【正文】 用的技術(shù)和產(chǎn)品。在易燃、易爆、多塵埃、強磁、強輻射、振動等惡劣環(huán)境中，氣壓傳動與控制系統(tǒng)比機械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越，而且不會因溫度變化影響傳動及控制性能。2015514 ( KB, 下載次數(shù): 0)下載附件 保存到相冊2015514 20:32 上傳為了使機械手的通用性更強，把機械手的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計成可更換結(jié)構(gòu)，當(dāng)工件是棒料時，使用夾持式手部。過大的伸縮行程和工作半徑，必然帶來偏重力矩增大而剛性降低。移動型應(yīng)用較少，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜龐大，當(dāng)移動型手指夾持直徑變化的零件時不影響其軸心的位置，能適應(yīng)不同直徑的工件。缸體材料選用鋁合金2Al2其σb=120MPa。cm）。m) 尺寸校核(1)測定參與手腕轉(zhuǎn)動的部件的質(zhì)量m1=10Kg，分析部件的質(zhì)量分布情況，質(zhì)量密度等效分布在一個半徑r=50mm的圓盤上，那么轉(zhuǎn)動慣量：J=m1r2/2==(kg具體的安裝形式應(yīng)該根據(jù)本設(shè)計的具體結(jié)構(gòu)和抓取物體重量等因素來確定，同時在結(jié)構(gòu)設(shè)計和布局上應(yīng)該盡量減少運動部件的重量和減少對回轉(zhuǎn)中心的慣量。m)M驅(qū)=M=255設(shè)計尺寸滿足使用要求。π單葉氣缸的壓力P驅(qū)動力矩M的關(guān)系為:2015514 ( KB, 下載次數(shù): 0)下載附件 保存到相冊2015514 20:36 上傳圖22 回轉(zhuǎn)氣缸簡圖M=Pb(R2r2)/2或P=2M/(b (R2r2 ))式中：M—回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動力矩（Ncm）。υ=1/2MgN=Mg/(4sinθ夾持式是最常見的一種，其中常用的有兩指式、多指式和雙手雙指式:按手指夾持工件的部位又可分為內(nèi)卡式(或內(nèi)漲式)和外夾式兩種:按模仿人手手指的動作，手指可分為一支點回轉(zhuǎn)型，二支點回轉(zhuǎn)型和移動型(或稱直進型)，其中以二支點回轉(zhuǎn)型為基本型式。平均回轉(zhuǎn)速度為60o/s。本次設(shè)計的機械手是通用氣動上下料機械手，是一種適合于成批或中、小批生產(chǎn)的、可以改變動作程序的自動搬運或操作設(shè)備，動強度大和操作單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場合。氣動系統(tǒng)也能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)，對產(chǎn)品進行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、模塊化設(shè)計，積極推進產(chǎn)業(yè)化進程。(2)機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。(2)氣壓傳動機械手氣壓傳動機械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手?，F(xiàn)在工業(yè)機械手的驅(qū)動系統(tǒng)大多采用液壓傳動。手指結(jié)構(gòu)取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位(是外廓或是內(nèi)孔)和物件的重量及尺寸。機械手是模仿人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機械手被稱為“工業(yè)機械手”。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的，手指有外夾式和內(nèi)撐式，指數(shù)有雙指式、多指式和雙手雙指式等?？刂葡到y(tǒng)控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。其主要特點是：介質(zhì)源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。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。我國的智能機器人和特種機器人在“863”計劃的支持下，也取得了不少成果。(4)能源可儲存。按機械手手臂的不同運動形式及其組合情況，其座標(biāo)型式可分為直角座標(biāo)式、圓柱座標(biāo)式、球座標(biāo)式和關(guān)節(jié)式。機械手動作時有啟動、停止過程的加、減速度存在，用速度一行程曲線來說明速度特性較為全面，因為平均速度與行程有關(guān)，故用平均速度表示速度的快慢更為符合速度特性。當(dāng)二支點回轉(zhuǎn)型手指的兩個回轉(zhuǎn)支點的距離縮小到無窮小時，就變成了一支點回轉(zhuǎn)型手指。υ)=()=(N)所以：P=b/R N=(N)(3)實際驅(qū)動力:P實際≥pK1K2/η式中：η—齒輪齒條傳動效率，取η=K1—安全系數(shù)，由機械手的工藝及設(shè)計要求確定,~，；K2—工件情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響，若被抓取工件的最大加速度取a=g 時，則: K2=1+a/g所以：P實際=(N)(N)。M偏—參與轉(zhuǎn)動的零部件的重量(包括工件、手部、手腕回轉(zhuǎn)缸的動片)對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩（Ncm）P—回轉(zhuǎn)氣缸的工作壓力（Pa）R—缸體內(nèi)壁半徑（cm）r—輸出軸半徑（cm）b—動片寬度（cm）上述驅(qū)動力矩和壓力的關(guān)系式是對于低壓腔背壓為零的情況下而言的。R2= =1246(N) (2)測定手腕質(zhì)量為50kg,設(shè)計加速度a=10(m/s2)，則慣性力：F1=ma=50x10 =500(N) (3)考慮活塞等的摩擦力，設(shè)定摩擦系數(shù)k=,Fm=k。氣壓驅(qū)動的機械手臂在進行伸縮運動時，為了防止手臂繞軸線轉(zhuǎn)動，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在設(shè)計手臂結(jié)構(gòu)時，應(yīng)該采用導(dǎo)向裝置。尺寸設(shè)計氣缸長度設(shè)計為b=100mm，氣缸內(nèi)徑為D1=110mm，半徑R=55mm，軸徑D2=26mm,半徑r=13mm，氣缸運行角速度ω=90 o/s，加速時間Δt=，壓強P=，則力矩：M=Pb(R2r2)/2=()/2=(NM摩—轉(zhuǎn)動軸與支承孔處產(chǎn)生的摩擦阻力矩（N根據(jù)力平衡原理，單向作用氣缸活塞桿上的輸出推力必須克服彈簧的反作用力和活塞桿工作時的總阻力，其公式為:F1=πD2P/4Ft式中: F1 活塞桿上的推力/N Ft 彈簧反作用力/NP 氣缸工作壓力，彈簧反作用按下式計算:Ft=Gf(l+s) Gf=Gd14/8d13n式中: Gf 彈簧剛度，N/ml 彈簧預(yù)壓縮量/mm s 活塞行程/mmd1 彈簧材料直徑/mm D1 彈簧中徑/mmn 彈簧有效圈數(shù)G 彈簧材料剪切模量，一般取G=查《機械設(shè)計手冊—彈簧》，中徑為30mm，有效圈數(shù)為15的彈簧，可得：Gf=Gd14/8d13n=()4/8x()3x15=(N/m)Ft=Gf(l+s)=6010=（N）有公式:F1=πD2Pβ/4Ft分析得單向作用氣缸的直徑:2015514 ( KB, 下載次數(shù): 0)下載附件 保存到相冊2015514 20:36 上傳查《機械設(shè)計手冊—氣壓傳動》圓整，得D=75mm由d/~,可得活塞桿直徑:d=(~)D=(15~)mm取活塞桿直徑d=18mm校核，按公式4F1/πd2≤[σ]有:2015514 ( KB, 下載次數(shù): 0)下載附件 保存到相冊2015514 20:36 上傳