【正文】 機械手的驅(qū)動方案設(shè)計 由于氣壓傳動系統(tǒng)的動作迅速，反應(yīng)靈敏，阻力損失和泄漏較小，成本低廉因此本機械手采用氣壓傳動方式。手臂的回轉(zhuǎn)和升降運動是通過立柱來實現(xiàn)的，立柱的橫向移動即為手臂的橫移。因此，手腕設(shè)計成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。當(dāng)工件是板料時，使用氣流負(fù)壓式吸盤。由于本機械手在上下料時手臂具有升降、收縮及回轉(zhuǎn)運動，因此，采用圓柱座標(biāo)型式。也可用于操作環(huán)境惡劣的生產(chǎn)場合。明確工件的結(jié)構(gòu)形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運時的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等，從而進一步確定對機械手結(jié)構(gòu)及運行控制的要求 。 滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)院畢業(yè)論文 15 第二章 機械手的設(shè)計方案 對氣動機械手的基本要求是能快速、準(zhǔn)確地拾 放和搬運物件，這就要求它們具有高精度、快速反應(yīng)、一定的承載能 力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置都能自動定位等特性。 連續(xù)軌跡控制 它的運動軌跡為空間的任意連續(xù)曲線，其特點是設(shè)定點為無限的，整個移動過程處于控制之下，可以實現(xiàn)平穩(wěn)和準(zhǔn)確的運動，并且使用范圍廣，但電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。若欲控制的點數(shù)多，則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。此類機械手目前還不多，但有發(fā)展前途。 電力傳動機械手 即有特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電動機、直線電機或功率步進電機直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的械手，因為不需要中間的轉(zhuǎn)換機構(gòu)，故機械結(jié)構(gòu)簡單。它的主要特點是運動準(zhǔn)確可靠，用于工作主機的上、下料。 機械傳動機械手 即由機械傳動機構(gòu) (如凸輪、連桿、齒輪和 齒條、間歇機構(gòu)等 )驅(qū)動的機械手。其主要特點是 :介質(zhì)李源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。若機械手采用 電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機械手的通用性擴大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴(yán)格，成本高。其主要特點是 :抓重可達(dá)幾百公斤以上、傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈敏。通用機械手按其控制定位的方式不同可分為簡易型和伺服型兩種 :簡易型以“開一關(guān)”式控制定位，只能是點位控制，伺服型可以是點位的，也可以實現(xiàn)連續(xù)控制，伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)，一般的伺服型通用機械手屬于數(shù)控類型。在性能范圍內(nèi)，其動作程序是可變的，通過調(diào)整可在不同場合使用，驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是獨立的。專用機械手具滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)院畢業(yè)論文 13 有動作少、工作對象單一、結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠和造價低等特點，適用于大批量的自動化生產(chǎn)的自動換刀機械手，如自動機床、自動線的上、下料機械手和加工中心。 機械手的分類 工業(yè)機械手的種類很多，關(guān)于分類的問題，目前在國內(nèi)尚無統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，在此暫按使用范圍、驅(qū)動方式和控制系統(tǒng)等進行 分類。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位 (或機械擋塊定位 )系統(tǒng)組成。控制系統(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機械手按規(guī)定的程序運動， 并記憶人們給予機械手的指令信息 (如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間 )，同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當(dāng)動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號?？刂葡到y(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。 (二 )驅(qū)動系統(tǒng) 驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動工 業(yè)機械手執(zhí)行機構(gòu)運動的動力裝置調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成。驅(qū)動滾輪運動則應(yīng)另外增設(shè)機械傳動裝置。 行走機構(gòu) : 當(dāng)工業(yè)機械手需要完成較遠(yuǎn)距離的操作，或擴大使用范圍時，可在機座上安滾輪式行走機構(gòu)可分裝滾輪、軌道等行走機構(gòu)，以實現(xiàn)工業(yè)機械手的整機運動。 立柱 : 立柱是支承手臂的部件 ，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉(zhuǎn)運動和升降 (或俯仰 )運動均與立柱有密切的聯(lián)系。 