【文章內(nèi)容簡介】 其中并作為重點項目，并且為此項目投入大量的人力物力，研究開發(fā)并且制造了一系列的工業(yè)機器人，有由北京機械自動化研究所設計制造的噴涂機器人，廣州機床研究所和北京機床研究所合作設計制造的點焊機器人，大連機床研究所設計制造的氬弧焊機器人等等。這些工業(yè)機器人的控制器，幾乎大部分都是由中國科學院沈陽自動化研究所和北京科技大學機器人研究所開發(fā)的，同時一系列的機器人關(guān)鍵部件也被開發(fā)出來，如機器人專用軸承，減震齒輪，直流伺服電機，編碼器，氣壓液壓等技術(shù)等等。如今我國正從一個“制造型大國”向“制造型強國”邁進，中國的制造業(yè)正在面臨著與國際接軌、世界接軌、參與國際分工的巨大工作和挑戰(zhàn)當中，對我國工業(yè)自動化的提高迫在眉睫，中國政府務必會加大對機器人的資金投入和政策支持，將會給機械手產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新的動力和活力。隨著機械手發(fā)展的深度和廣度以及機器人智能水平的不斷提高，中國的機械手已在眾多領域得到了廣泛普遍的應用。已經(jīng)從傳統(tǒng)的汽車的制造領域向非制造領域延伸。如采礦機器人、建筑業(yè)機器人以及水電系統(tǒng)用于維護維修的機器人等。在國防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、食品加工、生活服務等領域機械手的應用也越來越多。在未來幾年，我國將在傳感技術(shù)，激光技術(shù)，工程網(wǎng)絡技術(shù)中機械手將會被廣泛應用，因此這些技術(shù)會使機械手的應用更為高效，高質(zhì)，運行成本將更低。據(jù)一系列現(xiàn)象證據(jù)表明，今后機械手將在醫(yī)療、保健、生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)、教育、救災、海洋開發(fā)、機器維修、交通運輸和農(nóng)業(yè)水產(chǎn)等等各領域得到廣泛應用。 1 需要解決機械手機械結(jié)構(gòu)的設計問題，并且要求搬運機械手結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟、操作方便具有一定的代表性和可性行。2 各執(zhí)行部件的運動要協(xié)調(diào)穩(wěn)定精度要達到一定的精度的問題。3 機械手的控制系統(tǒng)問題，解決工件和控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)穩(wěn)定連續(xù)運行問題。4 還需要解決元件的匹配規(guī)則和知識的獲取及其表達形式等等問題。 第二章 搬運機械手夾持部分計算 第二章 搬運機械手夾持部分計算 夾持式手部驅(qū)動力計算任務書給出的工件的質(zhì)量是G=1 千克，尺寸等于3232（直徑高度），材料是塑料。1 根據(jù)夾持工件的質(zhì)量G及方位計算手指能夠把工件夾緊的夾緊力N粗略為N（~）G10N。 2 根據(jù)夾緊力N和所采用的傳力機構(gòu)，計算出理論的驅(qū)動力。有上圖可知c=15mm b=40mm 176。得=N==25N3 計算出實際的驅(qū)動力p（千克） ——————理論驅(qū)動力 ——————安全系數(shù) ， 負載50005000~1000010000~2000020000~3000030000~5000050000工作壓力~1~2~33~44~55~7—————工作情況系數(shù)，其中主要考慮慣性力的影響，由此可按以下公式計算 =1+ a——————為手部抓取工件的手臂運動的最小加速度（）—————— 傳力機構(gòu)的機械效率，一般情況取=~由以上求如果被抓取工件為勻速運動則a=0。則=1+=1+0=1,所以==50N所以夾持工件時所需要的夾緊氣缸的驅(qū)動力約為50N第三章 上下移動氣缸的選型計算 第三章 上下移動氣缸的選型計算 上下移動缸的計算確定 由《機械設計手冊第四卷》 取氣缸工作壓力約為=， 氣缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定。單活塞桿氣缸是當今現(xiàn)代應用最為廣泛的，所以該課題夾緊氣缸采用單活塞桿。由于其單活塞作用缸一側(cè)有活塞桿，所以壓縮空氣作用在活塞兩側(cè)的有效的面積不再相等，活塞上行是產(chǎn)夾緊的力，活塞下行時產(chǎn)生松開的力。其中 =公式中————表示活塞桿拉的松開力N—————表示活塞桿的夾緊力N—————表示氣缸工作時總阻力N——————表示氣缸工作阻力D——————表示活塞直徑 mmd——————表示活塞桿直徑 mm其中總阻力與多種因素有關(guān)，比如慣性力、摩擦力、背壓力等等，綜上以上因素可以用載荷率的形式代入公式。求得氣缸的松開力和夾緊力由此 =；=對于氣缸動態(tài)參數(shù)的要求較高時，一般情況取=~，因此該課題要求一般取=~，所以此處取=。由以上分析計算可以得雙向作用的氣缸直徑尺寸。 其中=N=100N D=== 查機現(xiàn)代實用氣動技術(shù)圓整，得D=25mm標準氣缸直徑，由=~，可得活塞桿直徑。 d=（~~）*D=5~10mm 所以取活塞桿直徑d=10mm 。3．由于缸筒筒璧直接承受空氣壓力，所以必須需要一定的厚度，通常情況一般的氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比應小于或等于1:10，所以氣缸壁厚可按以下薄壁缸公式來計算。 其中式中 ——————缸筒的壁厚 mm。 D——————表示氣缸的內(nèi)徑 mm ——————表示氣缸實驗的壓力，[]——————表示 缸筒璧材料的許用壓力缸筒材料先按鑄鋁合金ZL106其中[]=3MPa。于是壁厚==2mm取=2mm，則缸筒外徑為=D+=25+2*2=29mm。為了擴大搬運機械手的工作范圍，臂伸距離盡量擴大，初步估計l=75mm。：根據(jù)設計手冊公式可知當活塞桿長度L10d時，所以要校核桿的穩(wěn)定性。氣缸承受的軸向負載當達到極限值以后，即使有很小的干擾力便會使桿產(chǎn)生彎曲變形，從而導致氣缸不能進行正常的工作。由機械設計手冊第四卷可知活塞桿穩(wěn)定性條件如下。 以上式中————表示氣缸所承受的軸向負載 ，N————表示氣缸的壓桿穩(wěn)定極限力 ， N ————表示氣缸的壓桿穩(wěn)定性安全系數(shù)，通常情況一般取=2~6由于氣缸的壓桿穩(wěn)定極限力與缸的安裝形式活塞桿直徑及行程等等有關(guān)，所以根據(jù)機械設計手冊公式可知。當長細桿比的 時侯， 如果長細比的時侯， =其中式中 L————表示活塞桿的計算系數(shù)， m K ————表示活塞桿橫截面的回轉(zhuǎn)半徑， 桿為實心桿時K== I————表示活塞桿斷面慣性矩則實心桿I= A————表示活塞桿截面積 m————表示系數(shù)，機械設計手冊第四卷 E————表示材料彈性模量，對剛?cè)=^11Paf————表示材料強度實驗值，對剛?cè)=4910^7Pa ————表示系數(shù)，對剛材取實心桿K===查《機械手冊》 得安裝方式為一