【正文】 。在此我還要感謝研究生，正是由于她的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。參考文獻(xiàn)[1] [M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，~28.[2] SMC(中國(guó))[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，~37.[3] 隋立明， [J].機(jī)床與液壓，2007, 35(6):218~219.[4] Qiu Yangzhen, Lin Yimeng. Research and Applications of High Precision Pneumatic Pressure and Pneumatic[J]. 2006, 28(4):55~56.[5] (氣動(dòng)機(jī)械手)的發(fā)展及應(yīng)用[J].液壓與氣動(dòng)技，1999, 12(5):13~16.[6] 姜繼海，宋錦春，[M].高等教育出版社，~54.[7] ，．Modeling and control of McKibben artificial muscle robot actuators[J]．IEEE Control System Magazine，2000, 27(6):15~38.[8][M].機(jī)械工業(yè)出版社，~22.[9] 杜來(lái)林，[M].北京大學(xué)出版社，~13.[10] [M].機(jī)械工業(yè)出版社，~110.[11] [德]Wemer Deppert ——低成本綜合自動(dòng)化[M].李寶仁，~64.[12] 王孝華，趙中林，[M].機(jī)械工業(yè)出版社，~22.[13] [美]Saeed B．Niku．機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論——分析、系統(tǒng)及應(yīng)用[M].孫富春，朱紀(jì)洪，劉國(guó)棟等譯．孫增圻，~57.[14] 齊進(jìn)凱，[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2000, 22(2):257~258.[15] [M].北京：清華大學(xué)出版社，~155.[16]Tbndu B， Modeling and control of mckibben artificial muscle robot aetuatom[J]．IEEE Control systems Magazine 2000, 5(7):15~38.[17] [M].重慶大學(xué)出版社，~124.[18] [J].液壓與氣動(dòng)，1998, 16(2):1~3.[19] [J].液壓與氣動(dòng)，1991, 5(2):2~3.[20] [J].液壓與氣動(dòng)，1994, 5(1):39~41.[21] of pneumatic process in the continuous control of motion with pressed airL[M].Trans of ASME,~241.[22] Zhou Hong. Intelligent pneumaticThe latest trend in pneumatic actuators and control systems[M].Proceeding of the 4th International Conference on Fluid Power Transmission and Control,~348.[23] 陸鑫盛，[M].上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，~89.[24] 陳新元，[J].液壓與氣動(dòng)，2007, 13(3):46~47.[25] 蔡自興．機(jī)器人學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，~60.[26] 路甬祥. 液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社,~12.[27] 隋立明,王祖溫,[J]., 10(9):7~8.[28] 劉辛軍，汪勁松，高峰，[J].中國(guó)機(jī)械工程，2002, 13(2):101~104.[29] 吳偉國(guó)，鄧喜君，[J].中國(guó)機(jī)械工程，1999, 10(12):1345~1346.[30] 毛君,[J].煤礦機(jī)械，2006, 27(6):990~994.[31] [M].機(jī)械工業(yè)出版社，~66.[32] 隋立明，譚世江，趙鐵，[J].液壓與氣動(dòng). 2008, 17(2):48~49.致 謝本畢業(yè)論文是在我的導(dǎo)師教授的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。)肘關(guān)節(jié)Y軸方向 (，)（3）腕關(guān)節(jié)腕關(guān)節(jié)X軸方向 (，)腕關(guān)節(jié)Z軸方向 (，)該機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)4個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，氣動(dòng)肌肉具有控制精確的特點(diǎn)，在抓取物品等進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的動(dòng)作，基本滿足了實(shí)際應(yīng)用需要。