【正文】 (2)油管和管接頭的通徑與閥一致來選取。 長 春理工大學光電信息學院畢業(yè)設計 32 與液壓泵匹配的電動機的選定。液壓泵的最大流量應為： max()plq K q? ? ， pq — 液壓泵的最大流量 max()q? — 同時工作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。 可先估計，一般?。?P?? =（ 5— 8） ? 510aP （ 2）計算液壓泵的流量 maxpiQ Kq? ，式中： K— 泄露折算系數(shù)，一般， K=— （ 3）選擇液壓泵的規(guī)格 長 春理工大學光電信息學院畢業(yè)設計 31 參照設計手冊或產品樣本，選取其額定壓力比 SP 高 25%— 60%，其流量與上述計算一致的液壓泵。 (2)手腕回轉缸。 小結 本章介紹了機械手各部分的計算與分析，分別為手部、腕部、臂部、機身的結構，并進行了計算與校核，在使用中能滿足要求。此次設計機身為地面軌道運動式。又由 2 3bDd?? 螺釘計算 螺釘?shù)膹姸葪l件為 21 []4jQd?????或 1 4 0 .6 5[]jQd cm????（取 1d =8mm） 長 春理工大學光電信息學院畢業(yè)設計 28 式中： 1d — 螺釘?shù)膬葟剑?cm） jQ— 計算載荷（ kgf） []? — 螺釘材料作用拉應力 機身計算與分析 機身是直接支撐和傳動手臂的部件。 為保證連接的緊密性，必須規(guī)定螺釘?shù)拈g距 1t ，進而決定螺釘?shù)臄?shù)目。 cm 當手臂處在俯角為 2? 的位置 2OA 時，驅動力 P通過連桿機構產生的驅動力 22P b c osM ????驅 （ ） 因為： 2221A E A EO E O C E C? ?? ?2tg 2 2 2 2c os E B C O B O C b ??? ? ? ? ? ? 1OC c? 2 2 2sinEC A B b ??? 所以 1 22 2c o s 15s in oba tg cb ???? ???? 則 c os( 15 30 ) 95 05 0. 76 ?oM P b k g c m? ? ?驅 當手臂處在水平位置即 OA?? 為驅動力矩時 c os( 15 30 ) 95 05 0. 76 ?oM P b k g c m? ? ?驅 因為 M M M M? ? ?驅 慣 偏 摩 由于手臂與支柱連軸有振動軸承，摩擦力矩較小 M摩 =0 所以 M M M??驅 慣 偏 驗證油缸是否滿足要求，滿足上仰條件，出于 1? 時 1+ = GG G G G G ?? ? ? ? ? ?總 爪 腕 臂 () 2 2 2 222n11i=nii=GGG G G GG G G GX???? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ????爪 腕 臂爪 腕 臂 () (4)計算偏重力矩 n11i= GM G X?????總偏 () 一般說來，直角和圓柱坐標式機械手位置精度教高；關節(jié)式機械手的位置最難控制，精度差；在手冊上加設定位裝置和自檢測機構，能較好的控制位置精度，檢測裝置最好裝在最后的運動環(huán)節(jié)以減少或消除傳動，嚙合件的間隙。為此，必須計算使之滿足不自鎖的條件。 (2)減少手臂運動件的尺寸輪廓。 ，慣性要小 機械手臂的運動速度是機械手主要參數(shù)之一，它反映機械手的生產水平，一般時根據(jù)生產節(jié)拍的要求來決定。 (3)合理布置作用力的位置和方向 在結構設計時，應結合具體受力情況，設法使各作用力的變形相互抵消。顯然，伸縮臂桿的懸伸長度愈大，則剛度逾差，而且 其剛度隨支臂桿的伸縮不斷變化，對于機械手的運動性能，位置精度和負荷能力等影響很大。手臂的各種運動由油缸驅動和各種傳動機構來實現(xiàn)，從背部的受力情況分析，它在工作中既直接承受腕部，手部和工件的靜動載荷，而且自身運動又較多，故受力復雜。 