【正文】 改善勞動(dòng)條件、避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場(chǎng)合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的。 冷加工方面的應(yīng)用 冷加工方面機(jī)械手主要用于柴油機(jī)配件以及軸類(lèi)、盤(pán)類(lèi)和箱體類(lèi)等零件單機(jī)加工時(shí)的上下料和刀具安裝等。在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連 續(xù)的。 機(jī)械手主要有手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。 手臂伸縮液壓缸參數(shù)計(jì)算 ........................................................................... 21 167。 手爪的力學(xué)分析 ............................................................................................ 10 167。 167。 designed the structure of robot wrist, the wrist to calculate the rotation of the driving torque required and a rotary cylinder driving torque。河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 I 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) Beyeshejishuomingshu 地 市： 準(zhǔn)考證號(hào)： 姓 名： 河南省高等教育自學(xué)考試 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 II 具有觸覺(jué)功能的機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 本文簡(jiǎn)要地介紹了工業(yè)機(jī)器人的概念，機(jī)械手的組成和分類(lèi)，機(jī)械手的自由度和座標(biāo)型式，氣動(dòng)技術(shù)的特點(diǎn)， PLC 控制的特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r。 關(guān)鍵詞 ：機(jī)械手、液壓缸、可編程序控制器（ PLC）、壓電傳感器 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 III HAVING TACTILE FUNCTION STRUCTURE DESIGN OF MECHANCAI HAND ABSTRACT This paper briefly introduces the concept of industrial robots, posing and classification of the manipulator, the degrees of freedom manipulator and the coordinate type, the characteristics of pneumatic technology, PLC control characteristics and the domestic and foreign development condition. In this paper, the mechanical hand the overall scheme design, the manipulator to determine the coordinates of the types and degrees of freedom, determine the technical parameters of the manipulator. At the same time, the detailed design of the manipulator clamping type structure of hand。 機(jī)械手的發(fā)展概況 ......................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 機(jī)械手手爪的設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................................................... 10 167。 手臂伸縮驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 ............................................................................... 19 167。 指令表 ............................................................................................................. 25 結(jié) 論 ............................................................................................................................ 33 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................... 34 致 謝 ............................................................................................................................ 35 附 錄 ............................................................................................................................ 35 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 前 言 機(jī)械手： mechanical hand，也被稱(chēng)為自動(dòng)手 auto hand；能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置，它可代替人的繁殖勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門(mén)。河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 第一章 機(jī)械手概況 搬運(yùn)機(jī)械手的應(yīng)用簡(jiǎn)況 在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。為了提高工作效率，和確保工人的人身安全，尤其對(duì)于大件、少量、低速和人力所不能勝任的作業(yè)就更需要采用機(jī)械手操作 。 機(jī) 械手的應(yīng)用意義 在機(jī)械工業(yè)中，機(jī)械手的應(yīng)用意義可以概括如下： 可以提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度 應(yīng)用機(jī)械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。由于通用機(jī)械手的應(yīng)用和發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)了智能機(jī)器人的研制。 8090 年代，裝配機(jī)械手處于鼎盛時(shí)期，尤其是日本。在應(yīng)用專(zhuān)用機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)地發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合式機(jī)械手等。為此，國(guó)外機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某些智能的機(jī)械手，使其擁有一定的傳感能力，能反饋外河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 界條件的變化，做出相應(yīng)的變更。到 1995 年，全世界約有 50%的汽車(chē)由機(jī)械手裝配。 按 PLC 的控制類(lèi)型，其應(yīng)用大致可分為以下幾個(gè)方面 ： 1） 、 用于邏輯控制 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 這是 PLC 最基本，也是最廣泛的應(yīng)用方面。 