【正文】 統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機(jī)器人的人機(jī)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(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。 工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì) 1 工業(yè)機(jī)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(jī)價(jià)格不斷下降，平均單機(jī)價(jià)格從 91 年的 萬美元降至 97 年的 萬美元。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性以及抓重大小和定位精度直接影響機(jī)械手的工作性能。 目前，應(yīng)用最為廣泛的手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)液壓（氣）缸，它的結(jié)構(gòu)緊湊，靈巧但回轉(zhuǎn)角度?。ㄒ话阈∮? 2700） ,并且要求嚴(yán)格 密封，否則就難保證穩(wěn)定的輸出扭距。 機(jī)械手的組成 工業(yè)機(jī)械手由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)三部分組成。 在實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化方面 各類半自動(dòng)車床，有自動(dòng)加緊、進(jìn)刀、切削、退刀和松開的功能，單仍需人工上下料；裝上機(jī)械手，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)，一人看管多臺(tái)機(jī)床。據(jù)資料介紹，美國生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有 75%是小批量生產(chǎn)；金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三在 50 件以下，零件真正在機(jī)床上加工的時(shí)間僅占零件生產(chǎn)時(shí)間的 5%。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系。在數(shù)量上已占世界首位，約占 70%，并以每年 50%～ 60%的速度增長。自 1969 年從美國引進(jìn)二種典型機(jī)械手后，大力研究機(jī)械手的研究。雖然這兩種機(jī)械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外工業(yè)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)。他的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的。在我國近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果，受到機(jī)械工業(yè)的重視。機(jī)械手涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電器液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。s design theory and method. The prehensive exhaustive discussion has transported manipulator39。機(jī)械手采用液壓傳動(dòng)，使傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠；選用可編程控制器對(duì)機(jī)械手的動(dòng)作進(jìn)行控制，使控制程序簡(jiǎn)單，系統(tǒng)維護(hù)方便。同時(shí)，本文給出了這臺(tái)機(jī)械手的主要性能規(guī)格參量。 關(guān)鍵詞：機(jī)械手；液壓傳動(dòng)；液壓缸； PLC 仿真； Abstract The applying of the manipulators are more and more important in the industry, with the development of industrial automation. The paper mainly narrated the design and calculation of light and transfer manipulator. The first ， The paper introduces the function,posing and classification of the manipulator,tells out the freedegree and the form of the same time,the paper gives out the primary specification parameter of this manipulator. Manipulator use hydraulic drive so the transmission system can be simple and reliable. The manipulator and hydraulic cylinder are detailed introduction in this paper. The movements of mechanical hands are controlled by programmable controller which procedures are simple and the system maintenance can be convenient. And the universal ability of manipulator is based on the interchangeability of the hand’s structure. Manipulator can grasp cylindrical parts and inner parts through the replacement of hand so system is multifunctional. Manipulator overall structure achieves some functions of the level expands and contracts, the vertical fluctuation and captures the semifinished materials. All those movements are controlled by programmable controller and realized by hydraulic cylinders. This article system elaboration industry manipulator39。 工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，并已 成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學(xué)科――機(jī)械手工程。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用的更為廣泛。 1958 年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)，臂可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮、采用液壓驅(qū)動(dòng)，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。 日本是工業(yè)機(jī)械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。截止 1979 年，機(jī)械手累計(jì)產(chǎn)量達(dá) 56900 臺(tái)。 第三 代機(jī)械手（機(jī)械人）則能獨(dú)立地完成工作過程中的任務(wù)?？稍跈C(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)很大程度上不是連續(xù)的。 加工箱體類零件的組合機(jī)床自動(dòng)線，一般采用隨行夾具傳送工件，也有 采用機(jī)械手的，如上海動(dòng)力機(jī)廠的氣蓋加工自動(dòng)線轉(zhuǎn)位機(jī)械手。上海柴油機(jī)廠、北京內(nèi)燃機(jī)廠、洛陽拖拉機(jī)廠等已有較成熟的經(jīng)驗(yàn)。一般腕部設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)再增加一個(gè)上下擺動(dòng)即可滿足工作要求，有些動(dòng)作較為簡(jiǎn)單的專用機(jī)械手，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，可以不設(shè)腕部，而直接用臂部運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)手部搬運(yùn)工件。 手臂的各種運(yùn)動(dòng)通常用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（如液壓缸或者氣缸）和各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作 中既受腕部、手部和工件的靜、動(dòng)載荷，而且自身運(yùn)動(dòng)較為多，受力復(fù)雜。