【正文】 下運動。 kg WD 為蝸桿下置式一級傳動的阿基米德圓柱蝸桿減速器。用來降低轉(zhuǎn)速和增 轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要。外殼防護等級為 IP44，冷卻方式為 I（ 014）即全封閉 自扇冷卻，額定電壓為 380V，額定功率為 50HZ。 如圖 Y90S4 電動機技術(shù)數(shù)據(jù)所示： 型號 額定功率KW 滿載時 堵轉(zhuǎn)電流 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 電流A r/min轉(zhuǎn) 速 效率 % 功率因素 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 Y90S4 1400 79 圖 Y90S4 電動機技術(shù)數(shù)據(jù) 帶動機身回轉(zhuǎn)的電機： 〖 10〗 初選轉(zhuǎn)速 W=60186。 帶動臂部升降的電機： 〖 10〗 初選上升速度 V=100mm/s P=6KW 東北大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 所以 n=（ 100/6） 60=1000轉(zhuǎn) /分 選擇 Y90S4 型電機，屬于籠型異步電動機。 電機的選擇 機身部使用了兩個電機，其一是帶動臂部的升降運動；其二是帶動機身的回轉(zhuǎn)運動。由螺柱配合導致了手臂的上下運動。臂部可沿機座立柱作升降運動，獲得較大的升降行程。本課題機械手的機身設(shè)計成機座式，這樣機械手可以是獨立的，自成系統(tǒng)的完整裝置，便于隨意安放和搬動，也可具有行走機構(gòu)。因此，臂部的運動愈多，機身的結(jié)構(gòu)和受力情況就愈復雜，機身既可以是固定式的，也可以是行走式的 ,如圖 所示。/s 手部 工作壓強 P==3500/=F1/S （ ） 第三 章 機身機座的結(jié)構(gòu)設(shè)計 機身的直接支承和傳動手臂的部件。 =60 25178。/s Wmin=30186。則偏轉(zhuǎn)角β按最佳偏轉(zhuǎn)角來確定， 查表得： β =22186。 = 經(jīng)圓整取 l=25mm 確定“ V”型鉗爪的 L、β。）178。 N′ （ ） 其中 N′ =4?98N=392N，帶入公式 得： F1=（ 2b／ a） ?（ cosα′）178。?25?10179。 圖 油缸示意圖 右腔推力 為 FP= （π／ 4 ） D 178。此種結(jié)構(gòu)較為簡單，制造方便。因此，在設(shè)計手部時，必須力求結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小。手指開閉范圍的要求與許多因素有關(guān)，如工件的形狀和尺寸，手指的形狀和尺寸，一般來說，如工作環(huán) 東北大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 境許可，開閉范圍大一些較好，如圖 所示。工作時，一個手指開閉位置以最大變化量稱為開閉范圍。對于剛性很差的工件夾緊力大小應該設(shè)計得可以調(diào)節(jié)，對于笨重的工件應考慮采用自鎖安全裝置。 機械手的驅(qū)動系統(tǒng)采用液壓方式，它具有在同等輸出功率下傳動裝置體積小、重量輕、運動平穩(wěn) 、動態(tài)性能好等特點， 13 個機械手的左右橫移，上升和下降及夾緊和松開等動作及 4 個自動轉(zhuǎn)位夾具的回轉(zhuǎn)運動，分別采用由方向閥和節(jié)流閥控制的 18 個液壓缸驅(qū)動，全部執(zhí)行元件由一個 4 kW 的 6 級電動機帶動一個流量為 24 l/min 的單級葉片泵供油，使驅(qū)動系統(tǒng)的造價大幅度降低。 機械手的抓取能力可參照鉗爪式手部的有關(guān)公式，結(jié)合機械手的幾何參數(shù)進行計算。 mm，橫移缸采用傳感器和機械擋塊作為定位系統(tǒng)，機械手的運動速度不高 (30 cm/s)，所以重復定位精度可達177。機械手臂部復合液壓缸中配合精度的設(shè)計，全部參照液壓缸的設(shè)計要求確定。應用 PLC控制機械手實現(xiàn)各種規(guī)定的工序動作，可以簡化控制線路，節(jié)省成本，提高勞動生產(chǎn)率 。 機械手是工業(yè)自動控制領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對象。 東北大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 可編程控制器即 PLC是在計算機 技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，現(xiàn)已廣泛應用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。 機械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器，它有多個自由度，可用來搬運物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業(yè)任務，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應性。 機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動 化生產(chǎn)設(shè)備。