【正文】 ? ??? 驅驅 根據(jù)液壓缸內徑系列（ JB82666），選取液壓缸的內徑為： mmD 80? （ 2） 活塞桿直徑計算 活塞桿的尺寸要滿足活塞（或液壓缸）運動的要求和強度的要求，對于桿長 l 大于直徑 15 倍 )15( dl? 的活塞桿，還必須具有足夠的穩(wěn)定性。 （ 3） 采用花鍵套導向的手臂升降機構 內部導向，活塞桿直徑大、剛度大、傳動平穩(wěn)，花鍵軸端部的定位裝置值 得注意，必須保證手臂安裝在正確的初始設計位置上。綜合以上分析考慮，腕部結構選擇具有一個自由度的回轉缸驅動腕部結構。 （ 2） 結構考慮，合理布局 腕部作為機械手的執(zhí)行機構，又承擔聯(lián)接和支撐作用，除保證力和運動的要求外， 要有足夠的強度、剛度外，還應綜合考慮，合理布局，解決好腕部與臂部和手部的聯(lián)接。 （ 3）取 ?? NFF 5 3 0 ??? ?計算實際 即 NF ?驅 （ 4）確定液壓缸的直徑 D 因為 4 )( 22 PdDF ?? ?實際 9 選取活塞桿直徑 Dd ? ，選擇液壓缸工作壓力 MPaP 1~? 。 手部力學分析 通過綜合考慮，本設計選擇二指雙支點回轉型手抓，采用滑槽杠桿式，夾緊 7 裝置采用常開式夾緊裝置，它在彈簧的作用下手抓閉合，在壓力油作用下，彈簧被壓縮，從而手抓張開。 工業(yè)機械手的設計 6 抓取機構設計 手部設計計算 、對手部設計的要求 （ 1） 有適當?shù)膴A緊力 手部在工作時，應具有適當?shù)膴A緊力，以保證夾持穩(wěn)定可靠，變形小，且不損壞棒料的已加工表面。手動操作可用于調整工作位置和緊急停車后機械手返回原點。 分析工作 過程 。 設計的內容和要求 設計通用圓柱坐標系機械手及控制系統(tǒng)。 課題研究的意義 機械手具有以下幾方面的性能： （ 1） 能準確的抓住方位變化的物體。 工業(yè)機械手（以下簡稱機械手）是近代自動控制領域中出現(xiàn)的一項新技術，已成為現(xiàn)代制造生產系統(tǒng)中的一個重要的組成部分。手臂的回轉運動和升降運動均與立柱有密切的聯(lián)系。 ［ 4］ （ 1） 執(zhí)行機構：包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設行走機構如圖 所示。工業(yè)機械手是提高生產過程自動化、改善勞動條件、 提高產品質量和生產效率的有效手段之一。 26 參考文獻 4 抓取機構的設計 Ⅱ 目 錄 該裝置涵蓋了可編程控制技術，位置控制技 術、檢測技術等，是機電一體化的典型代表儀器之一。 關鍵詞 ： 機械手 ； 單片機； 液壓缸 ；設計； Abstract Ⅱ Abstract Manipulator industrial robot systems traditional mandate, Robot is one of the key ponents. Manipulator using the mechanical structure of screwball, slider, and other mechanical devices position。4 機械手的工作 過程 19 機械手 手臂回轉機構設計 本課題擬開發(fā)物料搬運機械手，對機械手的上下、左右以及抓取運動進行控制。由于本課題的工件是圓柱狀棒料，所以采用夾持式。機械手執(zhí)行機構的各部件和驅動系統(tǒng)均安裝于機座上，故起支承和聯(lián)接的作用。因而，機械手受到各先進工業(yè)國家的重視，并投入了大量的人力物力加以研究 和應用，尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射性和污染的場合，應用得更為廣泛。 這種具有感知能力并能對感知的信息做出反應的工業(yè)機械手稱為智能機械手，它是有發(fā)展前途的。 ∕ s 表 機械手的技術指標 2 抓重 自由度 定位精度 控制方式 200N300N 四 個 177。 5 為了確保安全，機械手右移到位后，必須在右工作臺上無工件時才能下降，若上次搬到右工作臺上的工件尚未移走，機械手應自動暫停，等待。 (4)連續(xù)工作方式：按下按鈕，機械手從原點，按步序自動反復連續(xù)工作，在連續(xù)工作方式下設置兩種停車狀態(tài)： 正常停車：在 正常工作狀態(tài)下停車。工作時，一個手指開閉位置以最大變化量稱為開閉范圍。 圖 滑槽杠桿式手部結構原理圖 1—— 手指 2—— 銷軸 3—— 杠桿 夾緊力與驅動力的計算 手指加在工件上的夾緊力，是設計手部的主要依據(jù)，必須對其大小、方向與作用點進行分析、計算。 