【正文】 =,液壓 缸工作壓力 P=, ? ? ?624 4 3 9 0 0 . 0 3 9 60 . 4 1 0 0 . 7 51 0 . 5Fp ?? ???? ? ??實(shí) 際 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 液壓 壓傳動(dòng)分冊(cè)，選取 液壓 缸內(nèi)徑為： D=40mm 則活塞桿內(nèi)徑為 : d=40? =20mm，選取 d=18mm 缸筒直接承受壓縮 液壓油 壓力，必須有一定厚度。 手指對(duì)工件的夾緊力可按公式計(jì)算： 上料液壓傳動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 11 sin 22XNakPF ?? （ ） 式中 ： K—— 安全系數(shù)，通常 ； xP軸向力 a V形手抓的開(kāi)合角 ? 工件和手抓間的摩擦系數(shù) 計(jì)算：設(shè) a=40mm,b=80mm, ? = 035 ，求夾緊力 NF 和驅(qū)動(dòng)力PF 。必須對(duì)大小、方向和作用點(diǎn)進(jìn)行分析計(jì)算。 由分析可知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力 PF 一定時(shí)， ? 角增大，則夾緊力 NF 也隨之增大，但? 角過(guò)大會(huì)導(dǎo)致拉桿行程過(guò)大，以及手部結(jié)構(gòu)增大，因此最好 ? = 030 ~ 040 。 手爪的力學(xué)分析 下面對(duì)其基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析：滑槽杠桿 圖 （ a）為常見(jiàn)的滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)。 結(jié)合機(jī)械手設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中要求：手爪開(kāi)合角為 60度，且能夠抓取重約 6kg的圓柱形鐵質(zhì)工件。 平移型夾持器，工件直徑的變化不影響其軸心的位置，但其架構(gòu)復(fù)雜，體積大，制造精度要求高。 回轉(zhuǎn)型夾持器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但當(dāng)所夾持的工件直徑有變化時(shí)，將引起工件的軸心偏移。 工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用的機(jī)械式夾持器多為雙指手爪式，按其手爪的運(yùn)動(dòng)方式可分為平移型和回轉(zhuǎn)型。 2）應(yīng)盡可能使末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊、重量輕，以減輕手臂的負(fù)荷。其傳力結(jié)構(gòu)形式多樣，有楔塊杠桿式、滑槽杠桿式、連桿杠桿式、齒輪齒條平行連桿式、左右旋絲杠平移型 等，本設(shè)計(jì)采用滑槽杠桿式的傳力機(jī)構(gòu)。 5） .控制方面的不合理，應(yīng)對(duì)措施：要畫(huà)出 T形圖、方框圖，然后再進(jìn)行合理的編程?；蛘咦约河X(jué)得翻得不夠好就找專業(yè)的英文老師來(lái)教導(dǎo)。做完要仔細(xì)的校核，同時(shí)也要有相當(dāng)?shù)哪托摹? 要解決的主要問(wèn)題和技術(shù)的關(guān)鍵 1） .機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、機(jī)械制圖等 2） .傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：液壓傳動(dòng) 3） .控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)： PLC技術(shù) 可能遇到的困難及應(yīng)對(duì)措施 1） .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案不合理，應(yīng)對(duì)的措施：做完后腰及時(shí)給老師審核，然后進(jìn)行其他方面的設(shè)計(jì)。 機(jī)械原理、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓傳動(dòng)和 PLC控制等。在此基礎(chǔ)上，確定了上料搬運(yùn)機(jī)械手的 基本系統(tǒng)機(jī)構(gòu)， 對(duì)搬運(yùn)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的力學(xué)模型分析，完成了機(jī)械手機(jī)械方面的設(shè)計(jì)工作（包括傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分、驅(qū)動(dòng)部分）的設(shè)計(jì)工作。 更重要的是將機(jī)械手、柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結(jié)合，從而根本改變目前機(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。手的抓力大小通過(guò)裝在手指內(nèi)的敏感元件來(lái)控制，達(dá)到自動(dòng)調(diào)整握力的大小。 觸覺(jué)功能即是在機(jī)械手上安裝有觸覺(jué)反饋控制裝置。 視覺(jué)功能即在機(jī)械手上安裝有電視照相機(jī)和光學(xué)測(cè)距儀（即距離傳感器）以及微型計(jì)算機(jī)。如位置發(fā)生稍許偏差時(shí)，即能更正并自行檢測(cè)，重點(diǎn)是研究視覺(jué)功能和觸覺(jué)功能。 此外，國(guó)外機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某種智能的機(jī)械手。 在國(guó)外機(jī)械制造業(yè)中工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用較多，發(fā)展較快。同時(shí)要提高速度，減少?zèng)_擊，正確定位，以便更好的發(fā)揮機(jī)械手的作用。將機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，如伸縮、擺 動(dòng)、升降、橫移、俯仰等機(jī)構(gòu)以及根據(jù)不同類型的加緊機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu)，所以便根據(jù)不同的作業(yè)要求選擇不同類型的基加緊機(jī)構(gòu)，即可組成不同用途的機(jī)械手。 目前工業(yè)機(jī)械手主要用于機(jī)床加工、鑄造、熱處理等方面，無(wú)論數(shù)量、品種和性能方面還是不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要。 (4)機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等上料液壓傳動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 7 傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺(jué)、力覺(jué)等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺(jué)、聲覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)等多傳感器的融合技術(shù)來(lái)進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng) 用。 (3)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于 PC機(jī)的開(kāi)放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化 。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體 化 :由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī) 。 (1)工業(yè)機(jī)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(jī)價(jià)格不斷下降，平均單機(jī)價(jià)格從 91年的 97年的 。一般專用機(jī)械手有 2～ 3個(gè)自由度。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度 。手部是用來(lái)抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造 、冶金、電子、輕工和原子能等部門。機(jī)械手臂代替了人工的繁雜勞動(dòng)，并且操作精度高，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。它是工作抓取和裝配系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。s understanding, has carried on the overall concept design to this topic duty. Had determined the manipulator uses four degreesoffreedom and the circular cylindrical coordinate pattern. Designed manipulator grippertype hand structure。 關(guān)鍵詞： 機(jī)械手 ，液壓缸， 可編程序控制器 上料液壓傳動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 4 Abstract In mechanical manufacturing industry, manipulator has been applied extensively so that the labor condition of worker has been greatly improved , labor productivity raised notably, the step of industrial production mechanization and automation realized rapidly. This article through to manipulator39。驅(qū)動(dòng)方式由 液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)手臂伸縮和升降，手臂旋轉(zhuǎn)和手腕旋轉(zhuǎn)。 確定了機(jī)械手用 四個(gè) 自由度和圓柱坐標(biāo)型式 。 作者簽名： 日 期： 上料液壓傳動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 3 摘 要 在機(jī)械制造業(yè)中，機(jī)械手已被廣泛應(yīng)用，大大地改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著 地 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快 了 實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 四自由度上料液壓傳動(dòng)機(jī)械手 上料液壓傳動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。 本 文 通過(guò)對(duì)機(jī)械手的組成和分類，及國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r的了解， 對(duì)本課題任務(wù)進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)了機(jī)械手的夾持式手部結(jié)構(gòu)；以及設(shè)計(jì)了機(jī)械手的總體結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手伸縮，升降， 兩個(gè) 回轉(zhuǎn) 四 個(gè)自由度及手爪的開(kāi)合。 運(yùn) 用了 FX 系列可編程 序 控制器 （ PLC） 對(duì)上下料機(jī)械手進(jìn)行 控制 , 論述了電氣控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) , 控制軟件結(jié)構(gòu)以及手動(dòng)控制程序和自動(dòng)控制程序 的設(shè)計(jì)。s position and the classification, and the domestic and foreign development condition39。 and design of the overall structure of the mechanical hand to realize the mechanical hand stretching, lifting, turning two of four degrees of freedom, and the opening and closing gripper. Driven approach to achieve by the hydraulic cylinder and lift arm stretching, arm rotation and wrist rotation. The paper illustrates that the control of the upper and lower material by means of the PLC and also includes the hardware design of the electric control system, the control software structure and the design of the manual and automatic control program. Key words: manipulator, Hydraulic cylinder, PLC 上料液壓傳動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) 5 目 錄 4 概述 4 5 6 7 7 7 10 11 14 14 14 14 19