【正文】 點(diǎn)到水平距離；下極位到水平距離；下極位點(diǎn)到水平距離?？傻茫糩]；并且，可得此桿件滿足強(qiáng)度要求。)可得最大正應(yīng)力：σmax=M／WZ=6M／bh2= MPa。 研究CD桿件取截面尺寸為寬高=1530，如圖圖36 CD桿截面圖1) 對CD桿進(jìn)行受力分析，如圖圖37 CD桿受力圖圖38 CD桿彎矩扭矩圖可得:最大力Fmax=9N,最大彎矩Mmax=。所受正應(yīng)力為σmax=F／A =，所受切應(yīng)力τmax=.BF桿的材料仍取鋼，則許用正應(yīng)力[σ]=160 MPa；許用切應(yīng)力[τ] =100 MPa；彈性模量E=200 MPa。／6=2250mm3 （）抗扭截面系數(shù)IZ=bh3／12=15／12=67500mm4 （）所以將式式（）與式（）所得的數(shù)據(jù)代入式（）和式（）可得：正應(yīng)力：σmax=M／WZ=109／2250= （）切應(yīng)力：τmax=3F／2A= （）4)校核強(qiáng)度此桿件選取材料為鋼，則許用正應(yīng)力[σ]=160 MPa；許用切應(yīng)力[τ] =100 MPa；彈性模量E=200 MPa.所以σmax ＜[σ]；并且τmax＜[τ] ，可得BE桿滿足強(qiáng)度要求。㎏／m179。高h(yuǎn)=30㎜。圖31 BE桿示意圖 BE桿以A點(diǎn)為分界兩側(cè)的質(zhì)量差距過大，所以為了平衡性的考慮，在AE桿上加一重約3kg的質(zhì)量塊。鑒于要使運(yùn)動軌跡相重合，要求液壓缸采用擺動式液壓缸。4)伸縮運(yùn)動平穩(wěn)，起動和終止無剛性沖擊，定位準(zhǔn)確，要有定位措施。 設(shè)計(jì)參數(shù)1)伸縮長度：300mm，平行四邊形機(jī)構(gòu)固定在升降臺上，隨升降臺做上下運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；平行四邊形機(jī)構(gòu)前端安裝機(jī)械手，用于夾持工件；伸縮臂直線伸縮，完成工件的工位轉(zhuǎn)換。平行四邊形機(jī)構(gòu)由液壓缸驅(qū)動并且隨升降臂上下運(yùn)動。該型號液壓缸技術(shù)參數(shù)如下：工作壓力使用溫度范圍允許最大速度效率傳動介質(zhì)缸徑有桿腔受壓面積無桿腔受壓面積溫度比1Mp300m/s90%常規(guī)礦物液壓油32mm第三章 平行四邊形機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)目的及要求 機(jī)械手模仿人的手部動作，按照給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動吸取，將工件從傳送帶上取下送至加工中心。取液壓缸行程S=35mm。由于，故選工作壓力P=1MPa 。液壓缸結(jié)構(gòu)如圖22所示。本方案選用了W70L1系列輕型拉桿液壓缸，與同等壓力等級液壓缸相比，該液壓缸具有結(jié)構(gòu)簡單、零件通用化程度高和安裝形式多樣等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于橡塑、紡織等輕工機(jī)械，以及機(jī)床、汽車、農(nóng)機(jī)、化工、冶金和礦山等機(jī)械。 設(shè)計(jì)要求機(jī)械手液壓系統(tǒng)與其它機(jī)器的液壓系統(tǒng)具有許多共性，其中最突出的特點(diǎn)是緩沖與定位問題，從生產(chǎn)效率來講，機(jī)械手正常工作速度越快越好，但叢穩(wěn)定性緩沖與定位精度來考慮，速度太大，緩沖與定位就不容易達(dá)到，為達(dá)到其運(yùn)動平穩(wěn)性和定位精確要求，一般在定位前采取緩沖制動措施，從液壓原理講增加液壓阻尼力，在液壓缸結(jié)構(gòu)上，緩沖或緩沖回路。V形爪：V形爪加工方法為鑄造。銷軸的規(guī)格：公稱直徑d=8mm,長度l=40mm。(c）校核夾持力對豎桿的彎曲應(yīng)力，H處為危險(xiǎn)截面，受力彎矩圖如圖（21）所示：圖21 彎曲應(yīng)力圖經(jīng)校核H處不會發(fā)生彎曲斷裂。 運(yùn)動部件的主要設(shè)計(jì)校核1)對于杠桿的校核(a）杠桿材料為45鋼加工方法：鑄造。可確定夾緊力： 對夾緊力取整：FN=362N 2)驅(qū)動力的計(jì)算根據(jù)驅(qū)動力和夾緊力之間的關(guān)系式式中：c：杠桿上兩銷軸之間的距離，設(shè)計(jì)為60mm；b：杠桿上固定銷軸至爪間的距離，設(shè)計(jì)為60mm；α：連桿與夾具體之間的夾角為30 186。=；K3—方位系數(shù)，手指與工件形狀以及手指與工件位置不同進(jìn)行選定，如手指水平放置，夾持器垂直放置時(shí)，手指水平（或垂直）放置，夾持垂直工件時(shí)，（平直指為5，V型指為4），本設(shè)計(jì)中夾持垂直工件，故K3取4。手指對工件的加緊力可按下列公式計(jì)算：，式中：K1—安全系數(shù)，通常取，；K2—工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響，可按K2=1+a/g估算，其中a為機(jī)器人搬運(yùn)工件過程的加速度或減速度的絕對值（），工件的最大速度為（即運(yùn)載工件時(shí)重力方向的最大速度），t為系統(tǒng)達(dá)到最高速度的時(shí)間根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)選取，～。 夾持器的設(shè)計(jì)計(jì)算1)加緊力的計(jì)算手指加在工件上的加緊力是設(shè)計(jì)手部的主要依據(jù)，必須對其大小、方向、作用點(diǎn)進(jìn)行分析、計(jì)算。