此外氣源工作壓力較低，抓舉力較小。由于氣動系統(tǒng)工作壓力較低，因此降低 了氣動元、輔件的材質(zhì)和加工精度要求，制造容易，成本較低。在易燃、易爆、多塵埃、強磁、強輻射、振動等惡劣環(huán)境中，氣壓傳動與控制系統(tǒng)比機械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越，而且不會因溫度變化影響傳動及控制性能。壓縮空氣可存貯在儲氣罐中，因此，發(fā)生突然斷電等情況時，機器及其工藝流程不致突然中斷。氣動系統(tǒng)也能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。 (3)動作迅速，反應靈敏。氣壓傳動工作壓力較低，工作介質(zhì)提取容易，而后排入大氣，處理方便，一般不需設(shè)置回收管道和容器 :介質(zhì)清潔，管道不易堵存在介質(zhì)變質(zhì)及補充的問題 . (2)阻力損失和泄漏較小，在壓縮空氣的輸送過程中，阻力損失較小 (一般不卜澆塞僅為油路的千分之一 )，空氣便于集中供應和遠距離輸送。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原 子能部門操持危險物品的主從式操作手也常稱為機械手。 機械手的種類，按驅(qū)動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手；按適用范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種；按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制機械手等。自由 度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復雜。為了抓取空間 中任意位置和方位的物體，需有 6 個自由度。運動機構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。 機械手主要由手部和運動機構(gòu)組成。 機械手的組成原理 機械手 能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬 運物件或操作工具的自動操作裝置。 在國外，目前主要是搞第一類通用機械手，國外稱為機器人。第三類是用專用機械手，主要附屬于自動機床或自動線上，用以解決機床上下料和工件送。它起源于原子、軍事工業(yè)，先 是通過操作機來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電訊號操作機來進行探測月球等。它的特點是具備普通機械的性能之外，還具備通用機械、記憶智能的三元機械。它是一種獨立的不附屬于某一主機的裝置。 b 記憶再現(xiàn)型工業(yè)機械手 不久的將來， 氣動機械手將越來越廣泛地進人工業(yè)、軍事、航空、醫(yī)療、生活等領(lǐng)域。 1． 3 機械手的分類 按規(guī)格（所搬運的工件重量）分類 a 微型的 搬運重量在 1kg 以下 b 小型的 搬運重量在 10kg 以下 c 中型的 搬運重量在 50kg 以下 d 大型的 搬運重量在 500kg 以下 按功能分類 a 簡易型工業(yè)機械手 有固定程序和可變程序兩種。我國對氣動技術(shù)和氣動機械手的研究與應用都比較晚，但隨著投入力度和研發(fā)力度的加大，我國自主研制的許多氣動機械手已經(jīng)在汽車等行業(yè)為國家的發(fā)展進步發(fā)揮著重要作用。 5 結(jié)束語 東北大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 氣動技術(shù)經(jīng)歷了一個漫長的發(fā)展過程，隨著氣動伺服技術(shù)走出實驗室，氣動技術(shù)及氣動機械手迎來了嶄新的春天。 而今，電磁閥的線圈功率越來越小，而 PLC 的輸出功率在增大，由 PLC 直接控制線圈變得越來越可能。隨著材料技術(shù)的進步，新型材料（如燒 結(jié)金屬石墨材料）的出現(xiàn)，構(gòu)造特殊、用自潤滑材料制造的無潤滑元件，不僅節(jié)省潤滑油、不污染環(huán)境，而且系統(tǒng)簡單、摩擦性能穩(wěn)定、成本低、壽命長。因為智能閥島本來就是 東北大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 模塊化的設(shè)備，特別是緊湊型 CP 閥島，它對分散上的集中控制起了十分重要的作用，特別對機械手中的移動模塊。模塊化氣動機械手使同一機械手可能由于應用不同的模塊而具有不同的功能，擴大了機械手的應用范圍，是氣動機械手的一個重要的發(fā)展方向。由于模塊化氣動機械手的驅(qū)動部件采用了特殊設(shè)計的滾珠軸承，使它具有高剛性、高強度及精確的導向精度。模塊化拼裝的氣動機械手比組合導向驅(qū)動裝置更具靈活的安裝體系。氣動機械手的重復精度將越來越高，它的應用領(lǐng)域也將更廣闊，如核工業(yè)和軍事工業(yè)等。重復精度限定的是一個隨機誤差的范圍，它通過一定次數(shù)地重復運行機器人來測定。重復精度是指如果動作重復多次，機械手到達同樣位置的精確程度。如 ：氣動自動調(diào)節(jié)病床， Robodoc 機器人， da Vinci 外科手術(shù)機器人等。如酒、油漆灌裝氣動機械手；自動加蓋、安裝和擰緊氣動機械手，牛奶盒裝箱氣動機械手等。