【正文】 0 . 8 8 0 . 0 1 6 4 2 2 . 2 9 71 2 0 1 . 6 7? ? ? ? ? ? ??? 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) nm 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，去 nm =，已可滿足彎曲強(qiáng)度?；Q性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [8] 趙程、楊建民主編。 工業(yè)機(jī)器人常用手部典型結(jié)構(gòu)分析 [J]. 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用 ,2021(2). [19] 氣動(dòng)機(jī)械手的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前 景 . [20] 王雄耀 。液壓與氣壓傳動(dòng)，武漢：華中科技大學(xué)出版社 [4] 李愛華等 主編。機(jī)身重量不大， 選取輸入功率為 ，轉(zhuǎn)速為 12r/min。對(duì)于桿長(zhǎng) L 大于直徑 d的 15倍以上，按拉、壓強(qiáng)度計(jì)算： ? ?24Fd????? （ ） 設(shè)計(jì)中活塞桿取材料為 45 剛，故 ??? 100 120Mpa? ，活塞直徑 d=20mm,現(xiàn)在進(jìn)行校核。 做水平伸縮直線運(yùn)動(dòng)的氣壓缸的驅(qū)動(dòng)力根據(jù) 氣壓缸運(yùn)動(dòng)時(shí)所克服的摩擦、慣性等幾個(gè)方面的阻力，來確定來確定氣壓缸所需要的驅(qū)動(dòng)力。 臂部運(yùn)動(dòng)速度要高，慣性要?。簷C(jī)械手手部的運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)械手的主要參數(shù)之一，它反映機(jī)械手的生產(chǎn)水平。 手臂收縮 PLC 指令控制電磁鐵 2DT 通電吸合氣體經(jīng)單向閥 5，流經(jīng)圖 所示從左到右第三個(gè)三位四通電磁閥左位，然后直接流向手臂伸縮氣壓缸，從而推動(dòng)機(jī)械手手臂做收縮運(yùn)動(dòng)。 17 圖 機(jī)械手自動(dòng)方式狀態(tài)圖 4 機(jī)械手獨(dú)立控制面板設(shè)計(jì)圖 機(jī)械手控制獨(dú)立控制面板如 圖 所示 18 圖 機(jī)械手控制面板 面板中的啟動(dòng)和急停按鈕與 PLC的運(yùn)行程序無關(guān)，這兩個(gè)按鈕是用來接通或斷開PLC 外部負(fù)載的電源。自動(dòng)控制中也分單步、單周期、周期循環(huán)等工作狀態(tài)。它是由先收縮后擴(kuò)張的拉瓦爾噴管 負(fù)壓腔 和接收管 3等組成，有供氣口、排氣口和真空口，當(dāng)供氣口的供氣壓力高于一定值后，噴管射出的超聲速射流。這樣的真空系統(tǒng) ,尤其對(duì)于不需要大流量真空的工況條件更顯出它的優(yōu)越性。 機(jī)械手的動(dòng)作循環(huán)（工件平放）：真空吸盤吸取工件 大臂上升 大臂回轉(zhuǎn) 手臂延伸 真空吸盤放下工件 手臂收縮 大臂反轉(zhuǎn) 大臂下降。 （六）設(shè)計(jì)的基本思路、方案 分析、理解設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求→查閱相關(guān)資料→初步擬訂設(shè)計(jì)方案→設(shè)計(jì)方案對(duì)比并確定最佳方案→參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算→裝配圖草圖→零件設(shè)計(jì)→零件草圖→繪制裝配圖→繪制零件圖→編寫設(shè)計(jì)說明書 4 （七）設(shè)計(jì)原則 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則是：以任務(wù)書所要求的具體設(shè)計(jì)要求為根本設(shè)計(jì)目標(biāo)，充分考慮機(jī)械手工作的環(huán)境和工藝流程的具體要求。如果改變手部的姿態(tài)（方位），則用腕部的自由度加以實(shí)現(xiàn)。 （三）氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn) 氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) ：以空氣為工作介質(zhì)，工作介質(zhì)獲得比較容易，用后的空氣排到大氣中，處理方便，與液壓傳動(dòng)相比不必設(shè)置回收的油箱和管道；因空氣的粘度很?。