【正文】 m? 查有關(guān)手冊圓整，得 mmD 65? 由 ??Dd ,可得活塞桿直徑 : mmDd )( ???? 圓整后，取活塞桿直徑 mmd 18? 。 至此確定手部驅(qū)動氣缸的尺寸大小。 手臂伸縮氣缸的尺寸設(shè)計與校核 尺寸設(shè)計和校核 根據(jù)實驗設(shè)計要求，手臂伸縮氣缸采用煙臺氣動元件廠生產(chǎn)的標準氣缸，參看此公司生產(chǎn)的各種型號的結(jié)構(gòu)特點，尺寸參數(shù)，結(jié)合本設(shè)計的實際要求，氣缸用 CTA型氣缸，尺寸系列初選內(nèi)徑為 ? 63/63。 （ 1） 在校核尺寸時，只需校核氣缸內(nèi)徑 1D =63mm,半徑 R=足使用要求即可 ,設(shè)計使用壓強 MPaP ? , 則驅(qū)動力： 2RPF ??? )(1246 26N? ???? （ 2） 測定手腕質(zhì)量和重物的質(zhì)量之和為 7kg,設(shè)計加速度 )/(10 sma? ，則慣性力 maF?1 =10 7=70 （ 3）考慮活塞等的摩擦力，設(shè)定摩擦系數(shù) ?k , ? =70 =14 總受力 mFFF ?? 10 =70+14=84 FF?0 所以標準 CTA氣缸的尺寸符合實際使用驅(qū)動力要求 平衡裝置設(shè)計 在本設(shè)計中，為了使手臂的兩端能夠盡量接近重力矩平衡狀態(tài)，減少手抓一側(cè)重力矩對性能的影響，故在手臂伸縮氣缸一側(cè)加裝平衡裝置，裝置內(nèi)加放砝碼，砝碼塊的質(zhì)量根據(jù)抓取物體的重量和氣缸的運行參數(shù)視具體情況加以調(diào)節(jié)，務(wù)求使兩端盡量接近平衡。 導(dǎo)向裝置 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。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。 導(dǎo)向桿目前 常采用的裝置有單導(dǎo)向桿，雙導(dǎo)向桿，四導(dǎo)向桿等，在本設(shè)計中才用單導(dǎo)向桿來增加手臂的剛性和導(dǎo)向性。 平衡裝置 在本設(shè)計中，為了使手臂的兩端能夠盡量接近重力矩平衡狀態(tài)，減少手抓一側(cè)重力矩對性能的影響，故在手臂伸縮氣缸一側(cè)加裝平衡裝置，裝置內(nèi)加放砝碼，砝碼塊的質(zhì)量根據(jù)抓取物體的重量和氣缸的運行參數(shù)視具體情況加以調(diào)節(jié)，務(wù)求使兩端盡量接近平衡。 手臂升降氣缸的尺寸設(shè)計與校核 尺寸設(shè)計 氣缸運行長度設(shè)計為 l =118mm,氣缸內(nèi)徑為 1D =110mm,半徑 R=55mm,氣缸運行速度，加速度時間 t? =,壓強 p=,則驅(qū)動力 ``20 . RpG ?? 26 ???? )(3799 N? 尺寸校核 1．測定手腕質(zhì)量為 10kg,則重力 mgG? )(1001010 N? ?? )/(5 sma? ，則慣性力 maG?1 )(50 510N? ?? a） 考慮活塞等的摩擦力，設(shè)定一摩擦系數(shù) ?k ， ? )(5 ? ?? 總受力 mq GGGG ??? 1 )(155 550100 N? ??? 0GGq ? 所以設(shè)計尺寸符合實際使用要求。 手臂回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計與校核 尺寸設(shè)計 氣缸長度設(shè)計為 mmb 120? ,氣缸內(nèi)徑為 mmD 2101 ? ,半徑 R=105mm,軸徑mmD 402 ? 半徑 mmR 20? ,氣缸運行角速度 ? = s/90? ，加速度時間 t? ? ,壓強 MPaP ? , 則力矩： 2 )( 22 rRpbM ?? ).(255 2)( 226mN????? 尺寸校核 1．測定參與手臂轉(zhuǎn)動的部件的質(zhì)量 kgm 151 ?,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 mmr 200? 的圓盤上，那么轉(zhuǎn)動慣量： 221rmJ? 2 2?? ? （ ） tJM ?? ?.慣 ).(mN??? 考慮軸承，油封之間的摩擦力，設(shè)定摩擦系數(shù) ?k , 慣摩 MkM .? ）.（ mN? ?? 總驅(qū)動力矩 摩慣驅(qū) MMM ?? ）.（ mN? ?? MM〈驅(qū) 設(shè)計尺寸滿足使用要求。 總結(jié)與感悟 41 總結(jié) 本文所設(shè)計的氣動機械手結(jié)構(gòu)比較簡單，功能比較簡單，設(shè)計比較合理，能夠滿足部分不同形狀的工件的轉(zhuǎn)移、夾取、安裝等功能，方便快捷。其設(shè)計主要考慮以下幾個方面： （ 1）機械手氣動回路設(shè)計 選用合適的氣動元件，通過控制和調(diào)節(jié)各個氣缸壓縮空氣的壓力、流量和方向來使氣動執(zhí)行機構(gòu)獲得必要的力、動作速度和改變運動方向，并按規(guī)定的程序工作。 （ 2）末端執(zhí)行器的設(shè)計 末端執(zhí)行器采用平行開閉型氣爪，結(jié)構(gòu)簡單，直接采用成品材料。針對實際的要求，可以換用其他各種末端執(zhí)行器，對不同種類的工件實現(xiàn)夾取、轉(zhuǎn)移、安裝。 （ 3）機械手手臂的設(shè)計 將旋轉(zhuǎn)氣缸安裝在底板上，實現(xiàn)機械手的回轉(zhuǎn)運動，使機械手向左或向右擺動。機械手末端執(zhí)行器的水平伸縮運動和豎直升降運動各由一個氣缸控制，即以最簡單的形式，在兩個位置（完全伸出和回縮位 置）之間進行切換。 42 感悟 現(xiàn)在回想起這一個多月 ,近兩個月的 畢業(yè) 設(shè)計 ,一路走來 ,感受頗多 .不斷的穿梭于大師們的思想縫隙之間，尋求靈感的火花。在不段的反復(fù)中走過來 ,有過失落 ,有過成功 , 有過沮喪 .有過喜悅 ,這已不重要了 ,重要的是我一路走來 ,歷煉了我的心志 ,考驗了我的能力 ,也證明了自己 ,也發(fā)現(xiàn)了自己的不足 。 最后， 由于個人知識及能力水平有限，論文中難免會有一些紕漏或錯誤之處， 懇請各位老師批評指正，不勝感謝！