對加速度限制十分嚴格的芯片搬運系統(tǒng)，采用了平穩(wěn)加速的 SIN 氣缸。高頻率的點焊、力控的準 東北大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 確性及完成整個工序過程的高度自動化，堪稱是最有代表性的氣動機械手應用之一。 現(xiàn)代汽車制造工廠的生產(chǎn)線，尤其是主要工藝的焊接生產(chǎn)線，大多采用了氣動機械手。而氣動機械手作為機械手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、動作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境、容易實現(xiàn)無級調(diào)速、易實現(xiàn)過載保護、易實現(xiàn)復雜的動作等優(yōu)點。 TronX 電子氣動機器人集電子技術(shù)、氣動技術(shù)和人工智能為一體，它告訴我們，氣動技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)機器人中最難解決的靈活的自由度，具有在足夠工作空間的適應性、高精度和快速靈敏的反應能力。 東北大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 TronX 電子氣動機器人，能與人親切地握手，它的頭部、腰部、手能與人類一樣彎曲運動，并且有良好的柔韌性。 6 個腳中的每一個腳都有 3 個自由度，一個直線氣缸把腳提起、放下，一個擺動馬達控制腳伸展 /退回運動，另一個擺動馬達則負責圍繞腳的軸心做旋轉(zhuǎn)之用。 90 年代初，由布魯塞爾皇家軍事學院 Y 氣動機械手作為機械手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、動作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境等優(yōu)點而被廣泛應用。 80 年代進入氣動集成化、微型化的時代。 60 年代，開始構(gòu)成工業(yè)控制系統(tǒng)，自成體系，不再與風動技術(shù)相提并論。20 世紀 30 年代初，氣動技術(shù)成功地應用于自動門的開閉及各種機械的輔助動作上。 大約開始于 1776 年， Johnwilkimson 發(fā)明能產(chǎn)生 1個大氣壓左右壓力的空氣壓縮機。隨著微電子技術(shù)、 PLC 技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展與應用，氣動技術(shù)已成為實現(xiàn)現(xiàn)代傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。我國的氣動行業(yè)起步較晚，但發(fā)展較快。 從各國的行業(yè)統(tǒng)計資料來看，近 30 多年來，氣動行業(yè)發(fā)展很快。 1． 2 機械手發(fā)展現(xiàn)狀 近 20 年來，氣動技術(shù)的應用領(lǐng)域迅速拓寬，尤其是在各種自動化生產(chǎn)線上得到廣泛應用。機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不 斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力 東北大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 大的特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應用。 機械手是在機械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業(yè)任務，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應性。 工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。機械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術(shù)水平的重要標志。s homework, so find extensive day by day application. Manipulator generally by executive body, urge system , control system and measure device 3 major part make up, the puma manipulator still feels the system and intelligence system . Page this industry manipulator of introduction belong to round cylindrical coordinates type, allhydraulic to urge the manipulator. Page this according to hydraulic pressure general procedure that system design , divide into four introduce industry manipulator hydraulic pressure systematic design p