【正文】 摩擦系數(shù) h ——— 立柱導(dǎo)套的長度 由手臂升降驅(qū)動(dòng)力的公式得： 總密回慣摩驅(qū) GFFFFF ????? （ 1） 摩F 的計(jì)算 fFF R22?摩 取 ?f 又因?yàn)?NFR 37872 ? 所以 NfFF R 2 ?????摩 （ 2） 慣F 的計(jì)算 經(jīng)計(jì)算 tg vGF ??? 總慣 式中 v? ——— 由靜止加速到常速的變化量 )/( smm 。 尺寸校核 經(jīng)過上面計(jì)算，確定了液壓缸的驅(qū)動(dòng)力 NF 1755?驅(qū) ，因此選擇液壓缸的工作壓力MPaP 1? 。 經(jīng)過以上分析計(jì)算，液壓缸的驅(qū)動(dòng)力為： 1 0 2 ??????? 驅(qū)慣回密摩驅(qū) FFFFFF 所以手臂伸縮驅(qū)動(dòng)力 NF 1755?驅(qū) 尺寸設(shè)計(jì) 根據(jù)表 42 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸內(nèi)徑系列（ JB82666）， 手臂伸縮液壓缸采用 內(nèi)徑 1D =80mm,半徑 R=40mm 的液壓缸。 t? ——— 啟動(dòng)過程時(shí)間 )(t ，一般取 ss ~ 。 L ——— 手臂參與運(yùn)動(dòng)的零部件的總重量的重心到導(dǎo)向支撐前端的距離 )(mm a ——— 導(dǎo)向支撐的長度 )(mm ?? ——— 當(dāng)量摩擦系數(shù)，其值與導(dǎo)向支撐的截面形狀有關(guān)。 慣F ——— 啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)，活塞桿所受平均慣性力。 密F ——— 密封裝置處的 摩擦阻力。通過增設(shè)導(dǎo)桿， 能顯著提高機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)剛度和穩(wěn)定性，比較好的解決了結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性的問題。 導(dǎo)向桿目前常采用的裝置有單導(dǎo)向桿，雙導(dǎo)向桿，四導(dǎo)向桿等， 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)控制和具體工作的要求，機(jī)械手的手臂的結(jié)構(gòu)不能太大，若僅僅通過增大液壓缸的缸徑來增大剛度，是不能滿足系統(tǒng)剛度要求的。 導(dǎo)向裝置 液壓 壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手臂在進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了防止手臂繞軸線轉(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)，應(yīng)該采用導(dǎo)向裝置。因?yàn)橐簤合到y(tǒng)能提供很大的驅(qū)動(dòng)力，因此在驅(qū)蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 共 26 頁 第 10 頁 動(dòng)力和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度都是比較容易實(shí)現(xiàn)的，關(guān)鍵是機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性和剛度的滿足。考慮到搬運(yùn)工件的重量一般，考慮加工工件的質(zhì)量達(dá) 10KG，屬于輕型重量，同時(shí)考慮到機(jī)械手的動(dòng)態(tài)性能及運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，安全性，對(duì)手臂的剛度有較高的要求。 驅(qū)動(dòng)方式：液壓傳動(dòng) （低壓系統(tǒng) ~0 ） 機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案 機(jī)械手的垂直手臂（大臂）升降和水平手臂（小臂）的伸縮運(yùn)動(dòng)都為直線運(yùn)動(dòng)。 至于控制系統(tǒng)和檢測(cè)裝置本文不作研究。由于手臂采用液壓缸，故整體采用液壓驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)，結(jié)構(gòu) 簡單、尺寸緊湊、重量輕、控制方便 。這類驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不需要能量轉(zhuǎn)換，但大多數(shù)電機(jī)后面需安裝精密的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。但是因難于實(shí)現(xiàn)伺服控制，多用于程序控制的機(jī)械手中。 2）氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 具有速度快，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，維修方便、價(jià)格低 等特點(diǎn)。這三類基本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下： 1）液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 具有動(dòng)力大、力（或力矩）與慣量比大、快速響應(yīng)高、易于實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)、精度高等特點(diǎn)。 圖 21 圓柱坐標(biāo)機(jī)械手的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 常用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其特點(diǎn) 工業(yè)常用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，按動(dòng)力源分為液壓、氣動(dòng)和電動(dòng)三大類。 機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)方案 四自由液壓機(jī)械手，確定其自由度為 4。此種機(jī)械手在工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，如焊接、噴漆、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)。 4）關(guān)節(jié)型機(jī)械手結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 關(guān)節(jié)型機(jī)械手的空間運(yùn)動(dòng)是由三個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。其工作空間是一個(gè)類球形的空間。這種機(jī)械手構(gòu)造比較簡單，精度相對(duì)較高，常用于搬運(yùn)作業(yè)。 2）圓柱坐標(biāo)機(jī)械手結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 圓柱坐標(biāo)機(jī)械手的空間運(yùn)動(dòng)是用一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。