【正文】 ()帶入有關數據，得螺釘材料選擇Q235，則（）螺釘的直徑 螺釘的直徑選擇d=。連接螺釘一般為偶數，對稱安裝，并用兩個定位銷定位。 （）查取轉動慣量公式有：代入： 腕部驅動力的計算表41 液壓缸的內徑系列（JB82666） （mm）2025324050556365707580859095100105110125130140160180200250設定腕部的部分尺寸：根據表41設缸體內空半徑R=110mm，外徑根據表32選擇121mm,這個是液壓缸壁最小厚度，考慮到實際裝配問題后，其外徑為226mm；動片寬度b=66mm,輸出軸r=。夾取棒料直徑100mm，長度1000mm，重量60Kg，當手部回轉時，計算 力矩：（1） 手抓、手抓驅動液壓缸及回轉液壓缸轉動件等效為一個圓柱體，高為220mm，直徑120mm，其重力估算G= （2） 擦力矩。 腕部的驅動力矩計算（1） 腕部的驅動力矩需要的力矩?！　　　　　　　　　　　　　　　　∥靼补I(yè)大學學士學位論文　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 腕部結構和驅動機構的選擇 本設計要求手腕回轉，綜合以上的分析考慮到各種因素，腕部結構選擇具有一個自由度的回轉驅動腕部結構，采用液壓驅動。它使腕部具有水平和垂直轉動的兩個自由度。這種結構外形尺寸較大，一般適用于懸掛式臂部。(2) 齒條活塞驅動的腕部結構。它具有結構緊湊、靈活等優(yōu)點而被廣腕部回轉，總力矩M，需要克服以下幾種阻力：克服啟動慣性所用。（3） 必須考慮工作條件對于本設計，機械手的工作條件是在工作場合中搬運加工的棒料，因此不太受環(huán)境影響，沒有處在高溫和腐蝕性的工作介質中，所以對機械手的腕部沒有太多不利因素。因此，在腕部設計時，必須力求結構緊湊，重量輕?！　　　　　　　　　　　　　　　　? 腕部的設計計算　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　4 腕部的設計計算 腕部設計的基本要求（1） 力求結構緊湊、重量輕腕部處于手臂的最前端，它連同手部的靜、動載荷均由臂部承擔。計算公式： （）（力學性精確能高） （）結論：經過校核，彈簧適應。對于循環(huán)次數多、在變應力下工作的彈簧，還應該進一步對彈簧的疲勞強度和靜應力強度進行驗算（如果變載荷的作用次數，或者載荷變化幅度不大時，可只進行靜應力強度驗算）。結論本設計彈簧，因此彈簧穩(wěn)定性合適。 圓柱螺旋彈簧的幾何參數(1).選擇硅錳彈簧鋼，查取許用切應力(2).選擇旋繞比C=8，則 （）(3).根據安裝空間選擇彈簧中徑D=42mm，估算彈簧絲直徑 (4).試算彈簧絲直徑 （）(5). 根據變形情況確定彈簧圈的有效圈數： （）選擇標準為，彈簧的總圈數圈(6).最后確定，(7).對于壓縮彈簧穩(wěn)定性的驗算 對于壓縮彈簧如果長度較大時，則受力后容易失去穩(wěn)定性，這在工作中是不允許的。選擇彈簧是壓縮條件，選擇圓柱壓縮彈簧。機械手的夾持范圍為80mm180mm。特別是在多品種的中、小批量生產中，為了適應工件尺寸在一定范圍內變化，一定進行機械手的夾持誤差。手抓夾持范圍，手指長100mm,當手抓沒有張開角的時候，（a）所示，根據機構設計，它的最小夾持半徑，當張開時，（b）所示，最大夾持半徑計算如下： 機械手的夾持半徑從（a） (b) 手抓張開示意圖 機械手手抓夾持精度的分析計算機械手的精度設計要求工件定位準確,抓取精度高,重復定位精度和運動穩(wěn)定性好,并有足夠的抓取能。求夾緊力和驅動力和 驅動液壓缸的尺寸。 G——被抓取工件所受重力（N）。 手指對工件的夾緊力可按公式計算： （）式中 ——安全系數，； ——工作情況系數，主要考慮慣性力的影響。必須對大小、方向和作用點進行分析計算。由分析可知，當驅動力一定時，角增大，則握力也隨之增大，但角過大會導致拉桿行程過大，以及手部結構增大，因此最好=。(a) (b) 滑槽杠桿式手部結構、受力分析1——手指 2——銷軸 3——杠桿在杠桿3的作用下，銷軸2向上的拉力為F，并通過銷軸中心O點，兩手指1的滑槽對銷軸的反作用力為F1和F2，其力的方向垂直于滑槽的中心線和并指向點，交和的延長線于A及B。