【正文】 廠的 Y38 滾齒機械手，青海第二機床廠的滾銑花鍵機床機械手等。因此在要求較大回轉(zhuǎn)角的情況下，采用齒條傳動或鏈輪以及輪系結(jié)構(gòu)。 2 機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。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、模塊化設計，積極推進產(chǎn)業(yè)化進程 .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。（ 2） 腕部，采用一個回轉(zhuǎn)液壓缸實現(xiàn)手部回轉(zhuǎn)（ 3）臂部，采用直線缸來實現(xiàn)手臂平動 。吸附式常用于抓取 工件表面平整、面積較大的板狀物體 ,不適合用于本方案。 G――被抓取工件所受重力（ N）。 對于循環(huán)次數(shù)多、在變應力下工作的彈簧，還應該進一步對彈簧的疲勞強度和靜應力強度進行驗算（如果變載荷的作用次數(shù)，或者載荷變化幅度不大時，可只進行靜應力強度驗算）。 4 機 液結(jié)合的腕部結(jié)構(gòu)。 臂部運動的目的：把手部送到空間運動范圍內(nèi)任意一點。 驅(qū)動系統(tǒng)中設有緩沖裝置。 得 得 式中 參與運動的零部件所受的總重力（含工件）（ N）； L――手臂與運動的零部件的總重量的重心到導向支撐的前端的距離（ m） ,參考上一節(jié)的計算 。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點是能承受較大偏重力矩。具體結(jié)構(gòu)見下圖。 于是得 式中――每個螺釘預緊力； D――動片的外徑； f――被連接件配合面間的摩擦系數(shù)，剛對銅取 f 螺釘?shù)膹姸葪l件為 或 帶入有關(guān)數(shù)據(jù)，得 螺釘材料選擇 Q235，則（） 螺釘?shù)闹睆? 螺釘?shù)闹睆竭x擇 d M14 的開槽盤頭螺釘。液壓馬達的體積和重量只有同等功率電動機的 12％左右?？紤]到本機械手動作頻繁，回油流量大， 其中產(chǎn)生的熱量較多，故采用全部要通過冷卻器冷卻。100ms的有 T37~T63,T101~T255。另外導師們的課題組活躍的學術(shù)風氣、學術(shù)觀點與為人上的坦誠也深深的感染了我，使我獲得了太多的啟發(fā)，在此特表深深謝意！ 在課題研究的整個過程中， xxx 老師一直給予了悉心的指導與幫助。通過本次畢業(yè)設計，把相關(guān)課程（機械原理、機械設計、液壓與氣壓傳動，控制工程等）中所獲得的理論知識運用到實際工程設計中來，使得這些知識得到鞏固和發(fā)展，并使理論知識和生產(chǎn)密切地結(jié)合起來。 PLC 的結(jié)構(gòu)緊湊，它與被控制對象的硬件連接方式簡單、接線少，便于維護。通過手動控制或壓力繼電器控制兩位兩通閥動作使液壓泵卸荷。 本設計采用兩個角接觸球軸承，面對面或者背對背的組合結(jié)構(gòu)。 危險截面 所以， 所以 螺釘材料選擇 Q235，則（） 螺釘?shù)闹睆? 螺釘?shù)闹睆竭x擇 d M20 的開槽盤頭螺釘?；钊麠U采用空心，內(nèi)裝一花鍵套與花鍵軸配合，活塞升降由花鍵軸導向。 機身的整體設計 按照設計要求，機械手要實現(xiàn)手臂 1800 的回轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)手臂 的回轉(zhuǎn)運動機構(gòu)一般設計在機身處。液壓缸活塞的驅(qū)動力的計算。在速度和回轉(zhuǎn)角速度一定的情況下，減小自身重量是減小慣性的最有效，最直接的 辦法，因此，機械手臂部要盡可能的輕。 5 臂部的設計及有關(guān)計算 手臂部件是機械手的主要握持部件。在要求回轉(zhuǎn)角大于的情況下，可采用齒條活塞驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)。 圖 圓柱螺旋彈簧的幾何參數(shù) 1 .選擇硅錳彈簧鋼，查取許用切應力 2 .選擇 旋繞比 C 8，則 （ ） 3 .根據(jù)安裝空間選擇彈簧中徑 D 42mm，估算彈簧絲直徑 4 .試算彈簧絲直徑 （ ） 5 . 根據(jù)變形情況確定彈簧圈的有效圈數(shù)： （ ） 選擇標準為，彈簧的總?cè)?shù)圈 6 .最后確定， 7 .對于壓縮彈簧穩(wěn)定性的驗算 對于壓縮彈簧如果長度較大時，則受力后容易失去穩(wěn)定性，這在工作中是不允許的。 必須對大小、方向和作用點進行分析計算。 （ 2） 移動型 移動型即兩手指相對支座作往復運動。圖 是機械手搬運物品示意圖。其中有 130 多臺套噴漆機器人在二十余家企業(yè)的近 30 條自動噴漆生產(chǎn)線 站 上獲得規(guī)模應用，弧焊機器人己應用在汽車制造廠的焊裝線上。 