【正文】 有效速度是 。圖 3—3 A 缸角度隨時間變化曲線根據(jù)圖（3—3）曲線可以得出，A 的角度幅值為 ，其控制部分為肩部的轉(zhuǎn)動。氣動指揮機械手臂設(shè)計9氣動指揮機械手臂設(shè)計10 圖 3—2 仿真運動過程通過 ADAMS 軟件的后處理功能，對手臂的運動仿真過程進行錄制，生成一個循環(huán)動作視頻，再經(jīng)后期的視頻剪輯處理，并添加背景音樂效果，最終生成一個指揮機械手臂。機械手臂的運動過程如圖（3—2）所示。通過該軟件還可以容易的繪制出指揮棒末端的軌跡，并對各轉(zhuǎn)動副之間的相對位移、速度、加速度等相關(guān)物理量進行測量。 運 動 過 程 仿 真由于對音樂指揮這一運動過程無法進行各個運動參數(shù)的設(shè)定，所以必須首先進行模擬運動，從中記錄下各運動的相關(guān)信息。 應(yīng) 用 UG 建 立 實 體 模 型 并 導(dǎo) 入 ADAMS在建立模型階段，先以一定的比例關(guān)系在 UG 中建立零件模型，然后裝配成整體，通過 parasolid 格式導(dǎo)入 ADAMS，并在其中添加約束和運動副，最后是在驅(qū)動部分添加驅(qū)動，從而完成整個實體模型的建立。氣動指揮機械手臂設(shè)計73 機械手臂的模擬仿真運動 ADAMS 仿 真 軟 件 功 能 簡 介ADAMS 是專門用于機械產(chǎn)品虛擬樣機運動模擬的工具，通過虛擬實驗和測試，在產(chǎn)品開發(fā)階段就可以幫助設(shè)計者發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷，并提出改進的方法。 機 械 手 臂 的 精 度 、 重 復(fù) 精 度 和 分 辨 率因為是模擬人的指揮動作，所以對精度要求并不高，但是需要重復(fù)的運動，因為重復(fù)的精度越高，指揮動作的可重復(fù)次數(shù)也就越多，所以要求還是要盡可能的提高重復(fù)精度。此外，排氣還會造成噪聲污染。 機 械 手 臂 的 驅(qū) 動 方 式這里根據(jù)設(shè)計要求采用氣壓驅(qū)動方式。(3) 編成簡單，使用方便PLC 提供了多種面向用戶的編成語言，常用的有梯形圖、指令語句等，其中梯形圖語言與繼電器控制系統(tǒng)的電氣原理圖類似，很容易掌握。PLC 有以下特點：(1) 可靠性高PLC 采用了許多抗干擾措施，如對 CPU 模塊進行電磁屏蔽、在電源和 I/O 模塊中設(shè)置濾波電路等等，具有較強的抗干擾能力。 機 械 手 臂 的 工 作 載 荷指揮手臂的工作載荷可以忽略不計，只要能夠承受自身重量要求即可，所以這里就不再討論了。 機 械 手 臂 的 工 作 空 間 設(shè) 計對于擬人的指揮手臂而言，工作空間應(yīng)盡量參考人的運動范圍，根據(jù)人的指揮手臂的氣動指揮機械手臂設(shè)計5動作要求和人機工程學(xué)的相關(guān)原理，制定機械手臂的工作空間，這一過程我將應(yīng)用ADAMS 動態(tài)仿真軟件完成，從而設(shè)計出合理的工作空間。機器人的自由度越多，就越能接近人手的動作機能，通用性就越好；但是自由度越多，結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜，對機器人的整體要求就越高，這是機器人設(shè)計中的一個矛盾。 機 械 手 臂 的 主 要 技 術(shù) 參 數(shù) 設(shè) 計 機 械 手 臂 的 自 由 度要想達到模仿人類的音樂指揮動作，通過仿生原理我最終采用 5 自由度的機械手臂來完成這一動作，其機器人機構(gòu)簡圖如圖（2—1）。氣動指揮機械手臂設(shè)計3 本 文 主 要 研 究 內(nèi) 容本文提出了一種比較新穎的研究設(shè)計方法，即通過應(yīng)用軟件先對不確定的運動進行模擬，選擇最佳方案進行設(shè)計計算，從而實現(xiàn)設(shè)計要求。 機 械 手 研 究 領(lǐng) 域機械手技術(shù)是集機械工程學(xué)、計算機科學(xué)、控制工程、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機工程學(xué)等學(xué)科為一體的綜合技術(shù)，它是多學(xué)科科技革命的必然結(jié)果。當前我國機械手的生產(chǎn)幾乎都是應(yīng)用戶要求，“一個客戶，一次重新設(shè)計”，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本高，且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。 在應(yīng)用規(guī)模上遠不及發(fā)達國家。但是，我國的機械手技術(shù)及其應(yīng)用程度和發(fā)達國家相比還有很大的差距，如:可靠性低于國外產(chǎn)品。 國 內(nèi) 發(fā) 展 狀 況國內(nèi)機械行業(yè)應(yīng)用的機械手絕大部分為專用機械手，附屬于某一設(shè)備，其工作程序是固定的，通用機械手也有所發(fā)展。傳統(tǒng)機械手設(shè)計未考慮與人緊密共處，因此其結(jié)構(gòu)材料多為金屬或其他硬性材料，軟機械手技術(shù)要求其結(jié)構(gòu)、控制方式和所用傳感系統(tǒng)在機械手意外地與環(huán)境或人發(fā)生碰撞時是安全的，機器人對人是友好的。主要對多智能體的群體體系結(jié)構(gòu)、相互間的通信與磋商，感知與學(xué)習(xí)方法，建模和規(guī)劃、群體行為控制等方面進行研究。(6) 虛擬機械手技術(shù)，基于多傳感器、多媒體和虛擬現(xiàn)實以及臨場傳感技術(shù)，實現(xiàn)機械手的虛擬遙控操作和人機交互。(4) 機械手的結(jié)構(gòu)靈巧，控制系統(tǒng)愈來愈小，二者正朝著一體化方向發(fā)展。(3) 多傳感器系統(tǒng):為進一步提高機械手的智能和適應(yīng)性，多種傳感器的配合使用是其問題解決的關(guān)鍵。機械手控制器的標準化和網(wǎng)絡(luò)化，以及 VC 機網(wǎng)絡(luò)控制器己氣動指揮機械手臂設(shè)計2成為研究熱點。