夾緊裝置選擇常開式夾緊裝置，它在彈簧的作用下機械手手抓閉和，在壓力油作用下，彈簧被壓縮，從而機械手手指張開。顯然是不合適的，因此不選擇這種類型。平移型手指的張開閉合靠手指的平行移動,這種手指結構簡單, 適于夾持平板方料, 且工件徑向尺寸的變化不影響其軸心的位置, 其理論夾持誤差零。吸附式常用于抓取工件表面平整、面積較大的板狀物體,不適合用于本方案。本設計是設計平動搬運機械手的設計，考慮到所要達到的原始參數：手抓張合角=，夾取重量為60Kg。（2） 移動型 移動型即兩手指相對支座作往復運動。（4） 應保證手抓的夾持精度。（2） 手指應具有一定的張開范圍，手指應該具有足夠的開閉角度（手指從張開到閉合繞支點所轉過的角度），以便于抓取工件?！　　　　　　　　　　　　　　　　? 機械手手部的設計計算　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　3 機械手手部的設計計算 手部設計基本要求（1） 應具有適當的夾緊力和驅動力。 機械手的技術參數列表一、用途：搬運:用于車間搬運二、設計技術參數:抓重:60Kg (夾持式手部)自由度數:5個自由度座標型式:圓柱座標最大工作半徑:1600mm手臂最大中心高:1248mm手臂運動參數伸縮行程：1200mm伸縮速度：83mm/s升降行程：300mm升降速度：67mm/s回轉范圍:手腕運動參數回轉范圍: 本章小結本章對機械手的整體部分進行了總體設計，選擇了機械手的基本形式以及自由度，確定了本設計采用液壓驅動，給出了設計中機械手的一些技術參數。采用液壓機構驅動機械手,結構簡單、尺寸緊湊、重量輕、控制方便，驅動力大等優(yōu)點。驅動機構是工業(yè)機械手的重要組成部分, 工業(yè)機械手的性能價格比在很大程度上取決于驅動方案及其裝置。（2） 腕部，采用一個回轉液壓缸實現(xiàn)手部回轉 　　　　　　　　　　　　　　　　西安工業(yè)大學學士學位論文　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3）臂部， 。 機械手基本形式示意在圓柱坐在圓柱坐標式機械手的基本方案選定后，根據設計任務，為了滿足設計要求，本設計關于機械手具有5個自由度既：手抓張合；手部回轉；手臂伸縮；手臂回轉；手臂升降5個主要運動。 是機械手搬運物品示意圖。 (4)多關節(jié)型機機械手。(2)圓柱坐標型機械手。因此，在機械手的執(zhí)行機構、驅動機構是本次設計的主要任務，然后通過ADAMS軟件對機械手的手部進行簡單的運動仿真。本設計主要任務是完成機械手的結構方面設計，以及ADAMS軟件進行簡單的運動仿真。比較細致的介紹了機械手的發(fā)展趨勢，簡要的敘述了本文研究的內容。 本章小結本章簡要的介紹了機械手的基本概念。進而運用ADAMS軟件對機械手的手部及升降機構作了運動仿真分析。 本文主要研究內容本文研究了國內外機械手發(fā)展的現(xiàn)狀，通過學習機械手的工作原理，熟悉了搬運機械手的運動機理。其中最為突出的是水下機器人，6000m水下無纜機器人的成果居世界領先水平，還開發(fā)出直接遙控機器人、雙臂協(xié)調控制機器人、爬壁機器人、管道機器人等機種:在機器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎技術的開發(fā)應用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎。以上原因主要是沒有形成機器人產業(yè)，當前我國的機器人生產都是應用戶的要求，“一客戶，一次重新設計”，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低，而且質量、可靠性不穩(wěn)定。但總的來看，我國的工業(yè)機器人技術及其工程應用的水平和國外比還有一定的距離，如:可靠性低于國外產品:機器人應用工程起步較晚，應用領域窄，生產線系統(tǒng)技術與國外比有差距。