【正文】 （） 式中 工件重量（Kg）； 安全系數(shù)，～3，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)取2； 工作情況系數(shù)，若版面有油膜存在則要求吸附力大些；若裝有分料器，則吸附力就可小些。由于交流電磁鐵吸力是波動的，易產(chǎn)生波動和噪聲，克服的辦法是加短路環(huán)（或隔磁環(huán)），以消除銜鐵的震動。若氣隙較大時，上述公式應(yīng)加入一個修正系數(shù)，用以修正氣隙較大時磁通分布不均所引起的誤差，故 (Kg) （） 或 （Kg） （） 式中 修正系數(shù)，由經(jīng)驗(yàn)一般取3～5； 氣隙長度（厘米）。如果感應(yīng)強(qiáng)度B沿磁極表面均勻分布，則計(jì)算電磁吸力的基本公式為： （）式中：F電磁吸力（焦耳/厘米） B空氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度又稱磁通密度（韋伯/厘米） S空氣隙的橫截面積及鐵芯柱橫截面積（厘米） 空氣導(dǎo)磁系數(shù)，是常數(shù)，其值為： 如果B以高斯（1高斯=10韋伯/米）計(jì)量，則經(jīng)驗(yàn)公式可得： （Kg） （） 因?yàn)? （） 所以 （Kg） （） 式中 氣隙中的磁通（麥克斯韋），1麥克斯韋=10韋伯。因此電磁吸盤的形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)工件表面形狀與尺寸的要求而設(shè)計(jì)。線圈的工作溫度應(yīng)該控制在額定范圍內(nèi)。圖(a)為吸附滾動軸承座圈的電磁式吸盤；圖(b)為吸取鋼板用的；圖(c)為吸取齒輪用的，圖(d)吸取多孔鋼板用的。對于不準(zhǔn)有剩磁的工件如鐘表和儀表類零件，不能選用電磁式吸盤。 電磁吸盤只能吸住鐵磁性物質(zhì)如鋼鐵件，其缺點(diǎn)是被吸附的工件留有剩磁，另外吸盤上常會吸附鐵屑，而妨礙工作。鐵芯l和磁盤3一起裝在軸承上，用以滿足在不停車的情況下自動上下科。擋板8用以調(diào)整鐵芯與殼體的軸向間隙，即磁路氣隙，在保證鐵芯正常轉(zhuǎn)動情況下，氣隙越小越好，氣隙越大電磁吸力會顯著地減小，因此，一般取毫米。鐵芯、磁盤和殼體均采用8～10號低碳鋼制成，可減少剩磁，并在斷電時不吸或少吸鐵屑。鐵芯l和磁盤3之間用黃銅焊料焊接并構(gòu)成隔磁環(huán)2，既焊為一體又將鐵芯和磁盤分隔，這樣使鐵芯1成為內(nèi)磁極，磁盤3成為外磁極。如帶有電磁鐵的擠壓氣吸式吸盤即屬于此類型。 電磁鐵工作原理 電磁鐵形式電磁鐵主要由鐵芯、繞在鐵芯上的線圈及原來不顯磁性的鐵磁物質(zhì)制成的銜鐵所組成。若切斷電源，鐵芯內(nèi)外磁場隨即消失，鐵芯放下。當(dāng)線圈1通如電流后，在鐵芯2內(nèi)外激起磁場，由線圈出來的磁力經(jīng)過鐵芯，空氣隙和被磁化的銜鐵3而形成閉合回路。機(jī)械手開機(jī)啟動，從初始位置開始第一個動作，電磁吸盤通電，吸取物件；然后到地二個動作，大臂氣缸開始工作，大臂上升；在大臂到了預(yù)定位置，保持不變高度，回轉(zhuǎn)副的直行汽缸工作，齒條帶動齒輪，機(jī)械手做預(yù)定的回轉(zhuǎn)；回轉(zhuǎn)到預(yù)定角度，氣缸保持不動，伸縮缸工作，把物件送到預(yù)定位置；電磁鐵失點(diǎn)，放下物件；伸縮缸回到初始位置；回轉(zhuǎn)副汽缸回到初始位置；大臂汽缸回到初始位置，一個循環(huán)的動作完成。3 執(zhí)行部件執(zhí)行部件采用電磁吸盤。1 回轉(zhuǎn)缸鑒于工作條件的回轉(zhuǎn)范圍為0——180度，直接采用單葉片回轉(zhuǎn)缸。其中機(jī)體由上升手臂，旋轉(zhuǎn)手臂，伸縮手臂，執(zhí)行部件等部分組成；傳送機(jī)構(gòu)主要由伸縮臂及抓緊機(jī)構(gòu)所組成；動力源由氣壓驅(qū)動和電磁吸取兩種形式構(gòu)成；控制裝置主要由自動控制和手動控制兩部分組成。能完成這個過程的循環(huán)，功能原理先進(jìn)，動作可靠，結(jié)構(gòu)合理，安全經(jīng)濟(jì)，滿足生產(chǎn)要求?！　【C上所述，有效的應(yīng)用機(jī)械手，是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢?！。?）可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)　　應(yīng)用機(jī)械手代替人進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個側(cè)面，同時由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個側(cè)面。 （2）以改善勞動條件，避免人身事故　　在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的，而應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動條件得以改善。其他部門，如輕工業(yè)、建筑業(yè)、國防工業(yè)等工作中也均有所應(yīng)用。 （三）在機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用機(jī)械手的意義隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手也越來越多的地被應(yīng)用?！　】刂葡到y(tǒng)可根據(jù)動作的要求，設(shè)計(jì)采用數(shù)字順序控制。