選鍵并校核強度 轉軸直徑 d=40mm,由 GB109579選鍵為 b? h=12? 8 轉軸直徑 d=50mm,由 GB109579選鍵為 b? h=20? 10 鍵校核如下公式 p? =2T? 310 /kld? [ p? ]， K—— 接觸面的高度 8 32 .24 [ ] 10 413 .20 8 [ ]p a ppph mmmpk h mm????? ? ???? ? ? ??? 取接方式：靜連接，輕微沖擊，查得 []p? =100aP 所以滿足要求 臂部計算與分析 臂部設計的基本要求 手臂部件是機械手的主要執(zhí)行部件。 m) 則擺動所需的驅動力矩 M M M M? ? ?摩 偏 慣 =(kgf R r )2pb（ ? M總 () 式中： M總 — 手腕回轉總的阻力矩（ NM摩 ＝ 阻 力 矩 +265 M= ? ?265 2 9 4 .4 k g0 .9 m?? 確定轉軸的最小尺寸 ? ， TW －抗扭剖面模量 ? ?3 32 9 4 .4 1 0 0 .2T Td?????，查得 ? ? 60 aT MP? ? ? ?3 ?? ?驅 ， 15d mm? ，取轉軸直徑 d=40mm。 MMMM ? ? ?總 偏 摩 慣 () 因為手腕回轉部分的轉動慣量 ? ?J+J工 件不是很大，手腕起動過程所產生的轉動力矩也不大，為了簡化計算，可以將計算 M偏， M摩適當放大，而省 略掉 M慣，這時? ?M M M??總 偏 摩 (1)設手指，手指驅動油缸及回轉油缸轉動件為一個等效圓柱體， L=50cm，直徑D=10cm，則 m=。 ，又承擔聯(lián)接和支承作用，除了保證力和運動的要求以及具有足夠的強度和剛度外還應綜合考慮合理布局腕部和手部的連接、腕部自由度的檢測和位置檢測、管線布置以及潤滑、維修調整等問題。他的結構緊湊，靈活，自由度符合設計要求，它要求嚴格密封才能保證穩(wěn)定的輸出轉矩。 max 100PN? max 3max8GdZ PC?? () 10DC d?? 曲度系數(shù) 1k ＝ ， G－彈簧材料的剪切彈性模量，鋼材 G= ? ?258 10 kgcm? Z=110mm,則活塞缸總長 L=120mm。 ? ? yPtD?? () mm? 現(xiàn)取 t=20mm。夾緊缸的工作壓力應大于復位彈簧的彈力。 計算液壓缸內徑 D和活塞桿直徑 d，由負載可知最大負載 F為 275N。 fF －導軌摩擦阻力負載，對于平導軌 ()f RnF f G F?? RnF －垂直于導軌的工作負載， RnF ＝ 0。 由工業(yè)機械 手設計基礎表 2－ 1查得 N＝ = 25= 長 春理工大學光電信息學院畢業(yè)設計 9 又因為 22 cosbPNc?? （ ） 當 ? 取最小值時，則增力比較大，手指走到最小行程時則有 min ? 則 o min 30? ? 又因為 cos2 NcbP ?理2amin= 12kkPP?? 理實 取安全系數(shù) 1 ? ，工作情況系數(shù) 2 ? 傳動機構的機械效率 ?? 50P kg?實 1 9 . 8 8 1 . 5 1 . 5＝ () 手指夾緊時：夾緊缸活塞移動范圍 L＝ 130mm，其動作時間 t=（由機械手的動作節(jié)拍時間得之），所以夾緊活塞移動得平均速度 v 為： 13 8 .6 71 .5lv cm st? ? ? 運動部件得總重估算 G＝ 10kg 夾緊力 N與驅動力 P的關系： 由于結構左右對稱，在驅動力 P的作用下，每一滑槽杠桿受力相等 圖 在不計摩擦力的情況下 12 12 cosPPP ???， 1? 為夾緊狀態(tài)得傾斜角 1? ＝ 50夾緊工件半徑為 50mm為例 長 春理工大學光電信息學院畢業(yè)設計 10 12 12 cosPPP ???＝ () 根據(jù)各力對回轉支點 1O 的力矩平衡條件，同樣在不計摩擦力的情況下 1 12 cosPCNb PC ???