2） 、 控制系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng) 由于 PLC 是采用軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，對(duì)同一控制對(duì)象，當(dāng)控制要求改變需改變控制系統(tǒng)的功能時(shí)，不必改變 PLC 的硬件設(shè)備，只需相應(yīng)改變軟件程序。 體積小、重量輕、功耗低等有點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于類(lèi)似機(jī)械手的控制動(dòng)作復(fù)雜的場(chǎng)合，本設(shè)計(jì)正是以 PLC 控制為基礎(chǔ)從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的各種動(dòng) 作 。簡(jiǎn)易機(jī)械手在各類(lèi)全自動(dòng)和半自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)上應(yīng)用得十分廣泛，主要用于零部件或成品在固定位置之間的移動(dòng)，替代人工作業(yè)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。 (3)豎直方向上是頻繁上下工作的機(jī)構(gòu)，可選用電機(jī)傳動(dòng)的齒輪齒條嚙合機(jī)構(gòu)，也可選用執(zhí)行氣缸，后者是新技術(shù)更經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、噪音低，也更符合課題要求。 該機(jī)械手最大移動(dòng)速度設(shè)計(jì)為 ，最大回轉(zhuǎn)速度設(shè)計(jì)為 90176。根據(jù)統(tǒng)計(jì)和比較，該機(jī)械手手臂的伸縮行程定為 600mm,最大工作半徑約為 1500mm，手臂安裝前后可調(diào) 200mm。其大小不僅與工件的尺寸有關(guān)，而且應(yīng)注意手部接近工件的運(yùn)動(dòng)路線(xiàn)及其方位的影響。常用的工業(yè)機(jī)械手手部 ,按握持工件的原理 ,分為夾持和吸附兩大類(lèi)。 下面對(duì)其基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析：滑槽杠桿 圖 31（ a）為常見(jiàn)的滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，需要克服工件重力所產(chǎn)生的靜載荷以及工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的慣性力產(chǎn)生的載荷，以便工件保持可靠 的夾緊狀態(tài)。 手抓夾持范圍，手指長(zhǎng) 100mm,當(dāng)手抓沒(méi)有張開(kāi)角的時(shí)候，如圖 33（ a）所示，根據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，它的最小夾持半徑 1R 40? mm，當(dāng)張開(kāi) 060 時(shí)，如圖 33（ b）所示，最 大夾持半徑 2R 計(jì)算如下： 002 1 0 0 3 0 4 0 c o s 3 0 9 0R tg? ? ? ?mm ?機(jī)械手的夾持半徑從 4090mm 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 圖 33 手抓張開(kāi)示意圖 機(jī)械手手抓夾持精度的分析計(jì)算 機(jī)械手的精度設(shè)計(jì)要求工件定位準(zhǔn)確 ,抓取精度高 ,重復(fù)定位精度和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性好 ,并有足夠的抓取能力。伸縮要平穩(wěn) 靈活，動(dòng)作快捷，定位準(zhǔn)確，工作協(xié)調(diào)。因各零部件難以設(shè)計(jì)成相等壽命，所以易磨損的零件要便于更換。 設(shè)計(jì)參數(shù) （ 1）伸縮長(zhǎng)度： 300mm； （ 2）單方向伸縮時(shí)間： ～ ； （ 3）定位誤差：要有定位 措施，定位誤差小于 2mm； （ 4）前端安裝豎向油缸和機(jī)械手，伸縮終點(diǎn)無(wú)剛性沖擊； 臂部的結(jié)構(gòu)選擇 常見(jiàn)的手臂伸縮機(jī)構(gòu)由以下五種： 1） 雙導(dǎo)向桿手臂伸縮機(jī)構(gòu) 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 手臂的伸縮缸安裝在兩根導(dǎo)向桿之間，由導(dǎo)向桿承受彎曲作用，活塞桿均受拉壓，故受力簡(jiǎn)單傳動(dòng)平穩(wěn)。 回F ——— 液壓缸回油腔低壓油液所造成的摩擦阻力。 （ 1）液壓缸內(nèi)徑計(jì)算 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 圖 41 雙作用液壓缸示意圖 當(dāng)油進(jìn)入無(wú)桿腔： ??? 4211 DPFF ??驅(qū) 當(dāng)油進(jìn)入油桿腔： ??? 4 )(2222 dDPFF ???驅(qū) 所以 ??? 11 4 PFPFD ?? （無(wú)桿腔） 224 dPFD ?? ?? (有桿腔 ) 式中 驅(qū)F ——— 手臂伸縮液壓缸驅(qū)動(dòng)力 )(N D ——— 液壓缸內(nèi)徑 )(mm d ——— 活塞桿直徑 )(mm ? ——— 液壓缸機(jī)械效率，在工程機(jī)械中用耐油橡膠可取 ?? 1P ——— 液壓缸的工作壓力 )(MPa 帶入數(shù)據(jù)得： mPFPFD 0 7 4 4 1 0 611 ??????? ??? 驅(qū)驅(qū) 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列（ JB82666），選取液壓缸的內(nèi)徑為： mmD 80? （ 2） 活塞桿直徑計(jì)算 活塞桿的尺寸要滿(mǎn)足活塞（或液壓缸）運(yùn) 動(dòng)的要求和強(qiáng)度的要求，對(duì)于桿長(zhǎng) 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。 ? ?2 2 23 1 2 4 3zcJ m l R N m s? ? ? ? ?= 220 1495c GJ J N m sg ?? ? ? ? ?= 00 0 .3 1 4= 1 4 9 5 0 .1M J J t?? ?? ? ? ??慣 2Nms?? 密封處的摩擦阻力矩可以粗略估算下 M阻 = M驅(qū) ，由于回油背差一般非常河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 的小，故在這里忽略不 計(jì)。而手指上裝上了一個(gè)壓電傳感器，當(dāng)手指夾緊后停止一定時(shí)間后液壓缸縮回，當(dāng)手指處于張開(kāi)或沒(méi)有夾到東西的時(shí)候，其控制的液壓缸處于靜止?fàn)顟B(tài)。它使用可編程存儲(chǔ)器存儲(chǔ)用戶(hù)設(shè)計(jì)的程序指令，這些指令用來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序操作、定時(shí)、計(jì)數(shù)及算術(shù)運(yùn)算和通過(guò)數(shù)字或模擬輸入 /輸出來(lái)控制各種機(jī)電一體化，程序可變、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、功能強(qiáng)、體積小、耗電低，特別是易于、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。內(nèi)容主要包括：夾持器與伸縮臂總體方案的確定， 采用了液壓與電動(dòng)驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)，相應(yīng)的涉及到電機(jī)和液壓缸的選擇計(jì)算，總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、主要部件的受力分析和強(qiáng)度校核。生活中鄔寶寅老師就是我的朋友，他的態(tài)度讓我對(duì)生活有了新的認(rèn)識(shí)。對(duì)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)越化，也需要我們綜合各方面的因素考慮，尤其是實(shí)際。 本工程建筑面積 :27樓 。內(nèi)墻面除衛(wèi)生間 200 300 瓷磚，高到頂外，其余均水泥砂槳罩面，刮二遍膩?zhàn)?；樓梯間內(nèi)墻采用 50河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 厚膠粉聚苯顆粒保溫。 本工程結(jié)構(gòu)中使用主要材料：鋼材： I 級(jí)鋼， II 級(jí)鋼；砼：基礎(chǔ)墊層 C10，基礎(chǔ)底板、地圈梁、基礎(chǔ)構(gòu)造柱均采用 C30，其余均 C20。 ⑵