【正文】 距離。回轉(zhuǎn)角度一般靠機械擋塊來決定，對于本設(shè)計就是考慮兩個葉片之間可以轉(zhuǎn)動的角度，為滿足設(shè)計要求，設(shè)計中動片和靜片之間可以回轉(zhuǎn)1800。（2） 回轉(zhuǎn)缸置于升降之上的結(jié)構(gòu)。 ——當(dāng)量摩擦系數(shù)，其值與導(dǎo)向支撐的截面有關(guān)。對于懸臂式的機械手，其傳動件、導(dǎo)向件和定位件布置合理，使手臂運動盡可能平衡，以減少對升降支撐軸線的偏心力矩，特別要防止發(fā)生機構(gòu)卡死（自鎖現(xiàn)象）。因此，一般來說臂部應(yīng)該具備3個自由度才能滿足基本要求，既手臂伸縮、左右回轉(zhuǎn)、和升降運動。 腕部的設(shè)計計算 腕部設(shè)計考慮的參數(shù) 夾取工件重量60Kg，回轉(zhuǎn)。計算公式： （）（力學(xué)性精確能高） （）結(jié)論：經(jīng)過校核，彈簧適應(yīng)。求夾緊力和驅(qū)動力和 驅(qū)動液壓缸的尺寸。平移型手指的張開閉合靠手指的平行移動,這種手指結(jié)構(gòu)簡單, 適于夾持平板方料, 且工件徑向尺寸的變化不影響其軸心的位置, 其理論夾持誤差零。驅(qū)動機構(gòu)是工業(yè)機械手的重要組成部分, 工業(yè)機械手的性能價格比在很大程度上取決于驅(qū)動方案及其裝置。但是在多傳感器信息融合控制技術(shù)、遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機器人、智能裝配機器人、機器人化機械等的開發(fā)用方面則剛剛起步，與國外先進水平差距較大，需要在原有成績的基礎(chǔ)上，有重點地系統(tǒng)攻關(guān)，才能形成系統(tǒng)配套可供實用的技術(shù)和產(chǎn)品，以期在“十五”后期立于世界先進行列。國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。它的作用是支撐腕部和手部（包括工作或夾具），并帶動他們做空間運動。如上海第二汽車配件廠的燈殼沖壓生產(chǎn)線機械手（生產(chǎn)線中有兩臺多工位機床）和天津二注塑機有加料、合模、成型、分模等自動工作循環(huán)，裝上機械手的自動裝卸工件，可實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)。 機械手是工業(yè)自動控制領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對象。其中固定程序和可變程序約占一半，達222億日元，是1978年的二倍。不少球坐標(biāo)式通用機械手就是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。機械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間。他的特點是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性。運動系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂回轉(zhuǎn)、俯仰，用液壓驅(qū)動；控制系統(tǒng)用磁鼓最存儲裝置。1979年日本機械手的產(chǎn)值達443億日元，產(chǎn)量為14535臺。由于這方面的使用已有成功的經(jīng)驗，國內(nèi)一些機床廠已在這類產(chǎn)品出廠是就附上機械手，或為用戶安裝機械手提供條件。（3）臂部 手臂部件是機械手的重要握持部件。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化:由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機器人整機。其中最為突出的是水下機器人，6000m水下無纜機器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還開發(fā)出直接遙控機器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機器人、爬壁機器人、管道機器人等機種:在機器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)。（4）機身，采用一個直線缸和一個回轉(zhuǎn)缸來實現(xiàn)手臂升降和回轉(zhuǎn)。本設(shè)計機械手采用夾持式手指,夾持式機械手按運動形式可分為回轉(zhuǎn)型和平移型。表31 液壓缸的工作壓力作用在活塞上外力F（N）液壓缸工作壓力Mpa作用在活塞上外力F（N）液壓缸工作壓力Mpa小于5000 50000以上計算：設(shè)a=100mm,b=50mm,?，F(xiàn)在由于本設(shè)計是在恒定載荷情況下，所以只進行靜應(yīng)力強度驗算。 