【正文】 我將銘記我曾是一名 哈爾濱理工大學的 學子，在今后的工作中把 薄厚悠遠 的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚光大。在大學階段，我在學習上和思想上 受益非淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的。 其次，結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，綜合考慮外形美觀、結(jié)構(gòu)小巧、實用性、剛度、強度等諸多因素。 （ 4） 可以實現(xiàn)無間隙運動，運動平穩(wěn)。 哈爾濱理工大學學士學位論文 34 結(jié)論 在社會的發(fā)展中，人類追求效率的提高，離不開機器人的幫助，機械手作為機器人重要的一部分，關(guān)系著機器人發(fā)展的步伐快慢。 俯仰油缸活塞桿校核 ： 2d /4P??π= MPa 哈爾濱理工大學學士學位論文 31 查表 15— 1 得到： ? ?=650 aMP? 所以： ?? ??? 活塞桿強度條件滿足。 2． 穩(wěn)定性 校核： 條件： kkPP n? （ 52） 其中 kP —— 臨界力 ； kn 取 2~4 ； l?? ?? ? 取 ， L取 40mm ? =d/4 = 5mm 則： l?? ?? =4 2? =60 腕部回轉(zhuǎn)油缸活塞桿校核 在本設(shè)計中，手爪夾緊油缸腕部等效成一個圓柱體，由上面的論述可知，該圓柱體重量是 33N。 1． 本機械手臂上下活動的范圍為 30 度，以下為俯仰缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計： 圖 47 俯仰缸設(shè)計 1— 底座 2— 大臂 3— 小臂 4— 俯仰缸 1 124L mm? 活塞總長 2 80L mm? 活塞桿內(nèi)部工作的長度 3 100L mm? 手臂機構(gòu)受力圖如下： 如圖 48 手部機構(gòu)受力圖 設(shè)：驅(qū)動力為 P，則經(jīng)過計算： oM (F)=0? 32? 400 – ? 124 – ? 80 – P ? 124 =0 P = 所以：取油缸內(nèi)徑為 32mm，活塞直徑為 20mm 缸臂為 ， 缸蓋四顆雙頭螺柱 M6 2. 雙頭螺柱的校核： 0? = `s+?? 式子中： ? — 工作載荷 `s? —— 預緊力 ? =P驅(qū) / Z = kgf 螺釘?shù)膹姸葪l件為： ? ?214j= dQ???合 π 哈爾濱理工大學學士學位論文 22 ?合 = kgf / 3cm ? ? 3s 2400= = = 1 2 0 0 k g f /c mn2?? 所 以： ? ????合 , 即是取 M8 合格。則重量 m=pv =pπ D2L/4 （ 49） =6kg 取物重 10kg 平均直徑 D=50mm， 則由 G=mg=pvg 所以： L=4m / pπ D2 = 653mm （ 410） 將手部等效為 150mm，直徑為 60mm 的圓柱體，則 m=pv= 哈爾濱理工大學學士學位論文 14 （ 411） 其中： 2 2 2m122m12J = R + m x 0 . 2 1 .J = + m x = 2 .1 k g . mk g m?22 2 2工 件（ 1 + 3 ）（ 1 3 R ） + 所以： M 0 .01 7 5 J + Jt??慣 工 件 起（ ） = ，擺動體重心偏移所需力矩 =m l +m l =10 + = mM??手 手偏 工 件 工 件 （ 412） ： 121121=+= b b3 b rM M MM R PM???封 封 封封CP封公 式 中 ：（ R ） PR （ 413） 腕部擺動時受力圖如下 : 圖 43 腕部擺動受力圖 M 0 .01 7 5 J + J t??慣 工 件起（ ）哈爾濱理工大學學士學位論文 15 其中 ?? 50b mm? 1 5b mm? 45R mm? 20r mm? 10MPap取 cpR 3 2 .52Rr mm??? 則 1M封 = 2M封 = 12=+M M M封 封 封 = = kgfm （ 414） ： D / 2 22pd / 2= b p d = b /2 ( R r ) pM ?回 回 回 （ 415） 其中：取 p回 =1MP b=60mm R=35mm r= 20mm 則 ： D / 2 22pd / 2= b p d = b /2 ( R r ) pM ?回 回 回 == ： =+M M M M M??驅(qū) 回偏 封 慣 = + + + =14. 19kgf 22 =d4PP221實 π（ D ） （ 45） 1 2 3 1 16P120 m m m mPN K K K G K P D m mD? ? ?實實 2π （ ）取 為 ， 所 以 d 為 10mm , 壁 厚 取 10 。 本章小結(jié) 本章對機械手的基本參數(shù)進行了確定，并且繪制出了總體外觀圖及液壓原理圖，同時對液壓原理圖的工作原理進行了電磁鐵的動作表繪制，對工作周期做了具體介紹。 在參考了眾多機械手手部 的結(jié)構(gòu)后，結(jié)合自己的設(shè)計要求，現(xiàn)在設(shè)計出如上圖的液壓機械手及其驅(qū)動液壓原理裝置。 (10) 電磁鐵 6通電，小臂伸縮油缸回縮，實現(xiàn)小臂的軸向定位。 15176。 — 90176。 （ 2） 調(diào)速范圍大，還可以無極調(diào)速，適用于不同的工作要求。 3． 運動范圍 關(guān)節(jié) 3 結(jié)構(gòu)的運動范圍和形狀取決于大臂和小臂的長度比，本機械手大臂長 600mm，小臂長 800mm，具體范圍見后圖。 2． 驅(qū)動系統(tǒng) 用來為各個部件的運動提供動力，是實現(xiàn)一切運動的動力來源，有氣動、液動電動和機械式四種形式，根據(jù)設(shè)計要求和各自的優(yōu)點和缺點，本控制系統(tǒng) 驅(qū)動系統(tǒng) 執(zhí)行系統(tǒng) 哈爾濱理工大學學士學位論文 5 機械手采用液壓驅(qū)動實現(xiàn)，五個自由度。 