【正文】 手臂升降氣缸的尺寸設計與校核 尺寸設計 氣缸運行長度設計為 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 ???? )(3799N? 尺寸校核 1．測定手腕質(zhì)量為 80kg,則重力 mgG? )(8001080 N? ?? 1， 設計加速度 )/(5 sma? ，則慣性力 maG?1 )(400580 N? ?? 3. 考慮活塞等的摩擦力，設定一摩擦系數(shù) ?k ， ? )(40 N? ?? ? 總受力 mq GGGG ??? 1 19 )(1240 40400800 N? ??? 0GGq? 所以設計尺寸符合實際使用要求。 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，在設計手臂結構時， 應該采用導向裝置。 在機械手的手腕回轉運動中所采用的回轉缸是單葉片回轉氣缸，它的原理如圖 42所示，定片 1與缸體 2固連，動片 3與回轉軸 5固連。 手腕轉動件和工件的偏重對轉動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩 M偏 ?偏M 11eG + 33eG ( cmN? ) 式中 : 3G 手腕轉動件的重量 (N)。 若工件中心與轉動軸線不重合，其轉動慣量 1J 為 : gGJJ c 11 ?? 21e 式中 : cJ 工件對過重心軸線的轉動慣量 )..( 2scmN : 1G 工件的重量 (N)。 偏M 參與轉動的零部件的重量 (包括工件、手部、手腕回轉缸的動片 )對轉動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩 ( cmN? )., 。它的結構緊湊，但回轉角度小于 ?360 ，并且要求嚴格的密封。因此，手腕設計成回轉結構，實現(xiàn)手腕回轉運動的機構為回轉氣缸。 12 氣缸的直徑 本氣缸屬于單向作用氣缸。 (五 )考慮被抓取對象的要求 根據(jù)機械手的工作需要，通過比較，我們采用的機械手的手部結構是一支點 兩指回轉型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設計成 V型，其結構如附圖所示。對于移動型手指只有開閉幅度的要求。移動型應用較少，其結構比較復雜龐大，當移動型手指夾持直徑變化的零件時不影響其軸心的位置，能適應不 同直徑的工件。 夾持式是最常 見的一種，其中常用的有兩指式、多指式和雙手雙指式 :按手指夾持工件的部位又可分為內(nèi)卡式 (或內(nèi)漲式 )和外夾式兩種 :按模仿人手手指的動作，手指可分為一支點回轉型，二支點回轉型和移動型 (或稱直進型 )，其中以二支點回轉型為基本型式。該機械手的定位精度為 mm1? 。在這種情況下宜采用自動傳送裝置為好。機械手動作時有啟動、停止過程的 加、減速度存在，用速度一行程曲線來說明速度特性較為全面，因為平均速度與行程有關，故用平均速度表示速度的快慢更為符合速度特性。該機械手最大移動速度設計為 sm/ 。當機械手的動作流程改變時，只需改變 PLC程序即可實現(xiàn)，非常方便快捷。手臂的回轉和升降運動是通過立柱來實現(xiàn)的，立柱的橫向移動即為手臂的橫 移。當工件是板料時，使用氣流負壓式吸盤。也可用于操作環(huán)境惡劣的生產(chǎn)場合。 7 第二章 機械手的設計方案 對氣動機械手的基本要求是能快速、準確地拾 放和搬運物件，這就要求它們具有高精 度、快速反應、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置都能自動定位等特性。若欲控制的點數(shù)多，則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復雜性。 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(qū)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。 機 械傳動機械手 即由機械傳動機構 (如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機構等 )驅(qū)動的機械手。若機械手采用電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機械手的通用性擴大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴格，成本高。通用機械手按其控制定位的方式不同可分為簡易型和伺服型兩種 :簡易型以“開一關”式控制定位，只能是點位控制，伺服型可以是點位的，也可以實現(xiàn)連續(xù)控制，伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)，一般的伺服型通用機械手屬于數(shù)控類型 。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(chǎn)的自動換刀機械手，如自動機床、自動線的上、下料機械手和加工中心。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位 (或機械擋塊定位 )系統(tǒng)組成?？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)。驅(qū)動滾輪運動則應另外增設機械傳動裝置。 立柱 : 立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉運動和升降 (或俯仰 )運動均與立柱有密切的聯(lián)系。而傳力機構則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務。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。由于與物件接觸的形式 不同，可分為夾持式和吸附式手在本課題中我們采用夾持式手部結構。 .機械手的組成和分類 機械手主要由執(zhí)行機構、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進行正常的工作，意義更為重大。機器人應用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志。 關鍵詞 ：機械手臂；極限位置；嚙合； 3 第一章 前言 . 工業(yè)機械手概述 工業(yè)機器人由操作機 (機械本體 )、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構成，是一種仿人操作，自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設備。這里設計成中心軸不轉動。手臂在極限位置自動停止，反向運行的條件完全是靠離合齒上的凸起部分與滑塊的接觸實現(xiàn)的。這樣，上臂就停止在所要求的位置上了。這樣，帶輪就以一定的速度不停的轉，以給臂關節(jié)通過同步齒型帶傳遞動力。 畢業(yè)設計（論文） 題目 ： 氣動機械手的設計 系部： 機電工程系 專業(yè)： 數(shù)控技術 班級： 姓名： 學號： 1 目 錄 摘要 ..........................................