此結(jié)構(gòu)的夾緊方式產(chǎn)生較大的夾緊力，缺點(diǎn)是手抓的張開角小。經(jīng)過反復(fù)思考及論證，先做出裝配圖，如圖中所示。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實(shí)例。5)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機(jī)器人。3)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。2) 機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。10)仿人和仿生技術(shù)：這是機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的最高境界，目前僅在某些方面進(jìn)行一些基礎(chǔ)研究。9) 軟機(jī)器人技術(shù)（soft robotics）:主要用于醫(yī)療、護(hù)理、休閑和娛樂場合。8) 微型和微小機(jī)器人技術(shù)（micro/miniature robotics）:這是機(jī)器人研究的一個新的領(lǐng)域和重點(diǎn)發(fā)展方向。7) 多智能體（multiagent）調(diào)控制技術(shù)：這是目前機(jī)器人研究的一個嶄新領(lǐng)域。5) 機(jī)器人遙控及監(jiān)控技術(shù)，機(jī)器人半自主和自主技術(shù)，多機(jī)器人和操作者之間的協(xié)調(diào)控制，通過網(wǎng)絡(luò)建立大范圍內(nèi)的機(jī)器人遙控系統(tǒng)，在有時(shí)延的情況下，建立預(yù)先顯示進(jìn)行遙控等。另一問題就是傳感系統(tǒng)的實(shí)用化。3) 多傳感系統(tǒng)：為進(jìn)一步提高機(jī)器人的智能和適應(yīng)性，多種傳感器的使用是其問題解決的關(guān)鍵。機(jī)器人控制器的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化，以及基于PC機(jī)網(wǎng)絡(luò)式控制器已成為研究熱點(diǎn)。主要研究內(nèi)容集中在以下10個方面：1) 工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)：探索新的高強(qiáng)度輕質(zhì)材料，進(jìn)一步提高負(fù)載/自重比，同時(shí)機(jī)構(gòu)向著模塊化、可重構(gòu)方向發(fā)展。4) 工業(yè)機(jī)器人的一種新發(fā)展方向是機(jī)器人與機(jī)器人之間或多機(jī)器人之間的協(xié)調(diào)作業(yè)。3) 研制各種傳感器檢測裝置，如視覺、觸覺、聽覺和接近覺，用傳感器獲取有關(guān)工作對象和外部環(huán)境信息完成模式識別，并采用專家系統(tǒng)進(jìn)行問題求解、動作規(guī)劃，組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，使機(jī)器人能夠準(zhǔn)確抓住方位在變化的物體；能自動避開障礙物；可根據(jù)不同對象自主決定夾持力的大小；并能判斷抓取工件的質(zhì)量等等。 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢是：1) 提高運(yùn)動速度和動作精度，減小質(zhì)量和占用空間，加速機(jī)器人功能部件的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊組合化；將機(jī)器人的回轉(zhuǎn)、伸縮、俯仰、和擺動等各種功能的機(jī)械模塊、控制模塊和檢測模塊組合成不同結(jié)構(gòu)和用途的機(jī)器人。其中最為突出的是水下機(jī)器人，6000米水下無纜機(jī)器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還開發(fā)出直接遙控機(jī)器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機(jī)器人、爬壁機(jī)器人、管道機(jī)器人等機(jī)種；在機(jī)器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)，對產(chǎn)品進(jìn)行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、?；O(shè)計(jì)，積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。但總的來看，我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，如：可靠性低于國外產(chǎn)品；機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距；在應(yīng)用規(guī)模上，我國已安裝的國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人約200臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。 “七五”期間，制訂了國家“863”發(fā)展規(guī)劃，在自動化領(lǐng)域中設(shè)立了智能機(jī)器人主題研究方向，經(jīng)過“七五”、“八五”攻關(guān)，我國研制了各種類型的機(jī)器人，已初步實(shí)現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化，生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人已達(dá)到了工業(yè)應(yīng)用水平。