【正文】 四年的求學(xué)即將劃上句號(hào)，收拾行囊、開(kāi)始新征途的日子悄然逼近，回頭看看走過(guò)的路，無(wú)限感慨，揮揮手，卻依然不想說(shuō)再見(jiàn)！ 。再次感謝我的家人。在此謹(jǐn)向 趙老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。在設(shè)計(jì)過(guò)程種，老師耐心細(xì)致地為我檢查設(shè)計(jì)書(shū)，檢查畫(huà)的圖紙，指出需要修改的地方。電子工業(yè)出版社178。 . [6]龔振幫編178。機(jī)械零件手冊(cè)178。冶金工業(yè)出版社178。 [4]東北工學(xué)院 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 編寫(xiě)組編178。機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)178。華工科技大學(xué)出版社178。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 參考文獻(xiàn) [1]何存興編178。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中的探索的艱難和成功的喜悅。 二、今后研究方向 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少 知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。目前我國(guó)很多地區(qū)的企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)設(shè)備還比較落后且大部分工序都是通過(guò)人工來(lái)完成的，而機(jī)械手成本比較低且操作簡(jiǎn)單很適合中小企業(yè)的發(fā)展要求。 氣 缸由手動(dòng)換向閥 D 控制上、下移動(dòng)，其油路為 進(jìn)油路： 氣 泵 ABCD氣 缸上腔 總結(jié)與展望 23 總結(jié)與展望 一、總結(jié) 通過(guò)對(duì)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)要求和動(dòng)作行程分析，確定了機(jī)械手的坐標(biāo)形式、自由度和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，確定了機(jī)械手的主要技術(shù)參數(shù)，完成了機(jī)械手的 氣 缸設(shè)計(jì)和 氣 元件選擇，機(jī)械手技術(shù)是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，機(jī)械自動(dòng)化作為工業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向，它有著廣闊的市場(chǎng)，屬于實(shí)際需要去研制的一種項(xiàng)目。 氣 缸由手動(dòng)換向閥 B 控制上、下移動(dòng)，其油路為 進(jìn)油路 :氣 泵 AB平衡閥 6 中的單向閥 氣 缸無(wú)桿腔 回油路： 氣 缸有桿腔 BCD油箱 3 手臂的伸縮支路 手臂伸縮支路的執(zhí)行元件是一個(gè) 氣 缸，它的伸縮運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)手臂的左、右移動(dòng) 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 氣壓原理 圖 圖 41 氣 壓原理 圖 1 過(guò)濾器， 2（ 16）截止閥， 3 單向定量 氣 泵， 4 溢流閥， 5 回轉(zhuǎn) 氣 馬達(dá)， 6（ 12）平衡閥， 8(11)可調(diào)節(jié)流閥， 9（ 10） 氣 缸， 14 夾緊缸， 15 壓力表， 17 不可調(diào)節(jié)流閥 1 轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)支路 回轉(zhuǎn)支路的執(zhí)行元件是一個(gè)大轉(zhuǎn)矩 氣 馬達(dá)，它能雙向驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)。 表 44 氣 泵的總效率 氣 泵類型 齒輪泵 螺桿泵 葉片泵 柱塞泵 總效率 ～ ～ ～ ～ ② 在工作循環(huán)中，泵的壓力和流量有 顯著變化時(shí)，可分別計(jì)算出工作循環(huán)中各個(gè)階段所需的驅(qū)動(dòng)功率，然后求其平均值，即 p= 2 2 21 1 2 2 n n 1 2 nt p + t p + + t p / t + t + + t （ 415） 式中： t1， t2， ? ， tn為 1個(gè)工作循環(huán)中各階段所需的時(shí)間 (s)； P1， P2， ? ， Pn為 1個(gè)工作循環(huán)中各階段所需的功率 (kW)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 (4)確定驅(qū)動(dòng) 氣 泵的功率。 