腕部結(jié)構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)的選擇 本設(shè)計要求手腕回轉(zhuǎn)，綜合以上的分析考慮到各種因素，腕部結(jié)構(gòu)選擇具有一個自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動腕部結(jié)構(gòu)，采用液壓驅(qū)動。如果改變手部的姿態(tài)（方位），則用腕部的自由度加以實現(xiàn)。三、手臂動作應(yīng)該靈活為減少手臂運動之間的摩擦阻力，盡可能用滾動摩擦代替滑動摩擦。 a——導(dǎo)向支撐的長度（m）。其缺點是回轉(zhuǎn)運動傳動路線長，花鍵軸的變形對回轉(zhuǎn)精度的影響較大。驅(qū)動機構(gòu)是液壓驅(qū)動，回轉(zhuǎn)缸通過兩個油孔，一個進油孔，一個排油孔，分別通向回轉(zhuǎn)葉片的兩側(cè)來實現(xiàn)葉片回轉(zhuǎn)。 機身升降機構(gòu)的計算 手臂偏重力矩的計算圖 手臂各部件重心位置圖（1） 零件重量、等。由于重量輕、慣性小、反應(yīng)快，液壓裝置易于實現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁的換向。而且PLC的環(huán)境適應(yīng)性也很強，它能在工業(yè)環(huán)境下可靠地工作。它有3個數(shù)據(jù)輸入端口：S_BIT為組成移位寄存器的最低位：N為移位寄存器的長度。參考文獻 劉明保 ，, 李超，2003 陸祥生 ，, ：北京理工大學(xué)出版社,1992 , , ,2001，4 ,1999，4 金茂青，曲忠萍，,2001，2 （機械手）,1999，5 ，2004. 張軍， ,：21 濮良貴，：高等教育出版社, 王國強. 虛擬樣機技術(shù)及其在ADAM S 上的實踐[M ]. 西安: 西北工業(yè)大學(xué)出版社, 2002. 王成，2004，6 ： ClavelR .Delta,a fast robot wth parallel geometry. 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Durstewitz,M 。其中它有TONR和TON，TOF兩類定時器。冷卻器可為風(fēng)冷式，也可為水冷式，根據(jù)散熱需要而定。7 液壓驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(1)在同等的體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更大的動力，因為液壓系統(tǒng)中的壓力可以比電樞磁場中的磁力大出30一40倍。經(jīng)過以上的計算，需要螺釘來連接，內(nèi)徑為150mm，外徑為230mm，輸出軸徑為50mm 回轉(zhuǎn)缸的截面圖（4） 動片和輸出軸間的連接螺釘。花鍵軸與與升降缸的下端蓋用鍵來固定，下短蓋與連接地面的的底座固定。為了設(shè)計出合理的運動機構(gòu)，就要綜合考慮，分析。 () 手臂摩擦力的分析與計算分析：摩擦力的計算 不同的配置和不同的導(dǎo)向截面形狀，其摩擦阻力是不同的，要根據(jù)具體情況進行估算。減少慣量具體有3個途徑：（1） 減少手臂運動件的重量，采用鋁合金材料。它的作用是支撐腕部和手部（包括工件或工具），并帶動它們作空間運動。這種結(jié)構(gòu)外形尺寸較大，一般適用于懸掛式臂部。為了避免這種現(xiàn)象壓縮彈簧的長細比，本設(shè)計彈簧是2端自由，根據(jù)下列選?。? 當(dāng)兩端固定時，,當(dāng)一端固定；一端自由時，；當(dāng)兩端自由轉(zhuǎn)動時。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)。（3）平面平移型。圖中機械手的任務(wù)是將傳送帶A上的物品搬運到傳送帶B。但總的來看，我國的工業(yè)機器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，如:可靠性低于國外產(chǎn)品:機器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距。大多數(shù)用插銷板進行點位控制，也有采用可編程序控制器控制、微型計算機控制，采用凸輪、磁盤磁帶、穿孔卡等記錄程序。有回轉(zhuǎn)運動、上下擺動、左右擺動。國內(nèi)這類生產(chǎn)線很多，如沈陽永泵廠的深井泵軸承體加工自動線（環(huán)類），大連電機廠的4號和5號電動機加工自動線（軸類），上海拖拉機廠的齒坯自動線（盤類）等。第三代機械手（機械人）則能獨立地完成工作過程中的任務(wù)。日本是工業(yè)機械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。