【導(dǎo)讀】均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。了機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)。同時，分別設(shè)計了機(jī)械手的夾持式手部結(jié)構(gòu)以及吸附式手部結(jié)構(gòu);設(shè)計了機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)，計算出了手腕轉(zhuǎn)動時所需的驅(qū)動力矩和回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動力矩;

　　

【正文】 手腕轉(zhuǎn)動件和工件的偏重對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩為 M 偏，考 慮手腕轉(zhuǎn)動件重心 與轉(zhuǎn)動軸線重合， 01?e ，夾持工件一端時工件重心偏離轉(zhuǎn)動軸線 mme 503 ? ,則： ?偏M 11eG + 33eG ).( mN? ?????? （ 3）手腕轉(zhuǎn)動軸在軸頸處的摩擦阻力矩為 摩M ，對于滾動軸承 ?f ，對于滑動軸承 f =， 1d ， 2d 為手腕轉(zhuǎn)動軸的軸頸直徑， mmd 301 ? , mmd 202 ? , AR , BR 為軸頸處的支承反力，粗略估計 NRA 300? , NRB 150? , 摩M ? )(2 12 dRdRf BA ? ? )( ??? ? ).( mN 4．回轉(zhuǎn)缸的動片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩 M 封，與選用的密襯裝置的類型有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體情況加以分析。在此處估計 封M 為 摩M 的 3 倍， 封M ? 3? 摩M ? ? ? ).( mN ? 封摩偏慣驅(qū) MMMMM ???? ? ??? ? ).(29 mN MM〈驅(qū) ?設(shè)計尺寸符合使用要求，安全。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 第 5 章 手臂伸縮，升降，回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計與校核 手臂伸縮氣缸的尺寸設(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廠公司主頁： 尺寸校核 1. 在校核尺寸時，只需校核氣缸內(nèi)徑 1D =63mm,半徑 R= 的氣缸的尺寸滿足使用要求即可 ,設(shè)計使用壓強(qiáng) MPaP ? , 則驅(qū)動力： 2RPF ??? )(1246 26N? ???? 2．測定手腕質(zhì)量為 50kg,設(shè)計加速度 )/(10 sma? ，則慣性力： maF?1 )(5001050 N? ?? ，設(shè)定摩擦系數(shù) ?k , ? )(100 N? ?? ? 總受力 mFFF ?? 10 )(600100500N? ?? FF?0 畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 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。 導(dǎo)向裝置 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 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 l =118mm,氣缸內(nèi)徑為 1D =110mm,半徑 R=55mm,氣缸運(yùn)行速度，加速度時間 t? =,壓強(qiáng) p=,則驅(qū)動力： ``20 . RpG ?? 26 ???? )(3799N? 尺寸校核 1．測定手腕質(zhì)量為 80kg,則重力： mgG? )(8001080 N? ?? 畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 2．設(shè)計加速度 )/(5 sma? ，則慣性力： maG?1 )(400580N? ?? ，設(shè)定一摩擦系數(shù) ?k ， ? )(40 N? ?? ? 總受力 mq GGGG ??? 1 )(124040400800 N? ??? 0GGq? 所以設(shè)計尺寸符合實(shí)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(yùn)行角速度 ? = s/90? ，加速度時間 t? ? ,壓強(qiáng)MPaP ? , 則力矩： 2 )(22 rRpbM ?? ).(2552)( 226mN????? 尺寸校核 1．測定參與手臂轉(zhuǎn)動的部件的質(zhì)量 kgm 1201 ? ,分析部件的質(zhì)量分布情況， 畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 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 ).(108mN??? 考慮軸承，油封之間的摩擦力，設(shè)定一摩擦系數(shù) ?k , 慣摩 MkM .? ）（ ? ?? 