， c為杠桿動力臂，即驅動銷對滑槽杠桿作用力 1p 對支點 1O 的 垂 直距離。 (5)應考慮通用性和特殊要求。 滑槽杠桿式手部設計的基本要求 (1)應具有適當?shù)膴A緊力和驅動力。 本章小結 本章介紹了工業(yè)機械手的組成、規(guī)格參數(shù)、設計路線等內容，這種設計的機械手組成全面，配置合理，能達到一定的使用要求。 機身：它是整個工業(yè)機械手的基礎。 該設計的手臂有三個自由度，采用關節(jié)式坐標（繞橫軸旋轉，上下擺動和左右擺動）關節(jié)坐標式具有較大的工作空間和操作靈活性，機械臂的結構性容易進行優(yōu)化，便于提高機械手的動態(tài)操作性能。傳動機構形式多樣，常用的有：滑槽杠桿式、連桿杠桿式、彈簧式等。工業(yè)機械手在國 民生產中有廣泛的應用，許多機械設備都用到工業(yè)機械手，它是近代自動控制領域內出現(xiàn)的一種新型的技術裝備。 (3)動作準確，可保證穩(wěn)定和提高產品的質量，同時可避免人為操作的錯誤。 (3)沖床有自動上下沖壓循環(huán)，機械手上下料可實現(xiàn)沖壓上產自動化。通用機械手的工作范圍大，定位精度高，通用性強，使用于工件經常變換的中、小批量自動化生 長 春理工大學光電信息學院畢業(yè)設計 4 產。技術還可以是可編程序控制或普通的微機計算機。 2． 記憶再現(xiàn)型工業(yè)機械手 這種工業(yè)機械手由人工通過實驗裝置傳動一遍，由磁帶（或磁鼓）把程序記錄下來，此機械手就自動按記憶的程序重復進行循環(huán)動作。固定程序有凸輪轉鼓和擋塊轉鼓控制：可變程序可插銷板或順序轉動控制來給定程序。按規(guī)格（所搬運工件 的重量）分類： — 搬運重量在 1公斤以下： — 搬運重量在 10公斤以下： — 搬運重量在 50公斤以下： — 搬運重量在 50公斤以上。電氣控制系統(tǒng)采用 OMRON可編程控制器，各種作業(yè)的實現(xiàn)可以通過編程實現(xiàn)。例如鋁型材擠壓成型機鋁棒料的搬運及高溫棒料的自動上料作業(yè)，最大抓取棒料直徑可達 180mm，最大抓握重量可達 30公斤，最大行走距離為 1200mm。雖然這些工業(yè)部門工時不足的問題尖銳，但采用機械手只限于一小部分工序，其原因是，工業(yè)機械手的性能還不能滿足這些部門的要求，適于機械手工作的范圍很狹小，這是主要原因。 因此，這種機械手就具有以下幾個方面的性能： (1）能準確地抓住方位變化的物體； (2）能判斷對象的重量； (3)能自動避開障礙物； (4)抓空或抓力不足時能檢測出來。 國內外實際使用的多是定位控制的機械手，沒有“視覺”和“觸覺”反饋。根據(jù)作業(yè)要求及載荷情況，機械手各關節(jié)運動速度可調。隨著機器人應用的深化和滲透，工業(yè)機械手在汽車行業(yè)中還在不斷開辟著新用途。目前工業(yè)機械手仍大量應用在制造業(yè)，其中汽車工業(yè)占第一位（占 %），電器制造業(yè)第二位（占 %），化工第三位（占%）。s mechanical system. This system may realize 4 degreesof freedom (RPRR R rotation joint P translation joint) the joint manipulator design selects the hydraulic driving system. Thehydraulic driving application is transmission is control is easy . Control systemof this system uses the displacement register and the shift order which general PLC control system of this system can program