【正文】 功能、維護的復(fù)雜程度、運行的功耗、性價比以及現(xiàn)有的條件等綜合因素加以考慮。具有速度快，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，維修方便、價格低等特點。手臂的橫移、升降運動是通過立柱來實現(xiàn)的。考慮到搬運工件的重量較大，考慮加工工件的質(zhì)量達30KG，屬中型重量，同時考慮到機械手的動態(tài)性能及運動的穩(wěn)定性，安全性，對手臂的剛度有較高的要求。在設(shè)計機械手的手臂時，應(yīng)盡可能利用在機械手上安裝的機電元器件與裝置的重量來減小機械手手臂的不平衡重量，必要時還要設(shè)計平衡機構(gòu)來平衡手臂殘余的不平衡重量。力求選用高強度的輕質(zhì)材料，通常選用高強度鋁合金制造機械手手臂?？紤]到機械手的優(yōu)化，同時由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運動才可滿足工作的要求。為了減輕機械手腕部的重量，腕部機構(gòu)的驅(qū)動器采用分離傳動。 機械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，應(yīng)根據(jù)作業(yè)需要來設(shè)計。下圖為本次機械手的自由度以及運動示意圖。其工作空間是一個類球形的空間。 直角坐標機械手的工作空間為一空間長方體。明確工件的結(jié)構(gòu)形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運時的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等，從而進一步確定對機械手結(jié)構(gòu)及運行控制的要求。雖然氣動技術(shù)作為機器人中的驅(qū)動功能已有部分被工業(yè)界所接受，而且對于不太復(fù)雜的機械手，用氣動元件組成的控制系統(tǒng)己被接受，但由于氣動機器人這一體系己經(jīng)取得的一系列重要進展過去介紹得不夠，因此在工業(yè)自動化領(lǐng)域里，對氣動機械手、氣動機器人的實用性和前景存在不少疑慮。(4)能源可儲存。(3)因液壓脈動和液體中混入空氣，易產(chǎn)生噪聲。以上原因主要是沒有形成機器人產(chǎn)業(yè)，當前我國的機器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求，“一客戶，一次重新設(shè)計”，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。(6)當代遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。(2)機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。其中直線電機機械手的運動速度快和行程長，維護和使用方便。氣壓傳動機械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。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?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機械手按規(guī)定的程序運動，并記憶人們給予機械手的指令信息(如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間)，同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。行走機構(gòu)當工業(yè)機械手需要完成較遠距離的操作，或擴大使用范圍時，可在機座上安滾輪式行走機構(gòu)可分裝滾輪、軌道等行走機構(gòu)，以實現(xiàn)工業(yè)機械手的整機運動。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夾式和內(nèi)撐式。 圖21機械手組成方框圖(一)執(zhí)行機構(gòu)包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機構(gòu)。三、可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)應(yīng)用機械手代替人進行工作，這是直接減少人力的一個側(cè)面，同時由于應(yīng)用機械手可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個側(cè)面。目前，在國內(nèi)很多工廠的生產(chǎn)線上多工位沖床裝卸工件仍由人工完成，勞動強度大、生產(chǎn)效率低。機械手能代替人類完成危險、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動強度，提高勞動生產(chǎn)力。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機械手被稱為“工業(yè)機械手”。設(shè)計出了機械手的氣動系統(tǒng)，繪制了機械手氣壓系統(tǒng)工作原理圖，對氣壓系統(tǒng)工作原理圖的參數(shù)化繪制進行了研究，大大提高了繪圖效率和圖紙質(zhì)量。 XXXXXX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）多工位沖床專用機械手設(shè)計學(xué) 生：學(xué) 號：專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化班 級：指導(dǎo)教師： XXXX學(xué)院機械工程學(xué)院二O一O年六月畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書設(shè)計（論文）題目：多工位沖床專用機械手設(shè)計系： 機電 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 班級： 機自065 學(xué)號： XXXXXXX 學(xué)生： XXXXXX 指導(dǎo)教師：XXXXX 接受任務(wù)時間 教研室主任 （簽名）　　系主任 （簽名）1．畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求1）、規(guī)格參數(shù)： 抓重。設(shè)計了機械手的手臂結(jié)構(gòu)。機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)各，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。近年來，隨著電子技術(shù)特別是電子計算機的廣泛應(yīng)用，機器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結(jié)合。本設(shè)計通過對機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)大學(xué)本科四年的所學(xué)知識進行整合，完成一個特定功能、特殊要求的多工位沖床上下料機械手的設(shè)計，能夠比較好地體現(xiàn)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平，實踐動手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度，具有較強的針對性和明確的實施目標，能夠?qū)崿F(xiàn)理論和實踐的有機結(jié)合。