【正文】 結(jié)構(gòu)簡單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉(zhuǎn)軸線上，以使手腕的扭轉(zhuǎn)力矩最小為佳。(五)考慮被抓取對象的要求根據(jù)機(jī)械手的工作需要，通過比較，我們采用的機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)是一支點(diǎn) 兩指回轉(zhuǎn)型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設(shè)計成V型，其結(jié)構(gòu)如附圖所示手部驅(qū)動力計算本課題氣動機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)如圖32所示，圖31 沖床專用機(jī)械手手部手部機(jī)構(gòu)其工件重量G=5公斤，V形手指的角度，,摩擦系數(shù)為 (1)根據(jù)手部結(jié)構(gòu)的傳動示意圖，其驅(qū)動力為:(2)根據(jù)手指夾持工件的方位，可得握力計算公式:所以 (3)實(shí)際驅(qū)動力: I,因?yàn)閭髁C(jī)構(gòu)為齒輪齒條傳動，故取，并取。若被抓取工件的最大加速度取時，則:所以 所以夾持工件時所需夾緊氣缸的驅(qū)動力為。氣缸的直徑本氣缸屬于單向作用氣缸。根據(jù)力平衡原理，單向作用氣缸活塞桿上的輸出推力必須克服彈簧的反作用力和活塞桿工作時的總阻力，其公式為:式中: 活塞桿上的推力，N 彈簧反作用力，N 氣缸工作時的總阻力，N 氣缸工作壓力，Pa彈簧反作用按下式計算:Gf = 式中: 彈簧剛度，N/m 彈簧預(yù)壓縮量，m 活塞行程，m 彈簧鋼絲直徑，m 彈簧平均直徑，. 彈簧有效圈數(shù). 彈簧材料剪切模量，一般取在設(shè)計中，必須考慮負(fù)載率的影響，則:由以上分析得單向作用氣缸的直徑:代入有關(guān)數(shù)據(jù)，可得 所以:查有關(guān)手冊圓整，得由,可得活塞桿直徑:圓整后，取活塞桿直徑校核，按公式有:其中，[]，則:滿足實(shí)際設(shè)計要求。3,缸筒壁厚的設(shè)計缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有一定厚度。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計算:式中:6 缸筒壁厚，mm 氣缸內(nèi)徑，mm 實(shí)驗(yàn)壓力，取, Pa材料為:ZL3,[]=3MPa代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為:取，則缸筒外徑為:第四章 手臂伸縮，升降，橫移的尺寸設(shè)計與校核 手臂伸縮氣缸的尺寸設(shè)計手臂伸縮氣缸采用煙臺氣動元件廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)氣缸，參看此公司生產(chǎn)的各種型號的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，尺寸參數(shù)，結(jié)合本設(shè)計的實(shí)際要求，氣缸用CTA型氣缸，尺寸系列初選內(nèi)徑為100/63，關(guān)于此氣缸的資料詳情請參看煙臺氣動元件。圖41 氣缸局部示意圖 尺寸校核 ，只需校核氣缸內(nèi)徑=63mm,半徑R=,設(shè)計使用壓強(qiáng), 則驅(qū)動力： 1， 測定手腕質(zhì)量為50kg,設(shè)計加速度，則慣性力 ，設(shè)定摩擦系數(shù), 總受力 所以標(biāo)準(zhǔn)CTA氣缸的尺寸符合實(shí)際使用驅(qū)動力要求要求。氣壓驅(qū)動的機(jī)械手臂在進(jìn)行伸縮運(yùn)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(yùn)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。 平衡裝置通常，機(jī)械手所采用的平衡機(jī)構(gòu)主要有以下幾種： 這種平衡裝置結(jié)構(gòu)簡單，平衡效果好，易于調(diào)整，工作可靠，但增加了機(jī)械手手臂的慣量與關(guān)節(jié)軸的載荷。一般在機(jī)械手手臂的不平衡力矩比較小的情況下采用這種平衡機(jī)構(gòu)。彈簧平衡機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡單、造價低、工作可靠、平衡效果好、易維修，因此應(yīng)用廣泛。活塞式平衡系統(tǒng)有液壓和氣動兩種：液壓平衡系統(tǒng)平衡力大，體積小，有一定的阻尼作用；氣動平衡系統(tǒng)，具有很好的阻尼作用，但體積比較大?；钊狡胶庑枰鋫溆袑ｉT的液壓或氣動裝置，系統(tǒng)復(fù)雜，因此造價高，設(shè)計、安裝和調(diào)試都增加了難度，但是平衡效果好。用于配重平衡、彈簧平衡滿足不了工作要求的場合。 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(yùn)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(yùn)行長度設(shè)計為=30mm,氣缸內(nèi)徑為=110mm,半徑R=55mm,氣缸運(yùn)行速度，加速度時間=,壓強(qiáng)p=,則驅(qū)動力 尺寸校核1．測定手腕質(zhì)量為80kg,則重力 2， 設(shè)計加速度，則慣性力 3. 考慮活塞等的摩擦力，設(shè)定一摩擦系數(shù)， 總受力 所以設(shè)計尺寸符合實(shí)際使用要求。 尺寸設(shè)計氣缸運(yùn)行長度設(shè)計為=150mm,氣缸內(nèi)徑為=110mm,半徑R=55mm,氣缸運(yùn)行速度，加速度時間=,壓強(qiáng)p=,則驅(qū)動力 尺寸校核1．