s為液壓油動(dòng)力粘度的萬分之一），其損失也很小，所以便于集中供氣、遠(yuǎn)距離輸送。在汽車制造中，汽車自動(dòng)化生產(chǎn)線、車體部件自動(dòng)搬運(yùn)與固定、自動(dòng)焊接等。有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、上下擺動(dòng) 、左右擺動(dòng)。大多數(shù)用插銷板進(jìn)行點(diǎn)位控制，也有采用可編程序控制器控制、微型計(jì)算機(jī)控制，采用凸輪、磁盤磁帶、穿孔卡等記錄程序。這樣的真空系統(tǒng)，尤其對(duì)于不需要大流量真空的工況條件更顯出它的優(yōu)越性。因此方案確定機(jī)械手采用氣壓傳動(dòng)方式， PLC控制，真空吸盤式手部結(jié)構(gòu)，圓柱坐標(biāo)形式。變形度根據(jù)吸盤的材質(zhì)，形狀，橡膠的硬度而有區(qū)別，因此，在計(jì)算得出吸盤直徑時(shí)需留出余量。實(shí)際使用時(shí)，建議真空度選為（ 63%95%） Pzmax。 自動(dòng)生產(chǎn)線機(jī)械手的主要參數(shù) :吸持力 2kg；自由度數(shù)為 3；運(yùn)動(dòng)形式為圓柱坐標(biāo)；手臂伸縮最大行程 300mm；手臂升降最大行程為 200mm；手臂回轉(zhuǎn)最大行程 180度，手臂升降速度為 150mm/s；大臂回轉(zhuǎn)角度范圍 090176。 大臂上升 PLC 指令控制電磁鐵 4DT 通電吸合。 臂部運(yùn)動(dòng)的目的：把手部送到空間運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)任意一點(diǎn)。 （二）手臂的典型機(jī)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的選擇 23 1 手臂的典型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 常見的手臂伸縮機(jī)構(gòu)有以下幾種： （ 1） 雙導(dǎo)桿手臂伸縮機(jī)構(gòu)。 39。 ? ? mpDh y 366 10100 ????????? ??， 所以選取厚度 mmh 7? 。 在設(shè)計(jì)中應(yīng)用的是真空吸盤，不同于傳統(tǒng)的機(jī)械手爪，讓我在對(duì)真空方面的知識(shí)得到加深的同時(shí)，也認(rèn)識(shí) 到了其相對(duì)手爪的優(yōu)勢(shì)。北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [12] 黃興 。 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ) [M].天津科學(xué)技術(shù)出版社，1980. [14] 陸祥生 ,楊秀蓮 。在機(jī)械日益發(fā)展的今天，真空吸盤設(shè)備將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。 齒輪齒條傳動(dòng) 與帶傳動(dòng)相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）傳遞動(dòng)力大、效齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)。 對(duì)于圓柱面： ? ?uuu ~~439。 （ 3） 雙活塞桿氣壓缸結(jié)構(gòu)。因此，一般來說臂部應(yīng)該具備 3個(gè)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(yùn)動(dòng)。 大臂回轉(zhuǎn) PLC 指令控制電磁鐵 6DT 通電吸合。 /s；定位方式為定位塊；定位精度為；控制方式為點(diǎn)位式、 PLC控制；驅(qū)動(dòng)方式為氣壓系統(tǒng)。 （四）其他元器件的選用 一個(gè)完整的真空吸附系統(tǒng)還包括真空過濾器 、 供給閥 、 破壞閥等 ， 真空過濾器的選擇 ZFB20006 型， 流量是 30L/min， 大于真空發(fā)生器的最大流量 24L/min， 滿足需求， 真空節(jié)流閥選擇 KLA 系列單向節(jié)流 KLAL6，公稱通徑是 6mm，有效截流面大于 5mm2,泄露量小于 50cm3/min,單向閥開啟壓力為 。 吸盤直徑雖表示吸盤的外徑，但利用 真空壓力吸附物體時(shí)，因真空壓會(huì)使橡膠變形，吸附面積也會(huì)隨之縮小。