工業(yè)機械手是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分，這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學(xué)科——機械手工程。在我國近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果，受到機械工業(yè)的重視。雖然這兩種機械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外工業(yè)機械手發(fā)展的基礎(chǔ)。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。可在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)很大程度上不是連續(xù)的。上海柴油機廠、北京內(nèi)燃機廠、洛陽拖拉機廠等已有較成熟的經(jīng)驗。手臂的各種運動通常用驅(qū)動機構(gòu)（如液壓缸或者氣缸）和各種傳動機構(gòu)來實現(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、動載荷，而且自身運動較為多，受力復(fù)雜。(5)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機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器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。因此，在機械手的執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)是本次設(shè)計的主要任務(wù)，然后通過ADAMS軟件對機械手的手部進行簡單的運動仿真。 機械手的技術(shù)參數(shù)列表一、用途：搬運:用于車間搬運二、設(shè)計技術(shù)參數(shù):抓重:60Kg (夾持式手部)自由度數(shù):5個自由度座標(biāo)型式:圓柱座標(biāo)最大工作半徑:1600mm手臂最大中心高:1248mm手臂運動參數(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:手腕運動參數(shù)回轉(zhuǎn)范圍: 3 機械手手部的設(shè)計計算 手部設(shè)計基本要求（1） 應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動力。夾緊裝置選擇常開式夾緊裝置，它在彈簧的作用下機械手手抓閉和，在壓力油作用下，彈簧被壓縮，從而機械手手指張開。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，一定進行機械手的夾持誤差。（2）結(jié)構(gòu)考慮，合理布局 腕部作為機械手的執(zhí)行機構(gòu)，又承擔(dān)連接和支撐作用，除保證力和運動的要求外，要有足夠的強度、剛度外，還應(yīng)綜合考慮，合理布局，解決好腕部與臂部和手部的連接。（3） 啟動過程所轉(zhuǎn)過的角度=，等速轉(zhuǎn)動角速度。（2） 提高支撐剛度和合理選擇支撐點的距離。（3） 雙活塞桿液壓崗結(jié)構(gòu)。對于桿長L大于直徑d的15倍以上，按拉、壓強度計算： ()設(shè)計中活塞桿取材料為碳剛，故，活塞直徑d=20mm,L=1360mm,現(xiàn)在進行校核。手臂的回轉(zhuǎn)運動是通過齒條齒輪機構(gòu)來實現(xiàn)：齒條的往復(fù)運動帶動與手臂連接的齒輪作往復(fù)回轉(zhuǎn)，從而使手臂左右擺動。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)動慣量。起動或制動的時間差t=。 (5)液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護。（3）通用性強 各個PLC的生產(chǎn)廠家都有其各種系列化產(chǎn)品、各種模塊供用戶選擇。下面的程序在STEP7中編譯完全通過，無任何錯誤。在本設(shè)計中，我完成了總體方案的設(shè)計，傳動系統(tǒng)的設(shè)計，機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計及主要零部件的設(shè)計與計算，并進行了必要的校核計算。在進行應(yīng)用設(shè)計時，一般不再需要用戶制作其它任何附加裝量，從而使設(shè)計工作簡化。液壓件能自行潤滑，使用壽命較長。對于本設(shè)計，采用一支點，雙固定，另一支點游動的支撐結(jié)構(gòu)。密封處的摩擦阻力矩可以粗略估算下=，由于回油背差