【正文】 在實際的生產(chǎn)流水線中，機械手并不是只完成一次動作就可以了，它需要連續(xù)不斷的動作，把物料從一處拿到另一處，本設(shè)計的機械手需要實現(xiàn)堆垛功能，就要求每一次手臂旋轉(zhuǎn)的角度是不一樣的，編寫軟件程序時需要設(shè)定好指定的角度，同時要在機械手的各個關(guān)節(jié)上加限位開關(guān)，這樣，就可以實現(xiàn)機械手不斷地動作，直到要求其停止為止。（3）步進(jìn)電機驅(qū)動器的選擇 步進(jìn)電機需要用到伺服驅(qū)動器，驅(qū)動器要求平穩(wěn)性能好，可以驅(qū)動步進(jìn)電動機，初選YKA2404MA型號的步進(jìn)電機驅(qū)動器，該驅(qū)動器體積小巧、低噪音、平穩(wěn)性極好、 性能高、價格低、運轉(zhuǎn)平滑、分辨率高，采用獨特的控制電路，有效的降低了噪音，增加了轉(zhuǎn)動平穩(wěn)性，雙極恒流斬波方式，使得相同的電機可以輸出更大的速度和功率。這類控制器設(shè)備體積小巧，維護(hù)方便，編程簡單，具有很高的工作可靠性和抗干擾能力，使用方便，但是它的控制點數(shù)比較小，多用于單機控制。L型，齒數(shù)為38計算實際中心距 = （）（4）軸的設(shè)計與校核 類似于大臂軸的設(shè)計與校核，根據(jù)最小軸徑關(guān)系取最小軸徑為48mm，軸的長度為432mm，選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。通過分析發(fā)現(xiàn)，采用步進(jìn)電機驅(qū)動，滾珠絲杠的傳動來實現(xiàn)腕部和手部的升降運動，可以滿足設(shè)計要求。 設(shè)計計算（1）步進(jìn)電動機的選擇大臂旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電動機的設(shè)計計算類比于腕部步進(jìn)電動機的設(shè)計計算方法。 —工件情況系數(shù)。它有多個手指，可以模仿人手完成各種復(fù)雜的動作。（3）大臂。（3）電動驅(qū)動系統(tǒng)。（4）關(guān)節(jié)坐標(biāo)型機械手。袋裝物料的尺寸為，重量小于5Kg，因此設(shè)計手部時就需要考慮手部的大小和驅(qū)動力的大小。1990年，我國又成功研制出了深潛6000米的水下機器人，同年我國自主開發(fā)的機器人關(guān)鍵技術(shù)—AGV 技術(shù)出口韓國[3]。我國絕大多數(shù)農(nóng)民工就業(yè)于勞動密集型行業(yè)，勞動密集型行業(yè)中絕大多數(shù)工作是簡單的、重復(fù)性作業(yè)，這些工作沒有多少技術(shù)，農(nóng)民工很容易學(xué)會，但這些工作對從業(yè)者的體力反應(yīng)靈敏度或操作精確度有比較高的要求，因此，青年農(nóng)民工從事這些工作時勞動生產(chǎn)率比較高，但是非技術(shù)農(nóng)民工進(jìn)入中年后，體力、反應(yīng)靈敏度和操作精確度下降，勞動生產(chǎn)率逐年降低。機械手可代替人從事危險、有毒、有害、高溫、高壓、重載、噪音、粉塵和低溫等惡劣環(huán)境中的工作；代替人完成單調(diào)重復(fù)和繁重的勞動，不僅減少了人力資源的浪費，減輕了勞動強度，而且大大改善了工人的勞動條件，提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)自動化水平。再后來出現(xiàn)了智能型機械手，這類機械手可以對外部環(huán)境信息進(jìn)行感知、提取、處理并做出適當(dāng)?shù)臎Q策，可以自主的完成某一項任務(wù)，至今仍處于研究和發(fā)展階段。其工作過程如下：通電后，機械手先行復(fù)位，然后機械手臂下降至物品處，手部抓住物品，機械手臂上升將物品拿起，然后機身旋轉(zhuǎn)至一定角度，機械手臂旋轉(zhuǎn)到指定位置，手臂下降，手腕旋轉(zhuǎn)至物料正確位置，然后手部張開將物品放下，機械手臂上升，復(fù)位。二者必須協(xié)調(diào)工作將物料放到指定位置。 驅(qū)動機構(gòu)的選擇要使機械手完成相應(yīng)的動作，必須有驅(qū)動機構(gòu)，在驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下，機械手才會具有動力，從而完成一系列的動作。步進(jìn)電機不需要反饋控制，容易用計算機控制，電路簡單，維護(hù)比較方便，停止時能保持轉(zhuǎn)矩，精確度高，但是它的工作效率比較低，容易引起失步?；饕鸸潭ㄗ饔?，將基座固定到工作臺上，使機械手更加穩(wěn)定。