柔而有彈性的吸盤可以很方便地實(shí)現(xiàn)諸如工件的吸持、脫開、傳遞等搬運(yùn)功能 ,并確保不損壞其作用之對(duì)象。以下將從兩種特殊位置，即水平和垂直兩個(gè)方向，對(duì)真空吸盤的受力進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析 。 （五）本課題設(shè)計(jì)的主要 內(nèi)容 本設(shè)計(jì)課題名稱為 真空吸盤式氣動(dòng) 機(jī)械手 的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)一套真空吸盤式氣動(dòng)機(jī)械手，它采用圓柱坐標(biāo)型的運(yùn)動(dòng)形式，氣壓傳動(dòng)， PLC 系統(tǒng)控制。 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。 石油、化工業(yè) 用管道輸送介質(zhì)的自動(dòng)化流程絕大多數(shù)采用氣動(dòng)控制，如石油提煉加工、氣體加工、化肥生產(chǎn)等。 其它，如車輛剎車裝置，車門開閉裝置，顆粒物質(zhì)的篩選，魚雷導(dǎo)彈自動(dòng)控制裝置等。它的作用是支撐腕部和手部（包括工作或夾具），并帶動(dòng)他們做空間運(yùn)動(dòng)。 主要技術(shù)參數(shù)：吸持力 2kg；自由度數(shù)為 3；運(yùn)動(dòng)形式為圓柱坐標(biāo)；手臂伸縮行程范圍 0300mm，手臂升降行程范圍 0200mm；手臂回轉(zhuǎn)行程范圍 0180186。 主要技術(shù) 參數(shù)：吸持力 2kg；自由度數(shù)為 3；運(yùn)動(dòng)形式為圓柱坐標(biāo)；手臂伸縮行程范圍 0300mm，手臂升降行程范圍 0200mm；手臂回轉(zhuǎn)行程范圍 0180186。因此 ,特別在各種包裝作業(yè)過程中 ,利用二次真空方法顯得十分方便、經(jīng)濟(jì)。 綜合上述，所選吸盤參數(shù)為： 吸盤直徑 D=40mm， 吸盤吸持面積 A=，吸盤個(gè)數(shù) n=1，真空壓力 P=。 13 四 機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) （一） 機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)的概述 應(yīng)用 PLC作為電氣控制，可以簡(jiǎn)化控制線路，降低故障率，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手多種動(dòng)作線路。 3 機(jī)械手自動(dòng)方式狀態(tài)圖 機(jī)械手自動(dòng)方式狀態(tài)圖如圖 所示，其中 S2 是自動(dòng)方式的初始狀態(tài)。泵 3供油經(jīng)單向閥 5，流經(jīng)圖 所示從左到右第三個(gè)三位四通電磁閥右位，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向手臂伸縮氣壓缸，從而推動(dòng)機(jī)械手手臂做伸縮運(yùn)動(dòng)。 由于本設(shè)計(jì)需要，手部、腕部無需設(shè)計(jì)，只需設(shè)計(jì)手臂即可。 （三）手臂直線運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 先進(jìn)行粗略的估算，或類比同類結(jié)構(gòu)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)初步確定有關(guān)機(jī)構(gòu)的主要尺寸，再進(jìn)行校核計(jì)算，修正設(shè)計(jì)。氣缸處密封 的總摩擦阻力可以近似為： ?封。 齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比主要缺點(diǎn)有： （ 1）制造、安裝精度要求較高，因而成本也較高； （ 2）不宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 液壓機(jī)安全技術(shù)條件 .北京 :中華人民共和國(guó)機(jī)械工業(yè)部 ,1985～ 02～08 發(fā)布 [2] 許福玲、陳堯明主編。氣動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) . [17] 田玲。電工學(xué)，北京：高等教育出版社， [10] 李建興 主編。于是由 12nd c o s 6 9 .4z = = = 2 3 .1 1m3?