上面所計(jì)算的最大壓力 pB是系統(tǒng)靜態(tài)壓力，系統(tǒng)工作過(guò)程中存在著過(guò)渡過(guò)程的動(dòng)態(tài)壓力，而動(dòng)態(tài)壓力往往比靜態(tài)壓力高得多，所以泵的額定壓力 pB 應(yīng)比系統(tǒng)最高壓力大25%～ 60%，使 氣 泵有 1定的壓力儲(chǔ)備。 ③ 當(dāng)系統(tǒng)使用蓄能器時(shí)， 氣 泵流量按系統(tǒng)在 1 個(gè)循環(huán)周期中的平均流量選取，即 qB=??Z1i ViK/Ti （ 413） 式中： Vi為 氣 缸在工作周期中的總耗油量 (m3)； Ti為機(jī)器的工作周期 (s)； Z 為 氣 缸的個(gè)數(shù)。 ① 多 氣 缸同時(shí)動(dòng)作時(shí)， 氣 泵的流量要大于同時(shí)動(dòng)作的幾個(gè) 氣 缸 (或馬達(dá) )所需的最大流量，并應(yīng)考慮系統(tǒng)的泄漏和 氣 泵磨損后容積效率的下降，即 qB≥K(Σq) max(m3/s) （ 412） 式中： K 為系統(tǒng)泄漏系數(shù)， 1 般取 ～ ，大流量取小值，小流量取大值； (Σq) max為同時(shí)動(dòng)作的 氣 缸 (或馬達(dá) )的最大總流量 (m3/s)。105Pa) 單向閥 ～ 背壓閥 3～ 8 行程閥 ～ 2 轉(zhuǎn)閥 ～ 2 換向閥 ～ 3 節(jié)流閥 2～ 3 順序閥 ～ 3 調(diào)速閥 3～ 5 (2)確定 氣 泵的流量 qB。105Pa) 閥名 Δp n(179。 表 43 常用中、低壓各類閥的壓力損失 (Δp n) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 閥名 Δp n(179。10 5Pa，用調(diào)速閥及管路復(fù)雜的系統(tǒng) ΣΔp 為 (5～ 15)179。 氣 壓 元件的選擇 一， 氣 泵的確定與所需功率的計(jì)算 泵的確定 (1)確定 氣 泵的最大工作壓力。 氣 馬達(dá)所需流量 氣 馬達(dá)的最大流量： qmax=vm178。 二、 氣 馬達(dá)的設(shè)計(jì)計(jì)算 氣 馬達(dá)排量 氣 馬達(dá)排量根據(jù)下式?jīng)Q定： vm=(m3/r) （ 49） 式中： T為 氣 馬達(dá)的負(fù)載力矩 (N178。若不滿足此要求時(shí)，則需重新選定 氣 缸 的工作壓力，使工作壓力低 1 些，缸的有效工作面積大 1 些，所需最小流量 qmin也大 1些，以滿足上述要求。v min(m3/s) 式中： vmin為 氣 缸的最小速度。v max (m3/s) （ 48） 負(fù)載 /N ＜ 5000 500～10000 10000～20210 20210～30000 30000～50000 ＞ 50000 工作壓力/MPa ≤ ～ 1 ～ 2 ～ 3 3～ 4 4～ 5 ＞ 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 式中： A 為 氣 缸的有效面積 A1 或 A2(m2)； vmax為 氣 缸的最大速度 (m/s)。 如表 4表 42所示。 (2)考慮經(jīng)濟(jì)和重量因素，壓力選得低，則元件尺寸大，重量重；壓力選得高 1 些，則元件尺寸小，重量輕，但對(duì)元件的制造精度，密封性能要求高。設(shè)計(jì)符合要求。 該極限力與 氣 缸的安裝方式、活塞桿直徑及行程有關(guān)。因此，活塞桿內(nèi)徑要盡可能大，假設(shè)取 d=70mm, d0 =56mm. 校核如下 :(按縱向彎曲極限力計(jì)算 ) 氣 缸承受縱向推力達(dá)到極限力 Fk 以后，活塞桿會(huì)產(chǎn)生軸向彎曲，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。 手臂伸縮 氣 缸的設(shè)計(jì) 1．驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 根據(jù)手臂伸縮運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力公式 :F=Ff + tm??? （ 42） 其中，由于手臂運(yùn)動(dòng)從靜止開(kāi)始，所以△ v=v, 摩攘系數(shù) :設(shè)計(jì) 氣 缸材料為 ZL3，活 塞材料為 45 鋼，查有關(guān)手冊(cè)可得 f=計(jì)算 :手臂伸縮部分主要由手臂伸縮 氣 缸、手臂回轉(zhuǎn) 氣 缸、夾緊 氣 缸、手爪及相關(guān)的固定元件組成。因轉(zhuǎn)柱和手臂用螺栓連接，故手臂作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在本機(jī)械手中，手臂回轉(zhuǎn)裝置由回轉(zhuǎn)缸體、轉(zhuǎn)軸、定片、回轉(zhuǎn)定位塊、回轉(zhuǎn)中間定位塊等組成。