總驅(qū)動力矩： 摩慣驅(qū) MMM ?? ）（ ? ?? MM〈驅(qū) ? 設(shè)計尺寸滿足使用要求。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 總結(jié) 本次設(shè)計的是 工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手 ，相對于專用機(jī)械手，通用機(jī)械手的自由度可變，控制程序可調(diào)，因此適用面更廣。 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。工作環(huán)境適應(yīng)性好，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。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 參考文獻(xiàn) [1]蔡自興 .機(jī)器人學(xué)的發(fā)展趨勢和發(fā)展戰(zhàn)略 .機(jī)器人技術(shù)， 2021, 4 [2]金茂青，曲忠萍，張桂華 .國外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展勢態(tài)分析 .機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用 ， 2021 [3]王雄耀 .近代氣動機(jī)器人 (工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手 )的發(fā)展及應(yīng)用 .液壓氣動與密封， 1999, 5 [4]嚴(yán)學(xué)高，孟正大 .機(jī)器人原理 .南京 :東南大學(xué)出版社， 1992 [5]機(jī)械設(shè)計師手冊 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1986 [6]黃錫愷，鄭文偉 .機(jī)械原理 .北京 :人民教育出版社， 1981 [7]成大先 .機(jī)械設(shè)計圖冊 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 [8]張建民 .工業(yè)機(jī)器人 .北京 :北京理工大學(xué)出版社， 1988 [9]《機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論 》（第三版） （ (美 )克來格主編） [M] [10]《機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》 （于靖軍主編） [M] [11]《機(jī)器人學(xué) — 運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)與控制》 （宋偉剛主編） [M] [12]《機(jī)械設(shè)計》（第七版） （濮良貴等編著） [M] [13]《 SolidWorks及 COSMOSMotion機(jī)械仿真設(shè)計》 （張晉西，郭學(xué)琴主編） [M] [14] 《中文版 Solidworks2021從入門到精通》 （趙罘等主編） [M] 33 致 謝 在這次課題研究過程中，我得到了許多人的幫助，他們的熱心，激情，耐心讓我感動不已，我從他們身上學(xué)到了許多高貴的品質(zhì)。 首先我要感謝我的指導(dǎo)老師 XX 老師，在做畢業(yè)設(shè)計中，有一段時間，我的思路很混亂，找不到切入點(diǎn)，不知道該怎么繼續(xù)下去了。正當(dāng)我心灰意冷的時候， XX 老師鼓勵了我，并耐心的給我分析課題，講解研究方法，做出專業(yè)性的指導(dǎo)。終于幫助我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。 XX 老師的兢兢業(yè)業(yè)的工作態(tài)度，一絲不茍的治學(xué)精神，溫文爾雅的教育方法給我留下了難以磨滅的印象，也使我受益匪淺。我要由衷的對曲老師說一聲“謝謝您，曲老師！ ” 然后我還要感謝和我同組一起做畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)。在整個畢業(yè)設(shè)計中，我們相互協(xié)作，相互幫助，相互鼓勵，相互討論，相互解決了不少難題。每次我有疑問找他們幫忙，他們都耐心的指導(dǎo)，并且總是很細(xì)心的給我講解，直到我明白了為止。我對 CAD 這個軟件的運(yùn)用不是很熟練，經(jīng)過這段時間的畢業(yè)設(shè)計，使我從一個 CAD 菜鳥迅速成長為一個CAD 高手。在這次畢業(yè)設(shè)計過程中，也培養(yǎng)了我的耐心和細(xì)心。本課題是和實(shí)際生產(chǎn)連接密切的一個課題，把四年來所學(xué)各種知識，結(jié)合在一起，鞏固了理論知識，也更好的把理論與實(shí)際相結(jié)合。為日后踏上工作崗位打好堅實(shí)的 基礎(chǔ)。 還有許多同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計過程中給我提供了許多幫助，他們給我提供了許多資料，建議和幫助。使我在大學(xué)最后的日子里深深體會到了同學(xué)間的手足之情。在這里也表示對他們的感謝。 最后感謝評審老師能夠在百忙中審查我們的論文，對我們論文提出指導(dǎo)建議。祝你們工作順利，心想事成！