帶有一定智能的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展方向。目前，應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際的工業(yè)機(jī)器人多為示教再現(xiàn)型機(jī)器人，而且計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人占有相當(dāng)比例。1987年，在北京首屆國際機(jī)器人展覽會上，我國展示了10余臺自行研制的工業(yè)機(jī)器人。在這時(shí)期，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展迅猛，所開發(fā)的四大類型機(jī)器人產(chǎn)品（點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、上下料）主要用于汽車工業(yè)。 我國工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢我國機(jī)器人技術(shù)大約起步于20世紀(jì)70年代。7）安全保護(hù)和自動報(bào)警的要求 按照規(guī)范要求，采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，確保操作人員的人身安全，這是任何設(shè)計(jì)都必須有的，是必不可少的。6）人機(jī)工程學(xué)的要求 人機(jī)工程學(xué)稱為技術(shù)美學(xué)，包括操作方便宜人，調(diào)節(jié)省力高效，照明適度，現(xiàn)實(shí)清晰，造型美觀，色彩和諧，維修保養(yǎng)容易等。 (3)選擇適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)及潤滑措施，減少機(jī)械摩擦，來延長機(jī)器的使用壽命。(2)降低能源消耗是提高經(jīng)濟(jì)性的主要措施。提高使用的經(jīng)濟(jì)性的主要措施：(1)合理的提高機(jī)械的機(jī)械化與自動化的水平，以期提高機(jī)器的生產(chǎn)率。(5)力求改善零件的結(jié)構(gòu)工藝性，使用最少的材料，達(dá)到容易加工，容易裝配。(3)盡可能采用新工藝、新技術(shù)等。要對標(biāo)準(zhǔn)件、通用零件、部件、通用的設(shè)計(jì)規(guī)范有所了解。(2)最大限度的采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化及通用化的零部件。將機(jī)械課程設(shè)計(jì)中所學(xué)的知識合理進(jìn)行運(yùn)用。5) 經(jīng)濟(jì)性的要求機(jī)械產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性包括設(shè)計(jì)制造的經(jīng)濟(jì)性和使用的經(jīng)濟(jì)性。工業(yè)機(jī)械手可自動完成預(yù)定工作，廣泛應(yīng)用在自動化生產(chǎn)線上，因此要求工業(yè)機(jī)械手工作必須可靠。因各零件部位難以設(shè)計(jì)成相等的壽命，所以容易受到磨損的零件應(yīng)及時(shí)適時(shí)的更換。3) 壽命的要求 產(chǎn)品壽命是產(chǎn)品正常使用時(shí)因?yàn)槟p是性能下降并在允許范圍內(nèi)而且無需大修的連續(xù)工作期限。 2) 適應(yīng)性要求 為了便于調(diào)整，適應(yīng)工件大小不同的要求，起止位置要方便調(diào)整，要求設(shè)計(jì)可調(diào)式定位機(jī)構(gòu)。 設(shè)計(jì)要求1) 功能性的要求機(jī)械手平行四邊形機(jī)構(gòu)安裝在升降大臂上，前端安裝吸盤取料手，按照控制系統(tǒng)的指令，完成軟包裝液體的自動轉(zhuǎn)換工作。、移位寄存指令、步進(jìn)指令編程。、調(diào)試方案。 PLC電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)內(nèi)容。上升為工作行程，其緩沖定位是靠行程開關(guān)適時(shí)發(fā)訊號，提前切斷油路滑行緩沖定位。 ，上升和下降均由單項(xiàng)調(diào)速閥回油截流，由電液動三位四通O型換向閥換向。動作順序的各個動作均由電控系統(tǒng)發(fā)訊號控制相應(yīng)的電磁鐵（電磁換向閥），按照程序依次步進(jìn)動作從而實(shí)現(xiàn)要求。要求畫出液壓傳動系統(tǒng)圖。因此相應(yīng)地由手臂轉(zhuǎn)動平行四邊形機(jī)構(gòu)、手臂升降機(jī)構(gòu)、手臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等組成。4)升降臂定位可靠、精確。4)上下轉(zhuǎn)動要有定位措施1) 轉(zhuǎn)動原理：以液壓泵帶動液壓缸的伸縮，同時(shí)液壓缸小角度的擺動，實(shí)現(xiàn)與平行四邊形機(jī)構(gòu)的運(yùn)動軌跡的重合與轉(zhuǎn)動。：1) 伸縮長度：300mm，平行四邊形機(jī)構(gòu)固定在升降臺上，隨升降臺做上下運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；平行四邊形機(jī)構(gòu)前端安裝機(jī)械手，用于夾持工件；平行四邊形上下轉(zhuǎn)動，完成工件的工位轉(zhuǎn)換。平行四邊形機(jī)構(gòu)前端安裝平等夾持機(jī)構(gòu)，用于抓取工件。取料手連接于平行四邊