測定手腕質(zhì)量為80kg,則重力 3， 設(shè)計加速度，則慣性力 4. 考慮活塞等的摩擦力，設(shè)定一摩擦系數(shù)， 總受力 所以設(shè)計尺寸符合實(shí)際使用要求。第五章 機(jī)械手的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖 圖61所示為該機(jī)械手的氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖。他的氣源是空氣壓縮機(jī)（）通過快換街頭進(jìn)入儲氣罐，經(jīng)分水過濾器、調(diào)壓閥、油霧器，進(jìn)入各并聯(lián)氣路上的電磁閥，移控制氣缸和手部動作。 圖51機(jī)械手氣壓系統(tǒng)原理圖 序 號 型 號 規(guī) 格 名 稱數(shù) 量1QF44手動截止閥12儲氣罐23QSL26S1分水濾氣器14QTY20S1減壓閥15QTY20S1油霧器16YJ1壓力繼電器17Q24DH10S1二位五通電磁滑閥18Q24D2H10S1二位五通電磁滑閥49Q24D3H10S1二位五通電磁滑閥110單向節(jié)流閥211LI25單向節(jié)流閥212快速排氣閥213氣液轉(zhuǎn)換器1表51 氣路元件表，效果尚好。如手臂伸縮氣缸在搜近氣缸處安裝兩個快速排氣閥。升降氣缸采用進(jìn)氣節(jié)流的單向節(jié)流閥以調(diào)節(jié)手臂的上升速度。氣液傳送器氣缸側(cè)的排氣節(jié)流，可用來調(diào)整回轉(zhuǎn)液壓緩沖器的背壓大小。 為簡化氣路，減少電磁閱的數(shù)量，各工作氣缸的緩沖均采用液壓緩沖器，這樣可以省去電磁閥和切換竹流悶或行程節(jié)流閥的氣路阻尼元件。、行程、。、閥等符號。，頻繁使用了氣缸、二位五通換向闊等元件。在下面的過載保護(hù)回路中使用了氣缸、二位四通換向閥、順序閥、二位三通換向閥等元件。作為通用軟件，AutoCAD未提供這些符號。若每次繪圖時都重復(fù)繪制，非常麻煩，效率很低，即使采用塊插入，也難以做到統(tǒng)一、規(guī)范。因此，我們在AutoCAD菜單攔中添加“氣動符號”菜單，以油足氣動原理圖繪制中對專用符號的需求。第六章 結(jié)論本次設(shè)計的是氣動專用機(jī)械手，相對于通用機(jī)械手，專用機(jī)械手的自由度不可變，控制程序不可調(diào)，因此只能在專屬的設(shè)備上使用。采用氣壓傳動，動作迅速，反應(yīng)靈敏，能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，便于自動控制。不會因環(huán)境變化影響傳動及控制性能。阻力損失和泄漏較小，不會污染環(huán)境。同時成本低廉。通過對氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖的參數(shù)化繪制，大大提高了繪圖速度，節(jié)省了大量時間和避免了不必要的重復(fù)勞動，同時做到了圖紙的統(tǒng)一規(guī)范。機(jī)械手采用繼電器程序控制，具有可靠性高、改變較方便等優(yōu)點(diǎn)，無論是進(jìn)行時間控制還是行程控制或混合控制，都可通過它來實(shí)現(xiàn)。致 謝歷時近三個月的畢業(yè)設(shè)計終于完成，在這這段時間里，我運(yùn)用大學(xué)四年的專業(yè)知識比較成功的完成了本次畢業(yè)設(shè)計，在畢業(yè)設(shè)計中通過方案論證，理論設(shè)計計算，機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，工程圖的繪制，設(shè)計說明書的撰寫等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，已經(jīng)使個人理論水平和實(shí)際動手能力有了一次飛躍，鍛煉了個人在設(shè)計、分析，動手實(shí)踐等方面的能力，同時使所學(xué)專業(yè)知識得到一次全面的鞏固和加強(qiáng)。此次畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，我得到了很多老師、同學(xué)的關(guān)心、幫助和支持，在此本人首先向他們表示感謝。在畢業(yè)設(shè)計過程中，我的指導(dǎo)老師XXX老師給予很多專業(yè)方面的幫助。在設(shè)計前期的準(zhǔn)備時，張老師就非常關(guān)注我的選題，指明選題方向，幫助分析題目的可行性和實(shí)際中可能出現(xiàn)的問題以及需要注意的事項(xiàng)；在進(jìn)行方案選擇時，為我指出所需要重點(diǎn)掌握的知識范圍，并幫助我分析相應(yīng)知識難點(diǎn)的原理，使我的畢業(yè)設(shè)計能順利進(jìn)行。同時，我也要感謝大學(xué)四年所有教過和沒有教過但給我很多幫助的老師，是他們的教導(dǎo)讓我能在這里學(xué)到很多的專業(yè)知識，給我以后工作和學(xué)習(xí)打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)，是他們的諄諄教誨使我明白了更多為人處事的道理，給我今后的人生足跡烙下更深的印跡，在此我衷心地感謝所有幫助過我的老師。此外，非常感謝許多其他同學(xué)，他們很多想法和建議對我啟發(fā)很大。在此一并致謝！由于時間和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！XXXXXX2010529參考文獻(xiàn) 【1】:北京理工大學(xué)出版社，1988【2】，2001, 4 【3】金茂青，曲忠萍， ， 2001, 2【4】(氣動機(jī)械手)，1999, 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