主要研究內(nèi)容集中在以下幾個方面:(1) 工業(yè)機械手的優(yōu)化設(shè)計并探索新的高強度輕質(zhì)材料，進一步提高負載與自重比，同時機構(gòu)向著模塊化、可重構(gòu)方向發(fā)展。它與電子計算機和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng) FMS 和柔性制造單元 FMC 中的重要一環(huán)。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，是機械手具有感覺機能。第二代機械手正在加緊研制。前蘇聯(lián)自六十年代開始發(fā)展應(yīng)用機械手，至 1977 年底，其中一半是國產(chǎn)，一半是進口。日本是工業(yè)機械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。聯(lián)邦德國機械制造業(yè)是從 1970 年開始應(yīng)用機械手，主要用于起重運輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)。1978 年美國 Unimate 公司和斯坦福大學(xué)，麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種 UnimateVicarm型工業(yè)機械手，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差小于177。該機械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)、升降采用液壓驅(qū)動控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動公司,專門生產(chǎn)工業(yè)機械手。運動系統(tǒng)仿照坦克炮塔，臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮、用液壓驅(qū)動；控制系統(tǒng)用磁鼓作為存儲裝置。1962 年，美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機械手。1958 年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。 PLC control。 ADAMS simulation。 The mode of control。 Working space。 Choosing the type of the pneumatic ponent。 Mechanical arm movement simulation。氣動指揮機械手臂的整體設(shè)計主要針對機械手臂的自由度、工作空間、工作速度、控制方式和驅(qū)動方式進行講述；機械手臂的模擬運動將利用 ADAMS 運動仿真軟件進行運動分析和數(shù)據(jù)采集；氣動回路設(shè)計中將針對模擬結(jié)果的要求對系統(tǒng)的氣動部分進行設(shè)計，并在后面的章節(jié)中對氣動元件進行選型；最后的手臂控制部分設(shè)計中，采用了可編程控制器（PLC）控制的方法來實現(xiàn)各氣缸的順序和周期動作。ChinaJune 2022氣動指揮機械手臂設(shè)計I摘 要本文主要圍繞著氣動指揮機械手臂的設(shè)計過程進行闡述和分析，文中主要討論了以下幾個方面的內(nèi)容：氣動指揮機械手臂的整體設(shè)計、機械手臂的運動模擬、氣動系統(tǒng)回路設(shè)計、氣動元件的選型以及指揮機械手臂控制部分設(shè)計。**********學(xué)士學(xué)位論文 學(xué)號:A*****氣動指揮機械手臂設(shè)計學(xué)生姓名：***指導(dǎo)教師：***所在院系：工程學(xué)院 所學(xué)專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化研究方向：流體傳動控制**********中國****2022 年 6 月Bachelor Degree Dissertation No：****** Design on Mechanical Arm Controlled by Pneumatic Transmission Student: *** Supervisor: *** College: Engineering College Speciality: Mechanical design and manufacture and automatization Direction: Fluid transmission control ************ 在設(shè)計過程中提出了一種新的設(shè)計思路，即對不確定的各個設(shè)計參數(shù)的擬人動作機械人進行動態(tài)仿真分析，從模擬試驗中得到所需的各參數(shù)和標準。關(guān)鍵詞：氣動指揮機械手臂；ADAMS 仿真；氣動系統(tǒng)回路設(shè)計；PLC 控制；氣動指揮機械手臂設(shè)計IIDesign on Mechanical Arm Controlled by Pneumatic TransmissionThis paper, focusing on the design of pneumatic mand mechanical arm process and analyze. This article mainly discusses the following several aspects of content: Such as The pneumatic mand mechanical arm of the overall design。 Designing the system of pneumatic。 Design of mechanical arm mand control section. In the design process presents a new design idea, namely the uncertainty of the various design parameters