各個(gè)關(guān)節(jié)的最大運(yùn)動(dòng)范圍如下：（1）肩關(guān)節(jié)第一肩關(guān)節(jié) (，)第二肩關(guān)節(jié) (，)（2）肘關(guān)節(jié)肘關(guān)節(jié)X軸方向 ( 186。在此過(guò)程中無(wú)干涉現(xiàn)象，說(shuō)明此次設(shè)計(jì)的氣動(dòng)機(jī)械手能在預(yù)期的范圍內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。在此過(guò)程中無(wú)干涉現(xiàn)象，說(shuō)明此次設(shè)計(jì)的氣動(dòng)機(jī)械手能在預(yù)期的范圍內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。此過(guò)程中無(wú)干涉現(xiàn)象，通過(guò)通過(guò)測(cè)量極限位置的角度，得到=，所以腕關(guān)節(jié)繞X軸的實(shí)際最大運(yùn)動(dòng)范圍為(，)。在仿真過(guò)程中，無(wú)干涉現(xiàn)象，通過(guò)測(cè)量極限位置的角度，得到= ，所以腕關(guān)節(jié)繞Z軸的實(shí)際最大運(yùn)動(dòng)范圍為(，)。（a）運(yùn)動(dòng)前 （b）運(yùn)動(dòng)后圖45 肘關(guān)節(jié)Y軸方向仿真效果圖腕關(guān)節(jié)在X軸方向上的零件尺寸已經(jīng)根據(jù)肘關(guān)節(jié)在X軸方向的零件尺寸進(jìn)行修改。（a1）運(yùn)動(dòng)前 （a2）運(yùn)動(dòng)后（a） 向上轉(zhuǎn)動(dòng)（b1）運(yùn)動(dòng)前 （b2）運(yùn)動(dòng)后（b）向下轉(zhuǎn)動(dòng)圖44修改后肘關(guān)節(jié)X軸方向仿真效果圖肘關(guān)節(jié)Y軸方向運(yùn)動(dòng)前后的位置如圖45（a）和45（b）所示。 186。修改后的肘關(guān)節(jié)X軸方向運(yùn)動(dòng)到極限位置的效果圖如圖44所示。（a1）運(yùn)動(dòng)前 （a2）運(yùn)動(dòng)后（a） 向上轉(zhuǎn)動(dòng)（b1）運(yùn)動(dòng)前 （b2）運(yùn)動(dòng)后（b）向下轉(zhuǎn)動(dòng)圖43肘關(guān)節(jié)X軸方向仿真效果圖其中原因①是無(wú)法解決的，不過(guò)可以通過(guò)增加擋板的長(zhǎng)度來(lái)增加向上轉(zhuǎn)過(guò)的角度；原因②可以通過(guò)增加擋板上的鉸鏈點(diǎn)的距離（如圖33）即AB=2a的長(zhǎng)度來(lái)改善，值得一提的是改變a的長(zhǎng)度，A點(diǎn)不能運(yùn)行到A1的位置，這里取a=25mm。在此過(guò)程中，均發(fā)生干涉現(xiàn)象，發(fā)生圖（a）現(xiàn)象的原因是：①肘關(guān)節(jié)有一塊擋板連接板，向上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)氣動(dòng)肌肉碰到擋板連接板而發(fā)生干涉；②由于擋板上的鉸鏈點(diǎn)的距離太近，在運(yùn)動(dòng)到極限位置之前，兩對(duì)氣動(dòng)肌肉就已發(fā)生了干涉。在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，無(wú)干涉現(xiàn)象，通過(guò)測(cè)量極限位置的角度，得到=，所以第二肩關(guān)節(jié)繞X軸的實(shí)際最大運(yùn)動(dòng)范圍為(，)。在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，無(wú)干涉現(xiàn)象，通過(guò)測(cè)量極限位置的角度，得到=，所以第一肩關(guān)節(jié)繞Z軸的實(shí)際最大運(yùn)動(dòng)范圍為(，)。仿真時(shí)，氣動(dòng)肌肉作為動(dòng)力源，極限位置是氣動(dòng)肌肉與轉(zhuǎn)動(dòng)軸（鉸鏈點(diǎn)）在同一條直線上，即出現(xiàn)死點(diǎn)的位置。首先在Pro/E中建立氣動(dòng)機(jī)械手關(guān)節(jié)的三維模型，然后完成整個(gè)機(jī)械手的裝配，設(shè)置關(guān)節(jié)的安裝位置為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的初始位置，添加驅(qū)動(dòng)和約束，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。