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 P 背 —— 氣 缸非工作腔壓力 (即背壓 )所造成的阻力 (N)，若非工作腔與 油箱相連時(shí)，則 P 背 =0 手臂作水平伸縮時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力 : 圖 41 手嘴伸出時(shí)的受力狀態(tài) 手臂升降和回轉(zhuǎn)部分 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 手臂升降裝置由轉(zhuǎn)柱、升降缸活塞軸、升降缸體、碰鐵、可調(diào)定位塊、定位拉桿、定位塊聯(lián)接盤(pán)和導(dǎo)向桿等組成。 P 摩 —— 摩擦阻力 (包括導(dǎo)向裝置和活塞與缸壁之間的摩擦阻力 )(N)。在單桿活塞 氣 缸中，由于 氣 缸的兩腔有效工作面積不相等，所以左右兩邊的驅(qū)動(dòng)力和壓力之間的關(guān)系式不一樣。在本機(jī)械手中，采用的是單導(dǎo)向桿作為導(dǎo)向裝置，它可以增加手臂的剛性和導(dǎo)向性。同時(shí) ， 氣 驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手手臂在進(jìn)行伸縮 (或升降 )運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了防止手臂繞軸線發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作 用，以增加手臂的剛性，在設(shè)計(jì)手臂結(jié)構(gòu)時(shí)，必須采用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向裝置。 手臂伸縮 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 手臂的伸縮是直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)采用的是 氣 驅(qū)動(dòng)的活塞 氣 缸。手臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)是通過(guò)立柱來(lái)實(shí)現(xiàn)的，立柱的橫向移動(dòng)即為手臂的橫移。 缸筒壁厚的設(shè)計(jì) 缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有一定厚度。 氣缸的直徑 本氣缸屬于單向作用氣缸。N tg? ?????? 所以 Rbp 2? N )(245 N? (3)實(shí)際驅(qū)動(dòng)力 : 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 ? 21KKpp ?實(shí)際 因?yàn)閭髁C(jī)構(gòu)為齒輪齒條傳動(dòng)，故取 ?? ，并取 ?K 。 (四 )具有足夠的強(qiáng)度和剛度 手指除受到被夾持工件的反作用力外，還受到機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的 慣性力和振動(dòng)的影響，要求有足夠的強(qiáng)度和剛度以防折斷或彎曲變形，當(dāng)應(yīng)盡量 使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉(zhuǎn)軸線上，以使手腕的扭 轉(zhuǎn)力矩最小為佳。 (三 )保證工件準(zhǔn)確定位 為使手指和被夾持工件保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應(yīng)的手指形狀。手指的開(kāi)閉角應(yīng)保證工件能順利進(jìn)入或脫開(kāi)，若夾持不同直徑的工件，應(yīng)按最大直徑的工件考慮。 設(shè)計(jì)時(shí)考慮的幾個(gè)問(wèn)題 (一 )具有足夠的握力 (即夾緊力 ) 在確定手指的握力時(shí)，除考慮工件重量外，還應(yīng)考慮在傳送或操作過(guò)程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)，以保證工件不致產(chǎn)生松動(dòng)或脫落?；剞D(zhuǎn)型手指開(kāi)閉角較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，應(yīng)用廣泛。當(dāng)二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的兩個(gè)回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的距離縮小到無(wú)窮小時(shí)，就變成了一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指 。