控制系統(tǒng)分類 在機械手的控制上，有點動控制和連續(xù)控制兩種方式。手腕有獨立的自由度。 建造旋轉(zhuǎn)零件（轉(zhuǎn)軸、盤類、環(huán)類）自動線 一般都采用機械手在機床之間傳遞零件。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使機械手具有感覺機能。 瑞士 RETAB 公司生產(chǎn)一種涂漆機械手，采用示教方法編制程序。 工業(yè)機械手的簡史 現(xiàn)代工業(yè)機械手起源于 20世紀 50年代初，是基于示教再現(xiàn)和主從控制方式、能適應產(chǎn)品種類變更，具有多自由度動作功能的柔性自動化產(chǎn)品。機械手是模仿著人手的部分動作，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。文章主要敘述了機械手的設計計算過程 。s hand. Keywords: manipulator。 機械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強。 1 毫米。預計到 1990 年將有 55 萬機器人在工作。目前在我國機械手常用于完 成的工作有：注塑工業(yè)中從模具中快速抓取制品并將制品傳誦到下一個生產(chǎn)工序；機械手加工行業(yè)中用于取料、送料；澆鑄行業(yè)中用于提取高溫熔液等等。手部多為兩指（也有多指）；根據(jù)需要分為外抓式和內(nèi)抓式兩種；也可以用負壓式或真空式的空氣吸盤（主要用于吸冷的，光滑表面的零件或薄板零件）和電磁吸盤。 驅(qū)動機構(gòu) 驅(qū)動機構(gòu)是工業(yè)機械手的重要組成部分。 7 機器人化機械開始興起。 3 球坐標 極坐標 型機械手 。 （ 3） 要 求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、效率高，在保證本身剛度、強度的前提下，盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，以利于減輕手臂的負載。 由 0 得 0 得 由 0 得 h F （ ） 式中 a――手指的回轉(zhuǎn)支點到對稱中心的距離（ mm） . ――工件被夾緊時手指的滑槽方向與兩回轉(zhuǎn)支點的夾角。 一般夾持誤差不超過 1mm,分析如下： 工件的平均半徑： 手指長 ,取 V 型夾角 偏轉(zhuǎn)角按最佳偏轉(zhuǎn)角確定： 計算 當 S 時帶入有： 夾持誤差滿足設計要求。 它具有結(jié)構(gòu)緊湊、靈活等優(yōu)點而被廣腕部回轉(zhuǎn)，總力矩 M，需要克服以下幾種阻力：克服啟動慣性所用。連接螺釘一般為偶數(shù)，對稱安裝，并用兩個定位銷定位。 提高配合精度。 手臂直線運動的驅(qū)動力計算 先進行粗略的估算，或類比 同類結(jié)構(gòu)，根據(jù)運動參數(shù)初步確定有關(guān)機構(gòu)的主要尺寸，再進行校核計算，修正設計。一般實現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)和升降運動，這些運動的傳動機構(gòu)都安在機身上，或者直接構(gòu)成機身的軀干與底座相連。如上圖所示，回轉(zhuǎn)機構(gòu)置于升降缸之上的機身結(jié)構(gòu)。 經(jīng)過以上的計算 回轉(zhuǎn)缸尺寸的初步確定 設計回轉(zhuǎn)缸的靜片和動片寬 b 60mm，選擇液壓缸的工作壓強為 8Mpa。對于本設計，采用一支點，雙固定，另一支點游動的支撐結(jié)構(gòu)。液壓件能自行潤滑，使用壽命較長。在進行應用設計時，一般不再需要用戶制作其它任何附加裝量，從而使設計工作簡化。在本設計中，我完成了總體方案的設計，傳動系統(tǒng)的設計，機械結(jié)構(gòu)的設計及主要零部件的設計與計算，并進行了必要的校核計算。也對這四年來給予了我各方面極大支持及鼓勵機械學院老師表示感謝。移位寄存器的特點如下： N 要小于 64，具體由程序指定當 N 0 時，為正向移位，即從最低位向最高位移位；當 N 0 時，為反向移位，即從最高位向最低位移位。 PLC 的向可靠性已受到用戶的普遍認可。液壓裝置的換向頻率，在實現(xiàn)往復回轉(zhuǎn)運動時可達每分鐘 500 次，實現(xiàn)往復直線運動時可達每分鐘 1000 次。 1920mm 所以，回轉(zhuǎn)半徑 3 計算偏重力矩 升降不自鎖條件分析計算 手臂在的作用下有向下的趨勢，而里柱導套有防止這種趨勢。 圖 回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的機身結(jié)構(gòu)示意圖 機身回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設計計算 （ 1） 回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動力矩的計算 手臂回轉(zhuǎn)缸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力矩，應該與手臂運動時所產(chǎn)生的慣性力矩及各密封裝置處的摩擦阻力矩相平衡。