（3）結(jié)構(gòu)簡單，但是要求吸引邊緣和工件表面不能有碎屑堆積，否則就吸不起來。 設(shè)計計算（1）步進(jìn)電動機的選擇 1)物體的轉(zhuǎn)動慣量 （） 2) 聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量 查表可得聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量為 3）折算到電機軸上的總慣量 （） 4)快速空載起動力矩 (） 加速力矩： （） 式中：—加速時間，??； —折算到電機軸上的總慣量，約為 代入數(shù)據(jù)得： 折算到電機軸上的摩擦力矩： （） 式中：，： —長度，； —總效率，取=； —齒輪降速比，無齒輪降速，=1。 代入數(shù)據(jù)得： （） 根據(jù)條件，選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表查得=60。代入數(shù)據(jù)得： 5）穩(wěn)定性校核： 滾珠絲杠兩端圓錐滾子軸承，既可以承受軸向力，又可以承受徑向力，不會產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象，不需要做穩(wěn)定性校核。機械手的控制系統(tǒng)要求控制速度快，控制精度高，運動軌跡控制準(zhǔn)確，能提供多軸協(xié)調(diào)運動控制與復(fù)雜的運動軌跡規(guī)劃、實時的插補運算?？梢蕴峁┒噍S協(xié)調(diào)運動控制與復(fù)雜的運動軌跡規(guī)劃，可以實現(xiàn)實時的插補運算?？刂栖浖梢杂萌魏握Z言來編制。該機械手的設(shè)計基本滿足了所需要求，維護(hù)方便，操作簡單，可以實現(xiàn)自動化。機械手關(guān)節(jié)運動控制分為兩步進(jìn)行，第一步是關(guān)節(jié)運動伺服指令的生成，這一步可以離線完成，就是將機械手在空間的位置和運動轉(zhuǎn)化為由關(guān)節(jié)變量表示的時間序列隨時間變化的函數(shù)。其具有多軸直線插補，圓弧插補，螺旋線插補等功能。：控制裝置 傳感裝置 存儲器 數(shù)字和模擬量輸入輸出 小臂升降驅(qū)動器 腕部回轉(zhuǎn)驅(qū)動器 大臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動器 小臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動器 機械手控制系統(tǒng)基本組成 各組成部分的設(shè)計 選型理由（1）控制裝置的選擇控制系統(tǒng)的控制方式為開環(huán)控制，控制裝置要求控制精度高，可以實現(xiàn)插補運算，運動軌跡控制準(zhǔn)確。（3）同步齒形帶的選擇1)確定同步齒形帶的功率 （） 式中：—考慮載荷性質(zhì)和運轉(zhuǎn)時間的工況修正系數(shù)，在此取=； —考慮增速的修正系數(shù)，在此取=0； —考慮張緊帶輪的修正系數(shù)，在此取=0。所以，滿足要求。步進(jìn)電動機通過平鍵與軸連接。這時候的壓力近似為噴嘴處壓力的一半。（3）專用操作器及轉(zhuǎn)換器。通過比較分析，步進(jìn)電動機容易用計算機控制，并且性價比較高，可以滿足所需性能，因此選用步進(jìn)電動機。通過壓力控制，可以實現(xiàn)無級控制。（2）圓柱坐標(biāo)型機械手。）關(guān)節(jié)1177。1997年，日本本田公司研制出了世界上第一臺類人型步行機器人樣機，2002年，該公司又研制出Asimo機器人。(3)在特殊作業(yè)場合進(jìn)行極限作業(yè)在一些極地探索、火山探險、空間探索、深海探密等領(lǐng)域經(jīng)常要用到機器人去探索，目前研制出了螃蟹機器人，用于水下勘測任務(wù)操作，它的身體結(jié)構(gòu)接近于螃蟹，能夠完成指定的指令，也可以用于海洋搜尋及石油天然氣的勘測。目前我國已經(jīng)建成的自動生產(chǎn)線有很多，如沈陽水泵廠的環(huán)類深井泵軸承體加工自動線、上海動力機廠的箱體類氣缸蓋加工自動線、大連電機廠的軸類4號和5號電動機軸加工自動線、上海拖拉機齒輪廠的盤類齒坯加工自動線等等[1]。1967年，日本東京機械貿(mào)易公司從美國AMF公司引進(jìn)了Versatran機器人，后來日本川崎重工業(yè)公司從美國引進(jìn)了Unimation機器人，1980年被日本人稱為“日本的機器人元年”，在這一年，日本的機器人技術(shù)得到了極大的成功和普及。最大展開半徑（mm）1000高度（mm）973本體重量（Kg）45供電電源單相220V、50H