【正文】 改善勞動條件、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合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的。 冷加工方面的應(yīng)用 冷加工方面機械手主要用于柴油機配件以及軸類、盤類和箱體類等零件單機加工時的上下料和刀具安裝等。在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連 續(xù)的。 機械手主要有手部、運動機構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。 手臂伸縮液壓缸參數(shù)計算 ........................................................................... 21 167。 手爪的力學分析 ............................................................................................ 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。河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計論文 I 畢業(yè)設(shè)計說明書 Beyeshejishuomingshu 地 市： 準考證號： 姓 名： 河南省高等教育自學考試 河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計論文 II 具有觸覺功能的機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計 摘 要 本文簡要地介紹了工業(yè)機器人的概念，機械手的組成和分類，機械手的自由度和座標型式，氣動技術(shù)的特點， PLC 控制的特點及國內(nèi)外的發(fā)展狀況。 關(guān)鍵詞 ：機械手、液壓缸、可編程序控制器（ PLC）、壓電傳感器 河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計論文 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。 機械手的發(fā)展概況 ......................................................... 錯誤 !未定義書簽。 機械手手爪的設(shè)計計算 ............................................................................... 10 167。 手臂伸縮驅(qū)動力的計算 ............................................................................... 19 167。 指令表 ............................................................................................................. 25 結(jié) 論 ............................................................................................................................ 33 參考文獻 ....................................................................................................................... 34 致 謝 ............................................................................................................................ 35 附 錄 ............................................................................................................................ 35 河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計論文 1 前 言 機械手： mechanical hand，也被稱為自動手 auto hand；能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置，它可代替人的繁殖勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計論文 2 第一章 機械手概況 搬運機械手的應(yīng)用簡況 在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機械化、自動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)就更需要采用機械手操作 。 機 械手的應(yīng)用意義 在機械工業(yè)中，機械手的應(yīng)用意義可以概括如下： 可以提高生產(chǎn)過程的自動化程度 應(yīng)用機械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動化程度，從而可以提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。由于通用機械手的應(yīng)用和發(fā)展，進而促進了智能機器人的研制。 8090 年代，裝配機械手處于鼎盛時期，尤其是日本。在應(yīng)用專用機械手的同時，相應(yīng)地發(fā)展通用機械手，有條件的還要研制示教式機械手、計算機控制機械手和組合式機械手等。為此，國外機械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某些智能的機械手，使其擁有一定的傳感能力，能反饋外河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計論文 5 界條件的變化，做出相應(yīng)的變更。到 1995 年，全世界約有 50%的汽車由機械手裝配。 按 PLC 的控制類型，其應(yīng)用大致可分為以下幾個方面 ： 1） 、 用于邏輯控制 河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計論文 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)成簡單、通用性強 由于 PLC 是采用軟件編程來實現(xiàn)控制功能，對同一控制對象，當控制要求改變需改變控制系統(tǒng)的功能時，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、功耗低等有點被廣泛應(yīng)用于類似機械手的控制動作復雜的場合，本設(shè)計正是以 PLC 控制為基礎(chǔ)從而實現(xiàn)機械手的各種動 作 。簡易機械手在各類全自動和半自動生產(chǎn)線上應(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，替代人工作業(yè)，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。 (3)豎直方向上是頻繁上下工作的機構(gòu)，可選用電機傳動的齒輪齒條嚙合機構(gòu)，也可選用執(zhí)行氣缸，后者是新技術(shù)更經(jīng)濟、環(huán)保、噪音低，也更符合課題要求。 該機械手最大移動速度設(shè)計為 ，最大回轉(zhuǎn)速度設(shè)計為 90176。根據(jù)統(tǒng)計和比較，該機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動路線及其方位的影響。常用的工業(yè)機械手手部 ,按握持工件的原理 ,分為夾持和吸附兩大類。 下面對其基本結(jié)構(gòu)進行力學分析：滑槽杠桿 圖 31（ a）為常見的滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)。一般來說，需要克服工件重力所產(chǎn)生的靜載荷以及工件運動狀態(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 100mm,當手抓沒有張開角的時候，如圖 33（ a）所示，根據(jù)機構(gòu)設(shè)計，它的最小夾持半徑 1R 40? mm，當張開 060 時，如圖 33（ b）所示，最 大夾持半徑 2R 計算如下： 002 1 0 0 3 0 4 0 c o s 3 0 9 0R tg? ? ? ?mm ?機械手的夾持半徑從 4090mm 河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計論文 15 圖 33 手抓張開示意圖 機械手手抓夾持精度的分析計算 機械手的精度設(shè)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。伸縮要平穩(wěn) 靈活，動作快捷，定位準確，工作協(xié)調(diào)。因各零部件難以設(shè)計成相等壽命，所以易磨損的零件要便于更換。 設(shè)計參數(shù) （ 1）伸縮長度： 300mm； （ 2）單方向伸縮時間： ～ ； （ 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械手，伸縮終點無剛性沖擊； 臂部的結(jié)構(gòu)選擇 常見的手臂伸縮機構(gòu)由以下五種： 1） 雙導向桿手臂伸縮機構(gòu) 河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計論文 18 手臂的伸縮缸安裝在兩根導向桿之間，由導向桿承受彎曲作用，活塞桿均受拉壓，故受力簡單傳動平穩(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)徑計算 河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計論文 21 圖 41 雙作用液壓缸示意圖 當油進入無桿腔： ??? 4211 DPFF ??驅(qū) 當油進入油桿腔： ??? 4 )(2222 dDPFF ???驅(qū) 所以 ??? 11 4 PFPFD ?? （無桿腔） 224 dPFD ?? ?? (有桿腔 ) 式中 驅(qū)F ——— 手臂伸縮液壓缸驅(qū)動力 )(N D ——— 液壓缸內(nèi)徑 )(mm d ——— 活塞桿直徑 )(mm ? ——— 液壓缸機械效率，在工程機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。 ? ?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本科畢業(yè)設(shè)計論文 24 的小，故在這里忽略不 計。而手指上裝上了一個壓電傳感器，當手指夾緊后停止一定時間后液壓缸縮回，當手指處于張開或沒有夾到東西的時候，其控制的液壓缸處于靜止狀態(tài)。它使用可編程存儲器存儲用戶設(shè)計的程序指令，這些指令用來實現(xiàn)邏輯運算、順序操作、定時、計數(shù)及算術(shù)運算和通過數(shù)字或模擬輸入 /輸出來控制各種機電一體化，程序可變、抗干擾能力強、可靠性高、功能強、體積小、耗電低，特別是易于、價格便宜等特點，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， 采用了液壓與電動驅(qū) 動系統(tǒng)，相應(yīng)的涉及到電機和液壓缸的選擇計算，總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、主要部件的受力分析和強度校核。生活中鄔寶寅老師就是我的朋友，他的態(tài)度讓我對生活有了新的認識。對設(shè)計方案的優(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，刮二遍膩子；樓梯間內(nèi)墻采用 50河南科技大學本科畢業(yè)設(shè)計論文 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 級鋼， II 級鋼；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