【正文】 1080 N? ?? 3， 設計加速度 )/(5 sma? ，則慣性力 maG?1 )(400580 N? ?? 4. 考慮活塞等的摩擦力，設定一摩擦系數(shù) ?k ， 第四章 手臂伸縮、升降、橫移的尺寸設計與校核 32 ? )(40 N? ?? ? 總受力 mq GGGG ??? 1 )(1240 40400800 N? ??? 0GGq ? 所以設計尺寸符合實際使用要求。 采用氣壓傳動，動作迅速，反應靈敏，能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。作為通用軟件 ， AutoCAD未提供這些符號?；钊狡胶庑枰鋫溆袑ｉT的液壓或氣動裝置，系統(tǒng)復雜，因此造價高，設計、安裝和調 試都增加了難度，但是平衡效果好。 (四 )具有足夠的強度和剛度 手指除受到 被夾持工件的反作用力外，還受到機械手在運動過程中所產生的慣性力和振動的影響，要求有足夠的強度和剛度以防折斷或彎曲變形，當應盡量使結構簡單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉軸線上，以使手腕的扭轉力矩最小為佳。 。 本設計機械手 設計中的緩沖均采用液壓緩沖器 進行緩沖。除了直線氣缸外，機械手中用得比較多還有有限角擺動氣缸，這種擺動缸多用于手腕機構上。氣動驅動系統(tǒng)大體由以下幾部分組成。 利用空氣的壓縮性，可貯存能量，實現(xiàn)集中供氣。 設計機械手時，驅動系統(tǒng)的選擇，要根據(jù)機械手的用途、作業(yè)要求、機械手的性能規(guī)范、控制功能、維護的復雜程度、運行的功耗、性價比以及現(xiàn)有的條件等綜合因素加以考慮。手臂的 橫移、升降 運動是通過立柱來實現(xiàn)的。在設計機械手的手臂時，應盡可能利用在四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 15 機械手上安裝的機電元器件與裝置的重量來 減小機械手手臂的不平衡重量，必要時還要設計平衡機構來平衡手臂殘余的不平衡重量。 考慮到機械手的 優(yōu)化 ，同時由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必須設 有回轉運動才可滿足工作的要求。 機械手的手腕結構方案設計 ，應根據(jù)作業(yè)需要來設計。其工作空間是一個類球形的空間。明確工件的結構形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運時的受力特性、尺寸和質量參數(shù)等，從而進 一步確定對機械手結構及運行控制的要求 。 (4)能源可儲存。因此迫切需要解決產業(yè)化前期的關鍵技術，對產品進行全面規(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。例如關節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化 :由關節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機 。其主要特點是 :介質李源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結構簡單， 成本低。 (二 )控制系統(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)。指數(shù)有雙指式、多指式和雙手雙指式等。因此，在自動化機床的綜合加工自動線上，目前幾乎都沒有機械手，以減少人力和更準確的控制生產的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進行工作生產。機械手越來越廣泛的得到了應用，在機械行業(yè)中它可用于零部件組裝 ，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數(shù)控機床、組合機床上使用更普遍。 利用繼電器程序控制器對機械手進行控制，選取了合適的電磁繼電器，根據(jù)機械手的工作流程制定了繼電器程序控制器的控制方案，畫出了機械手的工作時序圖，并繪制了繼電器程序控制器的控制程序。同時，設計了機械手的夾持式手部結構，設計了機械手的手腕結構，計算出了手腕轉動時所需的驅動力矩和回轉氣缸的驅動力矩。 機械手是在自動化生產過程中使用的一種具有抓取和移動工件功能的自動化裝置，它是在機械化、自動化生產過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。 二、以改善勞動條件，避免人身事故 在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的，而應用機械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動條件得 以改善。