直角坐標(biāo)機(jī)械手的工作空間為一空間長方體，主要用于直線運(yùn)動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)的位置控制，因此，其運(yùn)動(dòng)位置精度高，但此種類型機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)空間相對(duì)較小，如要達(dá)到較大運(yùn)動(dòng)空間，則要于裝配作業(yè)及搬運(yùn)作業(yè)。各結(jié)構(gòu)形式及其相應(yīng)的特點(diǎn)，分別介紹如下： 1）直角坐標(biāo)機(jī)械手結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 直角坐標(biāo)機(jī)械手的空間運(yùn)動(dòng)是用三個(gè)相互垂直的直線運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。比較細(xì)致的介紹了機(jī)械手的發(fā)展 現(xiàn)狀及發(fā)展 趨勢(shì)，簡要的敘述了本文研究的內(nèi)容。 小結(jié) 本章簡要的介紹了機(jī)械手的基本概念。進(jìn)而運(yùn)用 CAD, ProE 等軟件對(duì)機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)及升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析制圖。 圖 11 四種機(jī)器人坐標(biāo)形式 課題主要研究內(nèi)容 本文研究了國內(nèi)外機(jī)械手發(fā)展的現(xiàn)狀，通過學(xué)習(xí)機(jī)械手的工作原理，熟悉了搬運(yùn)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)機(jī)理。此種機(jī)器人在工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，如焊接、噴漆、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，都廣泛采用這種類型的機(jī)器人。關(guān)節(jié)型機(jī)器人動(dòng)作靈活，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。其工作空間是一個(gè)類球形的空間。其工作空間是一個(gè)圓柱狀 的空間 （ 3）球坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu) 球坐標(biāo)機(jī)器人的空間運(yùn)動(dòng)是由兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，如圖 11,這種機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，但精度不很高。 （ 2）圓柱坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu) 圓柱坐標(biāo)機(jī)器人的空間運(yùn)動(dòng)是用一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，如圖蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 共 26 頁 第 6 頁 。 直角坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間為一空間長方體。但是，這種直角坐標(biāo)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)空間相對(duì)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)尺寸來講，是比較小的。各結(jié)構(gòu)形式及其相應(yīng)的特點(diǎn)，分別介紹如下： （ 1）直角坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu) 直角坐標(biāo)機(jī)器人的空間運(yùn)動(dòng)是用三個(gè)相互垂直的直線運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，如圖a131.?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并記憶人們給予機(jī)械手的指令信息 (如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及時(shí)間 )，同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，必要時(shí)可對(duì)機(jī)械手的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 (3)控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機(jī)械手按規(guī)定的要求運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。目前工業(yè)機(jī)械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位 (或機(jī)械擋塊定位 )系統(tǒng)組成。常用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有液壓傳動(dòng)、 氣壓傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)。 6）機(jī)座 機(jī)座是機(jī)械 手的基礎(chǔ)部分，機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各部件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均安裝于機(jī)座上，故起支撐和連接的作用。滾輪式布為有軌的和無軌的兩種。機(jī)械手的立 I因工作需要，有時(shí)也可作橫向移動(dòng)，即稱為可移式立柱。手臂的作用是帶動(dòng)手指去抓取物件，并按預(yù)定要求將其搬運(yùn)到指定的位置 .工業(yè)機(jī)械手的手臂通常由驅(qū)動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)的部件 (如油缸、氣缸、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等 )與驅(qū)動(dòng)源 (如液壓、氣壓或電機(jī)等 )相配合，以實(shí)現(xiàn)手臂的各種運(yùn)動(dòng)。傳力機(jī)構(gòu)型式較多時(shí)常用的有 :滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。指數(shù)有雙指式、多指式和雙手雙指式等。手指結(jié)構(gòu)取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位(是外廓或是內(nèi)孔 )和物件的重量及尺寸?；剞D(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，故應(yīng)用較廣泛。夾持式手部由手指 (或手爪 )和傳力機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。 1）手部 即與物件接觸的部件。 機(jī)械手的組成 機(jī)械手的組成 機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測(cè)裝置等所組成。 (6)當(dāng)代