【正文】 參考文獻[1]：電子工業(yè)出版社，2000[2]何發(fā)昌著，：高等教育出版社，1996[3]張利平著. 液壓氣動技術速查手冊. 北京：化學工業(yè)出版社，[4]李寶仁著. 氣動技術—低成本綜合自動化. 北京：機械工業(yè)出版社，[5]宋學義著. 袖珍液壓氣動手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，[6]陳奎生著. 液壓與氣壓傳動. 武漢：武漢理工大學出版社，[7]SMC（中國）有限公司. 現代實用氣動技術. 北京：機械工業(yè)出版社，[8]徐文燦著. 氣動元件及系統(tǒng)設計. 北京：機械工業(yè)出版社，1995[9]. 機器人技術與應用論壇[10]. 機械設計1999年第3期，第3卷[11]高微,楊中平,. [12]孫兵,趙斌,. 中國期刊全文數據庫[13]馬光,. 中國期刊全文數據庫2002年第3期[14]. 中國期刊全文數據庫1994年第4期[15][16]李杜莉，武洪恩，. 煤礦機械2007年2月第2期[17]（第三版）.北京：化學工業(yè)出版社，1994[18]Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space. IEEE Transactions on Robotics and 本文提出一種無需在每個關節(jié)上設置驅動器就能控制機械手進行作業(yè)的方法。經過近半年努力的設計與計算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動。（3）機械手手臂的設計將旋轉氣缸安裝在底板上，實現機械手的回轉運動，使機械手向左或向右擺動。表334 結論本文所設計的氣動機械手結構比較簡單，功能比較簡單，設計比較合理，能夠滿足部分不同形狀的工件的轉移、夾取、安裝等功能，方便快捷。代入數據求得M=G總其大小可按以下公式計算： 其中 —擺臺所要支撐的質量總和（牛頓）； —手臂升降時啟動或制動前后的速度差（米/秒）； —啟動或制動所需的時間（秒）。下面估算水平伸縮氣缸、豎直升降氣缸以及它們之間連接板的質量。)；內置磁環(huán)，可安裝磁性開關。范圍內的回轉運動，實現手臂的回轉運動機構一般設計在機身處和底座固定。依據圖37，選擇的氣缸型號為MGF63—100。本設計的升降手臂直接選用導臺式氣缸MGF系列，如圖36所示。豎直升降手臂是完成氣動機械手豎直方向運動的動力元件，由于它要承受伸縮手臂和重物的偏心負載，在選型時要求氣缸能承受較大的偏心負載，另外為了減小氣缸活塞桿的彎曲變形程度，需加導桿機構。但回轉臂與伸縮手臂一起升降，運動部件較大。這種結構優(yōu)點是能承受較大偏重力矩。這些運動的傳動機構都安在機身上，或者直接構成機身的軀干與底座相連。FN ==慣性力的計算：本設計要求手臂平動時V=200mm/s，在計算慣性力的時候，設置啟動時間=，啟動速度V=V=200mm/s。FN 其中 181。圖35是機械手的伸縮手臂受力示意圖，本設計是雙導向桿，導向桿對稱配置在伸縮缸兩側。表32伸縮手臂作水平直線運動時，主要克服的是摩擦阻力和慣性力，因此，氣缸所需要的驅動力應由摩擦阻力和慣性力來確定。為使設計的標準化和簡便化，在本設計中，伸縮手臂采用新薄型帶導桿氣缸（如圖34）。由于伸縮手臂主要承受末端執(zhí)行器和夾持物件的重力，在完全伸出時將承受較大彎矩，對伸縮手臂的設計應該保證手臂的正確方向及承受由于工件的重量所產生的彎曲和扭轉力矩。圖33 機械手運動示意圖將旋轉氣缸安裝在底板上，就可以實現擺動運動，使機械手向左或向右擺動。（2）手臂的典型運動形式有：直線運動，如手臂的伸縮，升降和橫向移動；回轉運動，如手臂的左右擺動，上下擺動；復合運動，如直線運動和回轉運動組合，兩直線運動的雙層氣缸空心結構。，這對減小電機負載和提高機械手手臂運動的響應速度是非常有利的。目前比較有效的辦法是用有限元法進行機械手手臂結構的優(yōu)化設計。，應在保證機械手手臂有足夠強度和剛度的條件下，盡可能在結構上、材料上設法減輕手臂的重量。 在進行機械手手臂設計時，要遵循下述原則：，相互垂直的軸應盡可能相交于一點，這樣可以使機械手運動學正逆運算簡化，有利于機械手的控制。如果改變手部的姿態(tài)（方位），則用腕部的自由度加以實現。