平移型應用較少，其原因是結構比較復雜，但平移型手指夾持圓形零件時，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件?？刂葡到y(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。但對密封裝置要求嚴格，不然油的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。這類工業(yè)機械手一般采用小型計算機進行控制。但總的來看，我國的工業(yè)機器人技術及其工程應用的水平和國外比還有一定的距離，如 :可靠性低于國外產品 :機器人應用工程起步較晚，應用領域窄，生產線系統(tǒng)技術與國外比有差距 。 (3)動作迅速，反應靈敏。 (6)機械手 的控制系統(tǒng)的設計本機械手擬采用 繼電器 對機械手進行控制，本課題 將繪出繼電器控制電路圖 。 3. 球坐標機械手結構 球坐標機械手的空間運動是由兩個回轉運動和一個直線運動來實現(xiàn)的，如圖 。通常與彈簧聯(lián)合使用。 第二章 機械手的設計方案 14 ，并設置硬限位，以防止超限造成機械損壞。 ，以減小機械間隙所造成的運動誤差。因此，在設計時另外增設了導桿機構，小臂增設了兩個導桿，與活塞桿一起構成等邊三角形的截面形式，盡量增加其剛度；大臂增設了四個導桿，成正四邊形布置，為減小質量，各個導桿均采用空心結構。大多數(shù)電機后面需安裝精密的傳動四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 17 機構。 氣缸 的動作速度一般為 50~500mm/s，比液壓和電氣方式的動作速度快。 5mm。氣缸的內徑，行程大小可根據(jù)對機械手的運動分析和動力分析進行計算。凡是使某種事物的變化過程減慢或減弱進行都可以叫緩沖。根據(jù)統(tǒng)計和比較，該機械手手臂的 參數(shù)： 伸縮行程定為 100mm,橫移行程 為 150mm， 手臂升降行程定為 30mm。對于移動型手指只有開閉幅度的要求。一般在機械手手臂的不平衡力矩比較小的情況下采用這種平衡機構。 系統(tǒng)工作原理圖的參數(shù) 化繪制 在使用 AutoCAD繪制氣動 原理 圖的時候 .我們經常 需要大量 使用泵、 閥等 符號。同時成本低廉。 圖 51機械手氣壓系統(tǒng)原理圖 序 號 型 號 規(guī) 格 名 稱 數(shù) 量 1 QF44 手動截止閥 1 2 儲氣罐 2 3 QSL26S1 分水濾氣器 1 第五章 機械手的電氣控制系統(tǒng)設計 34 4 QTY20S1 減壓閥 1 5 QTY20S1 油霧器 1 6 YJ1 壓力繼電器 1 7 Q24DH10S1 二位五通電磁滑閥 1 8 Q24D2H10S1 二位五通電磁滑閥 4 9 Q24D3H10S1 二位五通電磁滑閥 1 10 單向節(jié)流閥 2 11 LI25 單向節(jié)流閥 2 12 快速排氣閥 2 13 氣液轉換器 1 表 51 氣路元件表 各執(zhí)行機構的調速 .凡是能采用排氣口節(jié)流方式的，都在電磁閥的排氣口安裝 節(jié)流阻尼螺釘 進行調速 .這種方法的特點是 結構簡單 ，效果尚好。一般氣缸缸筒壁厚與內徑之比小于或等于 1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計算 : ][2/ ?? pDP? 式中 :6 缸筒壁厚， mm D 氣缸內徑 ， mm pP 實驗壓力 ， 取 PPp ? , Pa 材料為 :ZL3,[? ]=3MPa 代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為 : ][2/ ?? pDP? )( )1032/(1066565mm? ????? 取 ?? ，則缸筒外徑為 : )( mmD ???? 第四章 手臂伸縮、升降、橫移的尺寸設計與校核 28 第 四 章 手臂 伸縮，升降， 橫移 的尺寸 設計 與 校核 手臂伸縮氣缸的尺寸設計與校核 手臂伸縮氣缸的尺寸設計 手臂伸縮氣缸采用煙臺氣動元件廠生產的標準氣缸， 參看此公司生產的各種型號的結構特點，尺寸參數(shù)，結合本設計的實際要求， 氣缸用 CTA型氣缸，尺寸系列初選內徑為 ? 100/63，關于此氣缸的資料詳情請參看煙臺氣動元件 。同理，當二支點回轉型手指的手指長度變成無窮長時，就成為移動型。 平均移動速度為 sm/ 。根據(jù)要求和條件，如果選用無接觸感應式氣缸，其限位開關是無接觸接近開關，這種開關的反映時間小于 20ms，在機械手中應用比較理想。 氣動閥的種類很多，在工業(yè)機械手的氣動驅 動系統(tǒng)中，常用的閥件有電磁氣閥、節(jié)流調速閥、減壓閥等。 由于空氣流動損失小， 壓縮空氣 可集中供應，遠距離輸送。重負荷的任意點位控制的點焊及搬運機械手選用液壓驅動系統(tǒng)。但是，液壓系統(tǒng)需要進行能量轉換（電能轉換成液壓能），速度控制多數(shù)情況下采用節(jié)流調速，效率比電動驅動系統(tǒng)低，液壓系統(tǒng)的液體泄露會對環(huán)境產生污染，工作噪音也較高。直線運動的 實現(xiàn)一般是氣動傳動， 氣壓 傳動以及電動機驅動滾珠絲杠來實現(xiàn)。 ，應在保證機械手手臂有足夠強度和剛度的條件下，盡可能在結構上、材料上設法減輕手臂的重量。 ，在設計機械手手腕時，應力求減少其重量和體積，結構力求緊湊。由于本機械手在 工作 時手臂具有 伸縮、橫移和升降 運動，因此，采用 直角 座標型式。因此，為了實現(xiàn)一定的運動空間，直角坐標機械手的結構尺寸要比其他類型的機械手的結構尺寸大得多。此外氣源工作壓力較低，抓舉力較小。 (3)因液壓脈動和液體中混入空氣，易產生噪聲。 (6)當代遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。其中直線電機機械手的運動速度快和行程長，維護和使用方便。 通用機械手 它是一種具有獨立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動作靈活多樣的機械手。 行走機構 當工業(yè)機械手需要完成較遠距離的操作，或擴大使用范圍時，可在機座上安滾輪式行走機構可分裝滾輪、軌道等行走機構，以實現(xiàn)工業(yè)機械手的整機運動。 圖 21機械手組成方框圖 第一章 緒論 4 (一 )執(zhí)行機構 包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設行走機構。 目前，在國內很多工廠的生產線上 多工位沖床 裝卸工件仍由人工完成，勞動強度大、生產效率低。在工業(yè)生產中應用的機械手被稱為“工業(yè)機械手”。 XXXXXX 學院畢業(yè)設計（論文） 多工位沖床專用機械手設計 學 生： 學 號： 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化 班 級： 指導教師： XXXX 學院機械工程學院 二 O 一 O 年六月 畢業(yè)設計（論文）任務書 設計（論文）題目： 多工位沖床專用機械手設計 系： 機電 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班級： 機自 065 學號： XXXXXXX 學生： XXXXXX 指導教師： XXXXX 接受任務時間 教研室主任 （簽名） 系主任 （簽名） 1．畢業(yè)設計（論文）的主要內容及基本要求 1）、 規(guī)格參數(shù) ： 抓重 。機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產物，它是工業(yè)以及非產業(yè)界的重要生產和服務性設各，也是先進制造技術領域不可缺少的自動化設備 .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。 本設計通過對機械設計制造及其自動化專業(yè)大學本科四年的所學知識進行整合，完成一個特定功能、特殊要求的 多工位沖床 上下料機械手的設計，能夠比較好地體現(xiàn)機械設計制造及其自動化專業(yè) 畢業(yè)生的理論研究水平，實踐動手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度，具有較強的針對性和明確的實施目標，能夠實現(xiàn)理論和實踐的有機結合。各系統(tǒng)相互之間的關系如方框圖 21所示。機械手的立 I因工作需要，有時也可作橫向移動，即稱為可移式立柱。專用機械手具有動作少、工作對象單一、結構簡單、使用可靠和造價低等特點，適用于大批量的 自動化生產 的自動換刀機械手，如自動機床、自動線的上、下料機械手。 電力傳動機械手 即有特殊 結構的感應電動機、直線電機或功率 步進電機直接驅動執(zhí)行機構運動的 械手，因為不需要中間的轉換機構，故機械結構簡單。 (5)虛擬現(xiàn)實技術在機器人中的作用已從仿真、預演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的 感覺來操縱機器人。油溫變化時，液體粘度變化，引起運動特性變化。傳統(tǒng)觀點認為 :由于氣體具有可壓縮性，因此，在氣動伺服系統(tǒng)中要實現(xiàn)高精度定位比較困難 (尤其在高速情況下，似乎更難想象 )。但是，這種直角坐標機械手的運動空間相對機械手的結構尺寸來