我國的工業(yè)機器人從80年代“七五”科技攻關開始起步，在國家的支持下，通過“七五”、“八五”科技攻關，目前己基本掌握了機器人操作機的設計制造技術、控制系統(tǒng)硬件和軟件設計技術、運動學和軌跡規(guī)劃技術，生產了部分機器人關鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人。(7)機器人化機械開始興起。(6)當代遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。(4)機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機器人還應用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環(huán)境建模及決策控制多傳感器融合配置技術在產品化系統(tǒng)中已有成熟應用。(3)工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網絡化。例如關節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化:由關節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機。(1)工業(yè)機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機價格不斷下降。大多數用插銷板進行點位控制，也有采用可編程序控制器控制、微型計算機控制，采用凸輪、磁盤磁帶、穿孔卡等記錄程序。采用液壓機構驅動機械手,結構簡單、尺寸緊湊、重量輕、控制方便。 驅動機構驅動機構是工業(yè)機械手的重要組成部分。因此，它的結構、工作范圍、靈活性以及抓重大小和定位精度直接影響機械手的工作性能。因此，一般來說臂部具有三個自由度才能滿足基本要求，即手臂的伸縮、左右旋轉、升降（或俯仰）運動。臂部運動的目的：把手部送到空間運動范圍內任意一點。（3）臂部 手臂部件是機械手的重要握持部件。目前，應用最為廣泛的手腕回轉運動機構為回轉液壓（氣）缸，它的結構緊湊，靈巧但回轉角度?。ㄒ话阈∮?2700）,并且要求嚴格密封，否則就難保證穩(wěn)定的輸出扭距。有回轉運動、上下擺動、左右擺動。（2） 腕部 是連接手部和臂部的部件，并可用來調節(jié)被抓物體的方位，以擴大機械手的動作范圍，并使機械手變的更靈巧，適應性更強。手部多為兩指（也有多指）；根據需要分為外抓式和內抓式兩種；也可以用負壓式或真空式的空氣吸盤（主要用于吸冷的，光滑表面的零件或薄板零件）和電磁吸盤。 機械手的組成工業(yè)機械手由執(zhí)行機構、驅動機構和控制機構三部分組成。 鑄、鍛、焊熱處理等熱加工方面模鍛方面，國內大批量生產的3t、5t、10t模鍛錘，其所配的轉底爐，用兩只機械手成一定角度布置早爐前，實現(xiàn)進出料自動化。目前機械手在沖床上應用有兩個方面：一是160t以上的沖床用機械手的較多。由于這方面的使用已有成功的經驗，國內一些機床廠已在這類產品出廠是就附上機械手，或為用戶安裝機械手提供條件。 在實現(xiàn)單機自動化方面各類半自動車床，有自動加緊、進刀、切削、退刀和松開的功能，單仍需人工上下料；裝上機械手，可實現(xiàn)全自動化生產，一人看管多臺機床。國內這類生產線很多，如沈陽永泵廠的深井泵軸承體加工自動線（環(huán)類），大連電機廠的4號和5號電動機加工自動線（軸類），上海拖拉機廠的齒坯自動線（盤類）等。下面具體說明機械手在工業(yè)方面的應用。目前在我國機械手常用于完成的工作有：注塑工業(yè)中從模具中快速抓取制品并將制品傳誦到下一個生產工序；機械手加工行業(yè)中用于取料、送料；澆鑄行業(yè)中用于提取高溫熔液等等。據資料介紹，美國生產的全部工業(yè)零件中，有75%是小批量生產；金屬加工生產批量中有四分之三在50件以下，零件真正在機床上加工的時間僅占零件生產時間的5%。各行各業(yè)的自動化水平越來越高，現(xiàn)代化加工車間，常配有機械手，以提高生產效率，完成工人難以完成的或者危