在一些簡單、重復(fù)，特別是較笨重的操作中，以機械手代替人進行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。各系統(tǒng)相互之間的關(guān)系如方框圖21所示。手指結(jié)構(gòu)取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位(是外廓或是內(nèi)孔)和物件的重量及尺寸。機械手的立I因工作需要，有時也可作橫向移動，即稱為可移式立柱。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機械擋塊定位)系統(tǒng)組成。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，適用于大批量的自動化生產(chǎn)的自動換刀機械手，如自動機床、自動線的上、下料機械手。若機械手采用電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機械手的通用性擴大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴格，成本高。電力傳動機械手即有特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電動機、直線電機或功率步進電機直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的械手，因為不需要中間的轉(zhuǎn)換機構(gòu)，故機械結(jié)構(gòu)簡單。 國內(nèi)外發(fā)展狀況國外機器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢:(1)工業(yè)機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機價格不斷下降。(5)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。在應(yīng)用規(guī)模上，我國己安裝的國產(chǎn)工業(yè)機器人約200臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。油溫變化時，液體粘度變化，引起運動特性變化。氣動系統(tǒng)也能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。此外氣源工作壓力較低，抓舉力較小。設(shè)計氣動機械手的原則是:充分分析作業(yè)對象(工件)的作業(yè)技術(shù)要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件。因此，為了實現(xiàn)一定的運動空間，直角坐標機械手的結(jié)構(gòu)尺寸要比其他類型的機械手的結(jié)構(gòu)尺寸大得多。主要應(yīng)用于搬運作業(yè)。由于本機械手在工作時手臂具有伸縮、橫移和升降運動，因此，采用直角座標型式。采用平行四邊形機構(gòu)，因此不需要導(dǎo)軌就可以保證手爪的兩手指保持平行運動，比帶有導(dǎo)軌的平行移動手爪的摩擦力要小很多。，在設(shè)計機械手手腕時，應(yīng)力求減少其重量和體積，結(jié)構(gòu)力求緊湊。機械手手腕是機械手操作機的最末端，它與機械手手臂配合運動，實現(xiàn)安裝在手腕上的末端執(zhí)行器的空間運動軌跡與運動姿態(tài)，完成所需要的作業(yè)動作。，應(yīng)在保證機械手手臂有足夠強度和剛度的條件下，盡可能在結(jié)構(gòu)上、材料上設(shè)法減輕手臂的重量。，這對減小電機負載和提高機械手手臂運動的響應(yīng)速度是非常有利的。直線運動的實現(xiàn)一般是氣動傳動，氣壓傳動以及電動機驅(qū)動滾珠絲杠來實現(xiàn)。按照抓取工件的要求，本機械手的手臂有三個自由度，即手臂的伸縮、橫移和升降運動。但是，液壓系統(tǒng)需要進行能量轉(zhuǎn)換（電能轉(zhuǎn)換成液壓能），速度控制多數(shù)情況下采用節(jié)流調(diào)速，效率比電動驅(qū)動系統(tǒng)低，液壓系統(tǒng)的液體泄露會對環(huán)境產(chǎn)生污染，工作噪音也較高。但因為這類驅(qū)動系統(tǒng)優(yōu)點比較突出，因此在機械手中被廣泛的使用。重負荷的任意點位控制的點焊及搬運機械手選用液壓驅(qū)動系統(tǒng)。電器元件的有效動作次數(shù)約為百萬次，而SMC的一般電磁閥的壽命大于3000萬次，小型閥超過2億次。 由于空氣流動損失小，壓縮空氣可集中供應(yīng)，遠距離輸送。在易燃、易爆的場合下可采用氣動邏輯元件組成控制裝置。 氣動閥的種類很多，在工業(yè)機械手的氣動驅(qū)動系統(tǒng)中，常用的閥件有電磁氣閥、節(jié)流調(diào)速閥、減壓閥等。無接觸感應(yīng)式氣缸目前在氣動系統(tǒng)中已獲得廣泛的應(yīng)用，這種氣缸在活塞上裝有永久磁鐵的磁環(huán)，通過磁感應(yīng)，使在氣缸外面安裝的非接觸磁性接近開關(guān)動作發(fā)訊，進行位置檢測。根據(jù)要求和條件，如果選用無接觸感應(yīng)式氣缸，其限位開關(guān)是無接觸接近開關(guān)，這種開關(guān)的反映時間小于20ms，在機械手中應(yīng)用比較理想。緩沖的程度不同，可用減緩的百分數(shù)來表達。平均移動速度為。該機械手的定位精度為177?；剞D(zhuǎn)型手指開閉角較小，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，應(yīng)用廣泛。(四)具有足夠的強度和剛度手指除受到被夾持工件的反作用力外，還受到機械手在運動過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動的影響，要求有足夠的強度和剛度以防折斷或彎曲變形，當應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉(zhuǎn)軸線上，以使手腕的扭轉(zhuǎn)力矩最小為佳。氣壓驅(qū)動的機械手臂在進行伸縮運動時，為了防止手臂繞軸線轉(zhuǎn)動，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在設(shè)計手臂結(jié)構(gòu)時，應(yīng)該采用導(dǎo)向裝置。用于配重平衡、彈簧平衡滿足不了工作要求的場合。升降氣缸采用進氣節(jié)流的單向節(jié)流閥以調(diào)節(jié)手臂的上升速度。若每次繪圖時都重復(fù)繪制，非常麻煩，效率很低，即使采用塊插入，也難以做到統(tǒng)一、規(guī)范。機械手采用繼電器程序控制，具有可靠性高、改變較方便等優(yōu)點，無論是進行時間控制還是行程控制或混合控制，都可通過它來實現(xiàn)。不勝感謝！XXXXXX2010529參考文獻 【1】:北京理工大學(xué)出版社，1988【2】，2001, 4 【3】金茂青，曲忠萍， ， 2001, 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