采用手臂的左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、手臂的夾緊、放松方面。它的優(yōu)點(diǎn)是動作確實(shí)可靠，速度高，成本低；缺點(diǎn)是不易調(diào)整。　　機(jī)械驅(qū)動只用于固定的場合?！　‰姎怛?qū)動的優(yōu)點(diǎn)是動力源簡單，維護(hù)，使用方便?，F(xiàn)在都用三相感應(yīng)電動機(jī)作為動力，用大減速比減速器來驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)；直線運(yùn)動則用電動機(jī)帶動絲杠螺母機(jī)構(gòu)；有的采用直線電動機(jī)?！　榱藴p少停機(jī)時產(chǎn)生的沖擊，氣壓系統(tǒng)裝有速度控制機(jī)構(gòu)或緩沖機(jī)構(gòu)。缺點(diǎn)是出力小，體積大。一般采用46個大氣壓，個別的達(dá)到810個大氣壓。缺點(diǎn)是需要配備壓力源，系統(tǒng)復(fù)雜成本較高。它利用油缸、馬達(dá)加上齒輪、齒條實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動；利用擺動油缸、馬達(dá)與減速器、油缸與齒條、齒輪或鏈條、鏈輪等實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動。其中以液壓氣動用的最多，占90%以上，電動、機(jī)械驅(qū)動用的較少?！　≤|干是安裝手臂、動力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的支架?！　”菊n題所做的機(jī)械手在手臂的上升、下降、前伸、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)三個方向的定位均采用行程開關(guān)控制，以保證定位的精度。　　2. 手臂　　手臂有無關(guān)節(jié)和有關(guān)節(jié)手臂之分　　本課所做的機(jī)械手的手臂采用無關(guān)節(jié)臂　　手臂的作用是引導(dǎo)手指準(zhǔn)確的抓住工件，并運(yùn)送到所需要的位置上。另外還可以用電磁吸盤吸住物件，但是只能用于能被磁化的物件，這重方式可以吸起較重的物件，對物件表面沒有過多的要求?？梢愿鶕?jù)夾持對象的形狀和大小配備多種形狀和尺寸的夾頭，以適應(yīng)操作需要?！　C(jī)械手手部的機(jī)構(gòu)系模仿人的手指，分為無關(guān)節(jié)，固定關(guān)節(jié)和自由關(guān)節(jié)三種。手臂的內(nèi)孔裝有轉(zhuǎn)動軸，可把動作傳給手腕，以轉(zhuǎn)動、伸屈手腕，開閉手指。 （1）機(jī)械手的組成 　　機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。總之，隨著傳感技術(shù)的發(fā)展機(jī)械手裝配作業(yè)的能力也將進(jìn)一步提高。工作時機(jī)械手首先伸出手指尋找工作，通過安裝在手指內(nèi)的壓力敏感元件產(chǎn)生觸覺作用，然后伸向前方，抓住工件。工作是電視照相機(jī)將物體形象變成視頻信號，然后送給計(jì)算機(jī)，以便分析物體的種類、大小、顏色和位置，并發(fā)出指令控制機(jī)械手進(jìn)行工作。目前已經(jīng)取得一定成績。使它具有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，作相應(yīng)的變更。目前主要用于機(jī)床、橫鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先指定的作業(yè)程序來完成規(guī)定的操作?！　〈送膺€應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能的機(jī)械手，并考慮與計(jì)算機(jī)連用，逐步成為整個機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個基本單元。既便于設(shè)計(jì)制造，有便于更換工件，擴(kuò)大應(yīng)用范圍?！　≡趪鴥?nèi)主要是逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄造、熱處理方面的機(jī)械手，以減輕勞動強(qiáng)度，改善作業(yè)條件，在應(yīng)用專用機(jī)械手的同時，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合機(jī)械手等?！　〔捎脵C(jī)械手進(jìn)行裝配更始目前研究的重點(diǎn)，國外已研究采用攝象機(jī)和力傳感裝置和微型計(jì)算機(jī)連在一起，能確定零件的方位達(dá)到鑲裝的目的?！　忤F路工業(yè)中應(yīng)用機(jī)械手以加工鐵路車軸、輪等大、中批零件。　　機(jī)械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動條件?！　∮匈Y料統(tǒng)計(jì)：美國偏重于毛坯生產(chǎn)，日本偏重于機(jī)械加工。但在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。2 應(yīng)用簡況　　現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化，自動化已成為突出的主題?！　〉谌鷻C(jī)械手則能獨(dú)立完成工作中過程中的任務(wù)。