由于本設(shè)計并沒有工業(yè)實際的問題的要求，也就是沒有要功能模塊的具體設(shè)計，并且，設(shè)計者所希望的創(chuàng)新性也大過實用性。 本章小結(jié) 本章介紹了五自由度液壓搬運機械手的設(shè)計研究背景及其研究現(xiàn)狀，列舉了一些國家的研究成果，重點講述了機械手的研究在現(xiàn)實中的應用領(lǐng)域，還介紹了機械手的優(yōu)點及發(fā)展前景。 （ 3）運動靈活精確，能夠延伸到人手所不能到達的空間區(qū)域內(nèi)進行工作，而不受外界因素的干擾。 表 11 機械手在各個行業(yè)所占比例 （ %） 年份 裝 配 弧焊 噴漆 點焊 樹脂成型 鍛鑄熱處理 機械加工 其他 2022 2022 11， 0 2022 機械手的研究意義及其本身優(yōu)點 機械手的研究意義 機械人手技術(shù)是近 30 年來發(fā)展比較快的一種新技術(shù)，機械手是一門新興的的綜合性科學，他設(shè)計機械設(shè)計制造控制工程計算機傳感技術(shù)仿真生學，人工智能等領(lǐng)域 ，工業(yè)機械手是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的重要設(shè)備，它本身是機電一體化的典型產(chǎn)品 。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運和長期頻繁，單調(diào)的 操作，如果沒有機械手那么工人的勞動強度是很高的，有時候還要用行車員工件，生產(chǎn)速度大大延緩，這種情況采用機械手是很有效的。 70 年代，美國克萊斯勒汽車公司的 32 條沖繩自動線的 448 臺沖床，全部采用了機械手傳送工件。 機械手自六十年代以來問世以來，發(fā)展非常迅速。哈爾濱理工大學學士學位論文 I 五自由度液壓搬運機械手設(shè)計 哈爾濱理工大學學士學位論文 II 目錄 第 1 章 緒論 ........................................................................................................ 1 課題背景及研究現(xiàn)狀 ................................................................................ 1 機械手的研究意義及 其本身優(yōu)點 ........................................................... 2 機械手的研究意義 .......................................................................... 2 機械手本身的優(yōu)點 .......................................................................... 2 本章小結(jié) .................................................................................................... 3 第 2 章 總體方案設(shè)計 ........................................................................................ 4 設(shè)計目標 .................................................................................................... 4 總體方案分析 ............................................................................................ 4 ........................................................................... 4 ........................................................................... 4 搬運機械手的運動及驅(qū)動方式 ................................................................ 5 本章小結(jié) .................................................................................................... 7 第 3 章 基本參數(shù)及二維外觀圖 ........................................................................ 8 基本參數(shù) .................................................................................................... 8 總體外觀圖 ................................................................................................ 8 ....................................................................................... 8 .........................