主要控制的是坐標(biāo)位置，并注意其加速度特性。 5 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)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(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的 感覺來操縱機(jī)器人。在應(yīng)用規(guī)模上，我國己安裝的國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人約 200 臺(tái)，約占全球已 安裝臺(tái)數(shù)的萬分之四。因此，在機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)，然后通過 ADAMS 軟件對(duì)機(jī)械手的手部進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)仿真。 圖 機(jī)械手基本形式示意 機(jī)械手的主要部件及運(yùn)動(dòng) 在圓柱坐在圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手的基本方案選定后，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，為了滿足設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)關(guān)于機(jī)械手具有 5 個(gè)自由度既：手抓張合；手部回轉(zhuǎn)；手臂伸縮；手臂回轉(zhuǎn)；手臂升降 5 個(gè)主要運(yùn)動(dòng)。 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表 一、用途：搬運(yùn) :用于車間搬運(yùn) 二、設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) : 抓重 :60Kg 夾持式手部 自由度數(shù) :5 個(gè)自由度 座標(biāo)型式 :圓柱座標(biāo) 最大工作半徑 :1600mm 手臂最大中心高 :1248mm 手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù) 伸縮行程： 1200mm 伸縮速度： 83mm/s 升降行程： 300mm 升降速度： 67mm/s 回轉(zhuǎn)范圍 : 手腕運(yùn)動(dòng)參數(shù) 回轉(zhuǎn)范圍 : 3 機(jī)械手手部的設(shè)計(jì)計(jì)算 手部設(shè)計(jì)基本要求 （ 1） 應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動(dòng)力。 機(jī)械手手抓的設(shè)計(jì)計(jì)算 抓的類型及夾緊裝置 本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)平動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)，考慮到所要達(dá)到的原始參數(shù)：手抓張合角 ，夾取重量為 60Kg。夾緊裝置選擇常開式夾緊裝置，它在彈簧的作用下機(jī)械手手抓閉和 ，在壓力油作用下，彈簧被壓縮，從而機(jī)械手手指張開。 手指對(duì)工件的夾緊力可按公式計(jì)算： （ ） 式中 ――安全系數(shù)，； ――工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響。特別是在多品種的中、 小批量生 產(chǎn)中，為了適應(yīng)工件尺寸在一定范圍內(nèi)變化，一定進(jìn)行機(jī)械手的夾持誤差。 結(jié)論本設(shè)計(jì)彈簧，因此彈簧穩(wěn)定性合適。 （ 2）結(jié)構(gòu)考慮，合理布局 腕部作為機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又承擔(dān)連接和支撐作用，除保證力和運(yùn)動(dòng)的要求外，要有足夠的強(qiáng)度、剛度外，還應(yīng)綜合考慮，合理布局，解決好腕部與臂部和手部的連接。 3 具有兩個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)。 啟動(dòng)過程所轉(zhuǎn)過的角度 ，等速轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。手臂運(yùn)動(dòng)應(yīng)該包括 3 個(gè)運(yùn)動(dòng)：伸縮、回轉(zhuǎn)和升降。 提高支撐剛度和合理選擇支撐點(diǎn)的距離。 減少臂部運(yùn)動(dòng)件的輪廓尺寸。 雙活塞桿液壓崗結(jié)構(gòu)。上圖是機(jī)械手的手臂示意圖，本設(shè)計(jì)是雙導(dǎo)向桿 ，導(dǎo)向桿對(duì)稱配置在伸縮崗兩側(cè)。對(duì)于桿長 L大于直徑 d 的 15 倍以上，按拉、壓強(qiáng)度計(jì)算： 設(shè)計(jì)中活塞桿取材料為碳剛，故，活塞直徑 d 20mm,L 1360mm,現(xiàn)在進(jìn)行校核。 機(jī)身承載著手臂，做回轉(zhuǎn)，升降運(yùn)動(dòng)，是機(jī)械手的重要組成部分。手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過齒條齒輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)：齒條的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與手臂連接的齒輪作往復(fù)回轉(zhuǎn)，從而 使手臂左右擺動(dòng)。這樣就固定了花鍵軸，也就通過花鍵軸固定了活塞桿。 若手臂回轉(zhuǎn)零件的重心與回轉(zhuǎn)軸的距離為，則 式中 ――回轉(zhuǎn)零件的重心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。連接螺釘一般為偶數(shù)，對(duì)稱安裝，并用兩個(gè)定位銷定位。起動(dòng)或制動(dòng)的時(shí)間差 t 。 液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液壓驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn) 1 在同等的體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更大的動(dòng)力，因?yàn)橐簤合到y(tǒng)中的壓力可以比電樞磁場(chǎng)中的磁力大出 30 一 40 倍。當(dāng)液壓控制和電氣控制或氣動(dòng)控制結(jié)合在一起使用時(shí)，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的順序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。冷卻器可為風(fēng)冷式，也可為水冷式，根據(jù)散熱需要而定。當(dāng)生產(chǎn)流程需要改變時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)改變程序，使用方便、靈活。其中它有 TONR 和 TON， TOF 兩類定時(shí)器。它支持中文環(huán)境，具體設(shè)置方法如下：在 TOOLS中選擇 OPTIONS選項(xiàng)卡，選 GENERAL，在 LANGUAGE 選項(xiàng)中選擇 CHINERE 確認(rèn)后退出再進(jìn)即可。 謝 辭 在本論文的工作中，自始自終得到了 xx 電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 xxx 老師的精心指導(dǎo)和親切關(guān)懷。Kiefner,B ,Virtual collaboration environment for aircraft design,Information Visualisation,2021. International Conference on， 1012 July 2021,Page s :502 507 附 錄 主要符號(hào)表 手指夾緊力 N D 彈簧中徑 彈簧內(nèi)徑 彈簧外徑 C 彈簧旋繞比 n 彈簧有效圈數(shù) M 轉(zhuǎn)動(dòng)缸的回轉(zhuǎn)力矩 偏重力臂 mm 偏重力矩 t 螺釘間距 mm 螺釘承受的拉力 N 工作載荷 N 預(yù)緊力 N 轉(zhuǎn)動(dòng)缸起動(dòng)角 度 轉(zhuǎn)動(dòng)缸轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 xx 電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 xx 電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 xx 電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 xx 電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 xx 電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 1 頁 共 59 頁 啟動(dòng) 下限位 回原位 , 置位， 置位，燈 HL 亮