表31 機械手手臂的設計要求手臂是機械手的主要部分，它的作用是支承手部（包括工件或工具），并帶動它們作空間運動。式中 181。止動塊6限制手指張開行程，定位銷7保證直線導軌不錯位。采用平行四邊形機構，因此不需要導軌就可以保證手爪的兩手指保持平行運動，比帶有導軌的平行移動手爪的摩擦力要小很多。這種手爪開合行程較大，適應抓取大小不同的物體。但是，這種驅動方式不能用于有防爆要求的條件下，因為電機有可能產生火花和發(fā)熱。另外，由于氣體的可壓縮性，使氣動手爪的抓取運動具有一定的柔順性，這一點是抓取動作十分需要的。末端執(zhí)行器即機械手手爪，多為雙指手爪。，萬能性是指一機多能，而通用性是指有限的末端執(zhí)行器，可適用于不同的機械手，這就要求末端執(zhí)行器要有標準的機械接口（如法蘭），使末端執(zhí)行器實現標準化和積木化。萬能末端執(zhí)行器在結構上很復雜，甚至很難實現，例如，仿人的萬能機器人靈巧手，至今尚未實用化。因此，根據作業(yè)的需要和人們的想象力而創(chuàng)造的新的機械手末端執(zhí)行器，將不斷的擴大機械手的應用領域。加工用末端執(zhí)行器是帶有噴槍、焊槍、砂輪、銑刀等加工工具的機器人附加裝置，用來進行相應的加工作業(yè)。設計中采用PLC控制機械手實現各種規(guī)定的預定動作，既可以簡化控制線路，節(jié)省成本，又可以提高勞動生產率。 機械手的技術參數列表一、用途：車間皮帶機之間的搬運二、設計技術參數：抓重：2Kg (夾持式手部)自由度數：3個自由度坐標型式：圓柱坐標最大工作半徑：335mm機身最大中心高：415mm主要運動參數：手臂伸縮行程：200mm 手臂伸縮速度：200mm/s機身升降行程：100mm 機身升降速度：100mm/s機身回轉范圍：0 190176。 驅動機構的選擇驅動機構是工業(yè)機械手的重要組成部分, 工業(yè)機械手的性能價格比在很大程度上取決于驅動方案及其裝置。圖21 機械手基本形式示意圖 機械手的主要部件及運動在圓柱坐標式機械手的基本方案選定后，根據設計任務，為了滿足設計要求，本設計的機械手具有3個自由度：手臂伸縮；機身回轉；機身升降。其中圓柱坐標型機械手結構簡單緊湊,定位精度較高,占地面積小，因此本設計采用圓柱坐標型。 機械手基本形式的選擇常見的工業(yè)機械手根據手臂的動作形態(tài),按坐標形式大致可以分為以下4種: (1)直角坐標型機械手。目前，凸多面體間的距離范數主要有平移距離、成長距離、收縮距離、偽平移距離等。在各種機器人路徑規(guī)劃算法中，往往需要以機器人和障礙物之間的距離及其關于機器人形位的梯度作為路徑規(guī)劃的啟發(fā)性信息，以加快規(guī)劃速度，因此在路徑規(guī)劃中不僅需要判斷有無碰撞發(fā)生，還要計算機器人與障礙物之間的距離及其關于機器人形位的梯度。首先檢測兩者的包圍盒是否相交，若不相交。判斷兩個物體是否有碰撞發(fā)生有兩種方式，一是定性判斷。2．路徑規(guī)劃 機械手路徑規(guī)劃的目標是在兩個作業(yè)點之間生成一條無碰撞路徑。即機械手從起始點開始，經過一系列作業(yè)點，并在各作業(yè)點停留，完成所有作業(yè)后，最終回到起始點的時間最短規(guī)劃算法。機械手運動規(guī)劃的算法建立在已有的各種方法之上，下面簡要分析已有的各種序列規(guī)劃和路徑規(guī)劃方法，以及路徑規(guī)劃過程中的碰撞檢測方法。機械手的一次作業(yè)任務往往有幾十個到上百個作業(yè)點，這些作業(yè)點的加工次序通常是任意的，或者僅僅存在局部的限制(即某幾個作業(yè)點之間存在著固定的前后關系)，序列規(guī)劃的目標就是通過某種算法生成一個能滿足作業(yè)限制的最優(yōu)作業(yè)序列，一般以時間作為規(guī)劃優(yōu)劣的度量標準。序列規(guī)劃是指在一個特定的工作區(qū)域中自動生成一個從起始作業(yè)點開始，經過一系列作業(yè)點。本設計主要任務是完成機械手的結構方面設計，以及氣動回路的設計。為簡化氣路，減少電磁閥的數量，各工作氣缸的緩沖均采用液壓緩沖器。如手臂伸縮氣缸在接近氣缸處安裝兩個快速排氣閥，可以加快啟動速度，也可調節(jié)全程上的速度。本課題將要完成的主要任務如下: