【正文】 工業(yè)機器人常用手部典型結(jié)構(gòu)分析 [J]. 機器人技術(shù)與應用 ,2021(2). [19] 氣動機械手的應用現(xiàn)狀及發(fā)展前 景 . [20] 王雄耀 。 機械手理論及應用 [M].中國鐵道出版社， 1985. [15] 蔡春源主編 。機械設計手冊?；Q性與測量技術(shù)基礎，北京：機械工業(yè)出版社 [8] 趙程、楊建民主編。液壓與氣壓傳動，武漢：華中科技大學出版社 [4] 李愛華等 主編。 由于經(jīng)驗知識水平、時間的局限，設計難免有不到之處。這是我們都希望看到的也正是我們進行畢業(yè)設計的目的所在。 （ 5）設計計算 3322 2 . 4 1 2 4 . 0 9 1 0 0 . 8 8 0 . 0 1 6 4 2 2 . 2 9 71 2 0 1 . 6 7? ? ? ? ? ? ??? 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) nm 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，去 nm =，已可滿足彎曲強度。機身重量不大， 選取輸入功率為 ，轉(zhuǎn)速為 12r/min。齒輪傳動用來傳遞任意兩軸間的運動和動力，其圓周速度可達到 300m/s，傳遞功率可達 105KW，齒輪直徑可從不到 1mm 到 150m以上，是現(xiàn)代機械中應用最廣的一種機械傳動。 所以： L=500++D++C=668mm 氣壓缸缸底厚度計算，本氣壓缸選用平行缸底，且缸底無氣孔時 ? ??? ypDh ?，其中 h 為缸底厚度； D? 為氣壓缸內(nèi)徑； yp 為實驗壓力； ??? 為缸底材料的許用應力，氣壓缸選用缸體材料為 45 號鋼， ? ? MPa100?? 。A 為活塞桿導向長度，取 ()D。對于桿長 L 大于直徑 d的 15倍以上，按拉、壓強度計算： ? ?24Fd????? （ ） 設計中活塞桿取材料為 45 剛，故 ??? 100 120Mpa? ，活塞直徑 d=20mm,現(xiàn)在進行校核。 ????????? ?? ? —— 摩擦系數(shù)，對于靜摩擦且無潤滑時： 鋼對青銅：取 u=～ 鋼對鑄鐵：取 u=～ 計算： 導向桿的材料選擇 鋼，導向支撐選擇鑄鐵 39。 2 LaFGa? ????? ????總摩 （ ） 式中 G總 — — 參與運動的零部件所受的總重力（含工件） （ N）； L—— 手臂與運動的零部件的總重量的重心到導向支撐的前端的距離（ mm） a—— 導向支撐的長度（ mm） 。 24 由于導向桿對稱配置，兩導向桿受力均衡，可按一個導向桿計算。 做水平伸縮直線運動的氣壓缸的驅(qū)動力根據(jù) 氣壓缸運動時所克服的摩擦、慣性等幾個方面的阻力，來確定來確定氣壓缸所需要的驅(qū)動力。 （ 4） 活塞桿和齒輪齒條機構(gòu)。 總結(jié)：以上要求是相互制約的，應該綜合考慮這些問題，只有這樣，才能設計出完美的、性能良好的機械手。在速度和回轉(zhuǎn)角速度一定的情況下，減小自身重量是減小慣性的最有效，最直接的辦法，因此，機械手臂部要 盡可能的輕。 臂部運動速度要高，慣性要小：機械手手部的運動速度是機械手的主要參數(shù)之一，它反映機械手的生產(chǎn)水平。手臂的各種運動通常用驅(qū)動機構(gòu)和各種傳動機構(gòu)來實現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作中即直接承受腕部、手部、和工件的靜、動載荷，而且自身運動較多。手臂運動應該包括 3 個運動：伸縮、翻轉(zhuǎn)和升降。氣體經(jīng)單向閥 5，流經(jīng)圖 所示從左到右第二個三位四通電磁閥左位，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向大臂升降氣壓缸的上腔，從而推動機械手做下降運動。 手臂收縮 PLC 指令控制電磁鐵 2DT 通電吸合氣體經(jīng)單向閥 5，流經(jīng)圖 所示從左到右第三個三位四通電磁閥左位，然后直接流向手臂伸縮氣壓缸，從而推動機械手手臂做收縮運動。泵 3供油經(jīng)單向閥 5，流經(jīng)圖 所示從左到右第一個三位四通電磁閥左位，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向大臂回轉(zhuǎn)氣壓缸，從而推動機械手大臂做左右擺動運動。 20 （三）各缸運動過程分析 吸持工件 在整機啟動的情況下，氣體流經(jīng)單向閥，然后 PLC 控制程序指令控制電磁鐵 3DT 通電吸合，此時此二位四通電磁閥處于右位，氣體直接流進右腔，從而拉動滑槽杠桿式結(jié)構(gòu)吸持工件。 