在Pro/E環(huán)境下進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真分析,不需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)建模、也不需要復(fù)雜的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編程,而是以實(shí)體模型為基礎(chǔ),集設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析于一體,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析的參數(shù)化和全相關(guān),反映機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況[32]。在整體設(shè)計(jì)后, 通過(guò)仿真可以模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng),從而檢查機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,是否發(fā)生干涉，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)軌跡校核。結(jié)合本次設(shè)計(jì)的氣動(dòng)機(jī)械手，仿真的內(nèi)容是(1)第一肩關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)仿真；(2)第二肩關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)仿真；(3)肘關(guān)節(jié)X軸方向的運(yùn)動(dòng)仿真；(4)肘關(guān)節(jié)Y軸方向的運(yùn)動(dòng)仿真；(5)腕關(guān)節(jié)X軸方向的運(yùn)動(dòng)仿真；(6)腕關(guān)節(jié)Z軸方向的運(yùn)動(dòng)仿真；(7)第一、二肩關(guān)節(jié)，肘關(guān)節(jié)X軸方向，腕關(guān)節(jié)X軸方向的運(yùn)動(dòng)仿真；(8)第一、二肩關(guān)節(jié)，肘關(guān)節(jié)Y軸方向，腕關(guān)節(jié)Z軸方向的運(yùn)動(dòng)仿真。在運(yùn)動(dòng)仿真過(guò)程中，對(duì)結(jié)構(gòu)零件不斷進(jìn)行修改，最終滿足設(shè)計(jì)要求[31]。由此可以得到腕關(guān)節(jié)兩塊擋板的兩個(gè)鉸鏈點(diǎn)之間的距離為2a=64mm。（2）Z軸方向上的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)腕關(guān)節(jié)Z軸方向上的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖與肘關(guān)節(jié)Y軸方向的一樣，因此直接得到結(jié)果：取最大值a=32mm時(shí)，tan取得最大值，tan=，得=。腕關(guān)節(jié)繞Z軸的理論最大運(yùn)動(dòng)范圍為(，)。 腕關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)腕關(guān)節(jié)加上小臂的結(jié)構(gòu)等同于肘關(guān)節(jié)加上大臂的結(jié)構(gòu)，因此肘關(guān)節(jié)的零件尺寸確定于腕關(guān)節(jié)的零件尺寸確定完全一樣，唯一不同的是肘關(guān)節(jié)是X，Y軸方向，腕關(guān)節(jié)是X，Z軸方向。所以肘關(guān)節(jié)繞Y軸的理論最大運(yùn)動(dòng)范圍為(，)。CD1=COD1O= =234mm (322) 由公式(322)可得mm (323)已知C1OB1=2 (324)其中C1O=CO= = B1O=R===arctanarctan代入公式(324)可得mm (325)根據(jù)氣動(dòng)肌肉的結(jié)構(gòu)，在安裝時(shí)，2a24mm， 即 a12mm (326)有(323)、(325)、(326)式得 mm可知 tan=，由于aL，所以取最大的a時(shí)，可以得到最大的tan，也就是最大的,在這里取a=32mm。由于DOCBOC1，所以BOC1=DOC =。設(shè)OA= a，AD= b，DC=L。假定CAOA1C1是肘關(guān)節(jié)開(kāi)始的運(yùn)動(dòng)位置，D，B可繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn),作以O(shè)點(diǎn)為圓心，OD為半徑的圓。由此可以得到第三肩關(guān)節(jié)的兩個(gè)鉸鏈點(diǎn)之間的距離為2a=24mm。（4）確定tan====得 = 186。B1C12b+Lmax=245+280=370mm。當(dāng)a0時(shí)，=90186。設(shè)為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)的最大角度，可知AOC1=，BOB1=。（2）確定L根據(jù)氣動(dòng)肌肉的型號(hào)，選定沒(méi)有充氣時(shí)長(zhǎng)度為230mm的氣動(dòng)肌肉，其最大運(yùn)動(dòng)行程是原始長(zhǎng)度的20%，在運(yùn)動(dòng)的開(kāi)始位置，取其最大收縮長(zhǎng)度的一半