手腕 : 是連接手部和手臂的部件，并可用來調(diào)整被抓取物件的方位 (即姿勢 ) 手臂 : 手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。而傳力機構(gòu)則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾 放物件的任務(wù)。常用的指形有平面的、 V形面的和曲面的 :手指有外夾式和內(nèi)撐式 。平移型應(yīng)用較少，其原因是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但平移型手指夾持圓形零件時，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件，常用的手指運動形式有回轉(zhuǎn)型和平移型。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手在本課題中我們采用夾持 式手部結(jié)構(gòu)。 滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)院畢業(yè)論文 11 機械手組成方框圖 :11 (一 )執(zhí)行機構(gòu) 包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機構(gòu)。 機械手的組成和分類 機械手的組成 機械手主要由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的 “程序控制通用機械手”，簡稱通用機械手。尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進行正常的工作，意義更為重大。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機械手被稱為 “工業(yè)機械手”。機器人應(yīng)用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標(biāo)志。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。 關(guān)鍵詞 ：機械手臂 極限位置 嚙合 第一章 前言 滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)院畢業(yè)論文 10 工業(yè)機械手概述 工業(yè)機器人由操作機 (機械本體 )、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。這樣，帶輪可自由轉(zhuǎn)動，而不會影響軸，且把離合器的左半邊加工在帶輪上，這樣，不僅可以縮小空間，而且可以提高強度。這里設(shè)計成中心軸不轉(zhuǎn)動。只有滿足這個條件，離合齒上凸起部分的斜面與滑塊在滑動時才不會發(fā)生自鎖。手臂在極限位置自動停止，反向運行的條件完全是靠離合齒上的凸起部分與滑塊的接觸實現(xiàn)的。 注：機械手臂的運動范圍手其結(jié)構(gòu)的限制，在手臂的運動到達(dá)結(jié)構(gòu)位置之前，必須使其自動停止。這樣，上臂就停止在所要求的位置上了。在右半邊為一電磁制動器，制動器的左半邊與離合器的右半邊相連，而且通過盤與上臂相連。這樣，帶輪就以一定的速度不停的轉(zhuǎn)，以給臂關(guān)節(jié)通過同步齒型帶傳遞動力。左邊一電機通過諧波減速器減速后，通過齒輪來控制手臂的回轉(zhuǎn)，而手臂彎曲動作的動力，由右邊一電機提供。 排以及預(yù)期結(jié)果 總的工作任務(wù)： 在規(guī)定的時間內(nèi)完成本課題（畢業(yè)設(shè)計），并符合院系的各種要求： 進度安排： 2021 年 2021 年 3 月 10 日 3 月 20 日 ：選定課題交指導(dǎo)老師審批確定設(shè)計論文題目； 2021 年 3 月 21 日 3 月 26 日 ： 根據(jù)指導(dǎo)老師下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書確定論文的主要內(nèi)容； 滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)院畢業(yè)論文 6 2021 年 3 月 27 日 4 月 20 日 ： 撰寫開題報告，并交指導(dǎo)老師審批 ； 2021 年 4 月 21 日 5 月 7 日 ： 設(shè)計模具并撰寫設(shè)計論文 ； 2021 年 5 月 8 日 5 月 18 日： 提交中期檢查報告（設(shè)計或論文初稿）； 2021 年 5 月 19 日 5 月 21 日： 根據(jù)指導(dǎo)老師的修改意見修改設(shè)計 ， 為答辯 做好充分的準(zhǔn)備； 2021 年 5 月 22 日 5 月 23 日： 論文答辯 。 三、現(xiàn)有基礎(chǔ)和具備的條件 首先，通過在校三年的學(xué)習(xí)，學(xué)得了豐富的理論知識，對模具專業(yè)相關(guān)相關(guān)科學(xué)有了一定的了解，通過多次的實習(xí)已經(jīng)積累了一定的相關(guān)方 面的經(jīng)驗。對模具進行調(diào)試與修配并記錄出現(xiàn)的問題和解決的方法，通過這段時間自己親自對模具的設(shè)計、加工、裝配等積累經(jīng)驗， 然后達(dá)到能夠獨自熟練的設(shè)計多種零件的模具。要求 ： 用相關(guān) 軟件繪制裝配和零件的 2D 圖； 用相關(guān)軟件繪制模具的總裝 2D 圖； 設(shè)計內(nèi)容完整、 字跡清楚 、 思路清析。滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)院畢業(yè)論文 1 滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 氣動機械手的設(shè)計 2021 屆 機械 工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 學(xué) 號 30 學(xué) 生姓名 指導(dǎo)教師 完成日期 2021 年 5 月 21 日 滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)院畢業(yè)論文 2 畢業(yè)設(shè)計評語及成績 學(xué)生姓名 專業(yè) 模具設(shè)計與制造 班級 模具0802 學(xué)號 30號 畢業(yè)設(shè)計 （論文）題目 氣動機械手設(shè)計 指導(dǎo)教師 姓名 指導(dǎo)教師 職稱 助教 指導(dǎo)教師評語： 答辯小組意見： 答辯小組組長簽字： 年 月