大小不同的物體。另外，由于氣體的可壓縮性，使氣動(dòng)手爪的抓取運(yùn)動(dòng)具有一定的柔順性，這一點(diǎn)是抓取動(dòng)作十分需要的。萬(wàn)能手爪在結(jié)構(gòu)上很復(fù)雜，甚至很難實(shí)現(xiàn)，從工業(yè)實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，應(yīng)著重開發(fā)各種專用的、高效率的機(jī)械手手爪，加之以快速更換裝置，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的多種作業(yè)功能，而不主張用一個(gè)萬(wàn)能的手爪去完成多種作業(yè)，以考慮設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益。此種機(jī)械手在工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，如焊接、噴漆、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)。（2）圓柱坐標(biāo)機(jī)械手結(jié)構(gòu)特點(diǎn)圓柱坐標(biāo)機(jī)械手的空間運(yùn)動(dòng)是用一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。目前工業(yè)機(jī)械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機(jī)械擋塊定位)系統(tǒng)組成。工業(yè)機(jī)械手的手臂通常由驅(qū)動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)的部件(如氣缸、液壓缸、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等)與驅(qū)動(dòng)源(如液壓、氣壓或電機(jī)等)相配合，以實(shí)現(xiàn)手臂的各種運(yùn)動(dòng)。回轉(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，故應(yīng)用較廣泛。在PLC程序控制的條件下，采用氣壓傳動(dòng)方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)部位發(fā)生規(guī)定要求的，有順序，有運(yùn)動(dòng)軌跡，有一定速度和時(shí)間的動(dòng)作。本機(jī)械手主要與數(shù)控機(jī)床組合最終形成生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)加工過程的自動(dòng)化和無(wú)人化。(4) 能源可儲(chǔ)存。(4)為了減少泄漏，液壓元件的制造工藝水平要求較高，故價(jià)格較高。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的很多易燃、易爆等高危及重體力勞動(dòng)場(chǎng)合必將由機(jī)器人所代替。沖床上下料氣動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄1 前言 ..............................................................1 選題背景 ......................................................1 設(shè)計(jì)目的 ......................................................2 發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) ................................................3 機(jī)械手的系統(tǒng)工作原理及組成 ....................................32 機(jī)械手各部件的設(shè)計(jì) ................................................7 機(jī)械手的總體設(shè)計(jì) ..............................................7 機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)的類型 ......................................7 機(jī)械手手爪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................8 設(shè)計(jì)要求 ..................................................8 驅(qū)動(dòng)方式 ..................................................8 典型結(jié)構(gòu) ..................................................9 具體設(shè)計(jì)方案 .............................................10 機(jī)械手手臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .........................................10 手臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 .......................................10 具體設(shè)計(jì)方案 .............................................10 機(jī)械手腰座結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .........................................11 腰座結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 .......................................11 具體設(shè)計(jì)方案 .............................................11 機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...........................................11 常用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其特點(diǎn) .....................................11 具體設(shè)計(jì)方案 .............