手抓夾持精度的分析計算 機械手的精度設計要求工件定位準確，抓取精度高，重復定位精度和運動穩(wěn)定性好，并有足夠的抓取能力。 （ 2） 用齒條活塞驅動的腕部結構 在要求回轉角大于 270176。 由于 啟工件慣 ??2)(M 2JJ ?? 2222 smNRgGmRJ ???????? 222221 )(50121)3(121 smNRlmJ ??????????工件mNJJ ???????? )(2)(M 22啟工件慣 ?? 又因為 總力矩摩 MM ? 所 以 ?????? 總力矩慣偏摩總力矩 MMMMM 即 mM ?? 腕部工作壓力計算 13 表 標準液壓缸內徑系列（ JB82666） ［ 1］ 液壓缸內徑 mm 20 25 32 40 50 55 63 65 20鋼 P≤ 160MPa 70 75 80 85 90 95 100 105 45鋼 P≤ 200MPa 110 125 130 140 160 180 200 250 設定腕部的部分尺寸：根據(jù)上表設缸體內孔半徑 mmR 55? ， 外徑選擇 mm133 ,考慮到實際裝配問題后，其外徑為 mm180 ，動片寬度 mmb 66? ,輸出軸半徑mmr ? 。 通過以上，綜合考慮，本設計選擇雙導向桿手臂伸縮機構，使用液壓驅動 ,液壓缸選取雙作用液壓缸。 由力平衡條件得： ?總GhFR ?2 hGFR ?總?2 所謂不 自鎖的條件為： fFFFFG R 2221 22 ????總 取 ?f 即 fhGG ?總總 2? 也即 mmh ???? ? NhGF R ???? ?總 因此在設計中必須考慮到立柱導套長度大于 mm391 。 因此 ?????? 驅回密慣驅 MMMMM 即 mNM ?? 476驅 手臂回轉液壓缸參數(shù)計算 設 mmb 60? ，液壓缸工作壓力 MPaP 4? ， mmd 50? ，則由 8 )( 22 dDPbM ??驅 得 mdbPMD 47688 262 ???????? 驅 所以取液壓缸內徑為 mm140 式中 D— 液壓缸內徑 )(mm ； P — 回轉液壓缸工作壓力 )(MPa ； b — 動片寬度 )(mm ； d — 輸出軸與動片聯(lián)接處的直徑 )(mm ； 所以手臂回轉液壓缸主要參數(shù)為： 表 手臂回轉液壓缸主要參數(shù) 工作壓力 p 液壓缸內徑 R 輸出軸直徑 r 驅動力矩 M 動片寬度 B 4MPa 140mm 50mm 476N?m 60mm 液壓缸蓋螺釘計算 由表 4 可以看出螺釘間距 t 與壓力 P 之間的關系： t 為螺釘?shù)拈g距，間距跟工作壓力有關，每個螺釘在危險剖面上承受的拉力為： ??? Qss FFF QF 為工作載荷 ， ?QsF 為預緊力 液壓缸工作壓力為 MPaP 4? ,所以螺釘間距 t 小于 mm100 ,試選擇 8 個螺釘mmD 3 ?????? ，所以選擇螺釘數(shù)目合適 8?Z 個 ,危險截面面積 22222 0 1 2 5 mrRS ?????? ?? NZSPF Q 62808 6 ????? 工業(yè)機械手的設計 24 ）（ ~??? KKFF s 取 ?K 則 NKFF s ????? 所以 NFFF Qss 1 5 7 0 09 4 2 06 2 8 0 ?????? 螺釘?shù)膹姸葪l件為： ][421??? ??? d FQs合 式中 D — 動片外徑 )(mm ； ][? — 螺釘材料的許用拉應力 )(MPa ； 1d — 螺釘螺紋內徑 )(mm ； 螺釘材料選擇 235Q ， 取 MPas 240?? ， 則 )~(][ ???? nM P an s?? 即 mFd Qs 0 1 2 1 5 7 0 ][ 61 ??? ????? ?? 螺釘?shù)闹睆竭x擇 mmd 141 ? 經過以上的計算，需要螺釘來聯(lián)接，最終確定液壓缸的截面尺寸，內徑為 mm140 ，外徑為 mm240 ， 輸出軸直徑為 mm50 。 現(xiàn)在工業(yè)機械手的使用范圍只限于在簡單重復的操作方面節(jié)省人力，代替人從事繁重、危險的工作，在惡劣環(huán)境下尤其明顯，至于在汽車工業(yè)和電子工業(yè)之類的費工的工業(yè)部門，機械手的應用情況不能說是很好的，其原因之一是，工業(yè)機械手的性能還不能滿足這些工業(yè)部門的要求，適合機械手工作的范 圍很狹小，另外經濟性問題也很重要，利用機械手節(jié)約人力從經濟上看不一定總是合算的。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意 !最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們 !