它設(shè)有微型電子計(jì)算控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。　　目前，工業(yè)機(jī)械手大部分還屬于第一代，主要依靠工人進(jìn)行控制；改進(jìn)的方向主要是降低成本和提高精度。自1969年從美國引進(jìn)兩種機(jī)械手后大力從事機(jī)械手的研究。　　聯(lián)邦德國KnKa公司還生產(chǎn)一種點(diǎn)焊機(jī)械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。1毫米。雖然這兩種機(jī)械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外工業(yè)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)?！　?962年美國機(jī)械制造公司也實(shí)驗(yàn)成功一種叫Vewrsatran機(jī)械手。不少球坐標(biāo)通用機(jī)械手就是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。商名為Unimate（即萬能自動）。它的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一個回轉(zhuǎn)長臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教形的。1 簡史　　機(jī)械手首先是從美國開始研制的?！　≡趪?，目前主要是搞第一類通用機(jī)械手，國外稱為機(jī)器人。第三類是用專用機(jī)械手，主要附屬于自動機(jī)床或自動線上，用以解決機(jī)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(jī)來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電訊號操作機(jī)來進(jìn)行探測月球等。它的特點(diǎn)是具備普通機(jī)械的性能之外，還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。它是一種獨(dú)立的不附屬于某一主機(jī)的裝置。　　機(jī)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(jī)器，它有多個自由度，可用來搬運(yùn)物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動，不知疲勞，不怕危險(xiǎn)，抓舉重物的力量比人手力大的特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用?！　C(jī)械手是在機(jī)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(diǎn)是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。　　工業(yè)機(jī)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(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。 Casting industry used to extract hightemperature solution, can achieve this kind of job of carrying manipulator as the research object, familiar with the kinematic principle of carrying this basis, it determines the basic system structure carrying manipulator of the manipulator, pleted the design, including the automatic control system, pneumatic systems, hand and wrist, arm and fuselage etc., the main ponents of the structure design.Keywords：carrying manipulator, control system, pneumatic目錄一 緒論 ……………………………………………………………………… 1 （一） 機(jī)械手的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展方向………………………………………1 （二） 機(jī)械手的分類…………………………………………………………1 1 簡史 …………………………………………………………………2 2 應(yīng)用簡況 ……………………………………………………………3 3 發(fā)展趨勢…………………………………………………………… 3 （三）在機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用機(jī)械手的意義 ……………………………………6二 機(jī)械手的總體方案設(shè)計(jì) ………………………………………………8 （一）主要技術(shù)參數(shù) …………………………………………………………8 （二）工作要求……………………………………………………………… 8 （三）系統(tǒng)組成 ………………………………………………………………8 （四）總體技術(shù)方案 …………………………………………………………9 1