手臂延伸 300mm放下工件 手臂收縮 300mm大臂反轉(zhuǎn) 180176。 17 圖 機械手自動方式狀態(tài)圖 4 機械手獨立控制面板設計圖 機械手控制獨立控制面板如 圖 所示 18 圖 機械手控制面板 面板中的啟動和急停按鈕與 PLC的運行程序無關(guān)，這兩個按鈕是用來接通或斷開PLC 外部負載的電源。 14 （二）機械手電氣控制程序 表 步序號 指令 數(shù)據(jù) 步序號 指令 數(shù)據(jù) 步序號 指令 數(shù)據(jù) 1 LD X400 17 AND T453 2 ANI X401 18 ANI T454 31 OUT Y439 3 ANI T450 19 OUT Y435 32 OUT T550 4 OUT Y430 20 OUT T454 K2 5 OUT T450 33 AND T550 K2 21 AND T454 34 ANI T551 6 AND T450 22 ANI T455 35 OUT Y530 7 ANI T451 23 OUT Y436 36 OUT T551 8 OUT Y432 24 OUT T455 9 OUT T451 K2 37 AND X500 25 AND T455 38 ANI T552 10 AND T451 26 ANI T456 39 OUT Y531 11 ANI T452 27 OUT Y437 40 OUT Y532 13 OUT Y433 28 OUT T456 41 OUT T552 14 OUT T452 K3 27 AND T456 15 OUT Y434 28 ANI T457 16 OUT T453 29 OUT Y438 K2 30 OUT T457 15 （三）機械手電氣控制系統(tǒng)圖 1 自動控制系統(tǒng)圖 圖 機械手自動控制系統(tǒng)圖 上圖為機械手自控控制系統(tǒng)圖，他的指令采用 FX1S的專用 PLC控制器控制，他的工作順序是按照上圖中大臂下降開始直至最后一次大臂回轉(zhuǎn)為完成一個完整的工作周期，每個工作段所用的時間在上圖均已標明，從系統(tǒng)啟動到結(jié)束程序，除非系統(tǒng)受到X500停車指令，否則系統(tǒng)均通過各個時間控制器來完成精確的控制。另外機械手還可進行回零等，其有手動控制方式和全自動控制。 機械手的定位系統(tǒng)采取定位塊定位，在設定位置裝置定位塊。自動控制中也分單步、單周期、周期循環(huán)等工作狀態(tài)。 供給閥設置在壓力管路中，選擇一般的換 向閥 AB3 AB41 系列多流體二位二通直動截止電磁換向閥，型號： AB31016，公稱通徑 5mm， AB 接管螺紋 ZG1/8，有效截面面積 ,有效截面面積大于真空發(fā)生器噴嘴兒面積的 4倍，供氣口得連接管內(nèi)徑大于噴嘴直徑的 4倍，減少供給回路的壓力損失。由圖可知，真空度存在最大值 Pzmax，當超過最大值后，即使增加供氣壓力，真空度不但沒有增加反而下降。同意噴嘴直徑， 其耗氣量隨供氣壓力的增加而增加，如圖 。它是由先收縮后擴張的拉瓦爾噴管 負壓腔 和接收管 3等組成，有供氣口、排氣口和真空口，當供氣口的供氣壓力高于一定值后，噴管射出的超聲速射流?？s小后的面積即稱為有效吸附面積，此時的吸盤直徑即稱為有效吸盤直徑。 因為真空壓力會使吸盤變形，所以吸附面積要比吸盤直徑小。如圖 。這樣的真空系統(tǒng) ,尤其對于不需要大流量真空的工況條件更顯出它的優(yōu)越性。而吸持力靠真空系統(tǒng)維持 ,真空的產(chǎn)生可以是由電動機、真空泵以及各種 真空器件所組成的真空系統(tǒng)來提供，也可以由壓縮空氣通過真空發(fā)生器所產(chǎn)生的二次真空來提供。其中圓柱坐標型機械手結(jié)構(gòu)簡單緊湊 ,定位精度較高 ,占地面積小，且根 據(jù)本機械手坐標形式分析分析本機械手臂的運動形式及其組合情況，采用圓柱坐標形式。 （ 3） 本機械手的執(zhí)行系統(tǒng)是手部機構(gòu)。 機械手的動作循環(huán)（工件平放）：真空吸盤吸取工件 大臂上升 大臂回轉(zhuǎn) 手臂延伸 真空吸盤放下工件 手臂收縮 大臂反轉(zhuǎn) 大臂下降。 （三）真空吸盤式氣動機械手工藝方案 設計一套真空吸盤式氣動機械手，它采用圓柱坐標型的運動形式，氣壓傳動，PLC 系統(tǒng)控制。 真空發(fā)生器的原理是：壓縮空氣通過收 縮的噴嘴后，從噴嘴噴射出的高速氣流卷吸周圍的靜止流體和它一起向前流動，從而在接受室形成負壓，誘導二次真空。功能原理先進