這種結(jié)構(gòu)采用單缸活塞桿，內(nèi)部導向，結(jié)構(gòu)緊湊。 對于圓柱面： ――摩擦系數(shù)，對于靜摩擦且無潤滑時： 鋼對青銅：取 鋼對鑄鐵：取 計算： 導向桿的材料選擇鋼，導向支撐選擇鑄鐵 ， L ,導向支撐 a 設計為 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入進行計算 手臂慣性力的計算 本設計要求手臂平動是 V ,在計算慣性力的時候 ,設置啟動時間，啟動速度 V V , 密封裝置的摩 擦阻力 不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂設計中，采用 O 型密封，當液壓缸工作壓力小于 10Mpa。為此，必須計算使之滿足 不自鎖的條件。手臂的各種運動通常用驅(qū)動機構(gòu)和各種傳動機構(gòu)來實現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作中即直接承受腕部、手部、和工件的靜、動載荷，而且自身運動較多。 腕部的驅(qū)動力矩計算 腕部的驅(qū)動力矩需要的力矩。 4 腕部的設計計算 腕部設計的基本要求 （ 1） 力求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕 腕部處于手臂的最前端，它連同手部的靜、動載荷均由臂部承擔。 設 根據(jù)公式，將已知條件帶入： （ 2）根 據(jù)驅(qū)動力公式得： 1378N （ 3）取 （ 4）確定液壓缸的直徑 D 選取活塞桿直徑 d ,選擇液壓缸壓力油工作壓力 P , 根據(jù)表 （ JB82666），選取液壓缸內(nèi)徑為： D 63mm 則活塞桿內(nèi)徑為 : d ，選取 d 32mm 手抓夾持范圍計算 為了保證手抓張開角為，活塞桿運動長度為 34mm。若采用典型的平移型手指 , 驅(qū)動力需加在手指移動方向上 ,這樣會使結(jié)構(gòu)變得復雜且體積龐大。根據(jù)動力源的不同 , 工業(yè)機械手的驅(qū)動機構(gòu)大致可分為液壓、氣動、電動和機械驅(qū)動等四類。 機械手的總體設計方案 本課題是輕型平動搬運機械手的設計及運動仿真。 3 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于 PC 機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡化 。 臂部運動的目的：把手部送到空間運動范圍內(nèi)任意一點。目前機械手在沖床上應用有兩個方面：一是 160t 以上的沖床用機械手的較多。機械手可以完成許多工作，如搬物、裝配、切割 、噴染等等，應用非常廣泛。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。不少球坐標式通用機械手就是在這個基礎上發(fā)展起來的。機械手作業(yè)的準確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟領域有著廣泛的發(fā)展空間。 文章中介紹了搬 運機械手的設計理論與方法。機械手總體結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)手臂的水平伸縮、垂直升降、旋轉(zhuǎn)和抓取等功能，這些動作都是可編程控制器控制，用液壓缸驅(qū)動機械手來完成的。他的特點是可以通過編程來完成各種預期的作業(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。 工業(yè)機械手在生產(chǎn)中的應用 ? 機械手是工業(yè)自動控制領域中經(jīng)常遇到的一種控制對象。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)。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。國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。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。 驅(qū)動機構(gòu)的選擇 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。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。機械手達到最高響應