【正文】 認(rèn)為，這必將對(duì)我以后的生活、學(xué)習(xí)和工作有著深遠(yuǎn)的影響！謝 辭本次畢業(yè)設(shè)計(jì)工作是在葛老師的全面指導(dǎo)下完成的，在課題選擇、方案制定、工作實(shí)施以及設(shè)計(jì)說(shuō)明書的撰寫過程中，無(wú)處不滲透著葛老師的心血。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我才發(fā)現(xiàn)，三年中我們還有很多東西都不曾了解，有很多東西我們都還沒有熟練掌握。從最開始的資料收集，到分析計(jì)算、繪圖，使我覺得自己所掌握的知識(shí)儲(chǔ)備是那么的少，僅僅靠書本上的知識(shí)是很難解決許多實(shí)際生產(chǎn)中的問題的。然而這次設(shè)計(jì)中也存在著少許不足：首先，設(shè)計(jì)中的校核比較少，使整個(gè)設(shè)計(jì)中存在很多不足，希望老師多加指點(diǎn)；其次，由于本人設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的欠缺，設(shè)計(jì)過程中有時(shí)不知道從何處入手，該怎么做等問題。各自由度自成體系，又能協(xié)調(diào)的組織在一起，其各個(gè)部分連接處線條分明、直觀性好，其各個(gè)部分可以分別拆卸，快速更換，方便維修。經(jīng)綜合考慮，確定采用圓柱坐標(biāo)形式，具有腰部回轉(zhuǎn)、豎直升降、水平伸縮三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，使整體的結(jié)構(gòu)小型化。圖23為所設(shè)計(jì)的立柱與各部件的連接。托盤與液壓缸的連接用四個(gè)GB528M24螺栓進(jìn)行連接。此設(shè)計(jì)的立柱經(jīng)過分析與計(jì)算，最后采用圖23的立柱。根據(jù)參考文獻(xiàn)[2] O型圈用（內(nèi)徑）=，為密封截面直徑，=氈圈密封（內(nèi)徑）=76 D（外徑）=80根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]已知= =16 =（缸底油孔直徑） =100取h=10根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]管子油口內(nèi)徑dd1130 Q為液體流量，V為流速對(duì)于壓油管V36/s，這里V取5m/s根據(jù)參考文獻(xiàn)[1] 為液壓缸輸出速度，AL活塞直徑已知= /s, =根據(jù)參考文獻(xiàn)[1],故d取15采用卡套式直通管接頭鋼管外徑為22，采用推薦管路通過流量為1050所以公稱壓力P=16圖22為所述的升降液壓缸。表21 技術(shù)規(guī)格通徑工作壓力調(diào)速范圍重量160160= =取 取活塞直徑 d=70=400 （1）選擇材料TQ400 =400 =250（2） F= （q值取其屈服極限） ==31689+675885N=707574N（3） ==9 （4）缸頭法蘭按T50161型夾緊缸缸頭2倍尺寸制造。圖21 機(jī)械手手部 經(jīng)分析液壓缸的最大工作力為由于手爪是靠推力夾緊的，所以驅(qū)動(dòng)液壓缸的活塞桿選用材料HT200 查表得:，由 取得:又得:歐拉公式: 由于此活塞桿是一端固定，一端鉸接，所以 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求取 查表得 HT15的彈性模量取 又 為了更安全，取 得:而得:根據(jù)GB/T23481993圓整得：由d = () D得缸體內(nèi)徑D = 35/ = 根據(jù)GB/T23481993圓整得D = 65查參考文獻(xiàn)[16]選用T51601型夾緊油缸液壓缸行程：S =（282162）= 120mm根據(jù)表GB/T23481993 圓整得：S = 125 查參考文獻(xiàn)[16]選擇YF型溢流閥，技術(shù)規(guī)格為表21。此設(shè)計(jì)可以不要手腕，動(dòng)作可以由手臂完成。因此設(shè)計(jì)時(shí)要注意下面幾個(gè)問題：（1） 可以有手臂完成的動(dòng)作，盡量不設(shè)置手腕。一般手腕設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或再增加一個(gè)上下擺動(dòng)即可滿足要求，若有特殊要求可增加手腕左右擺動(dòng)或橫向移動(dòng)。根據(jù)公式（21） 計(jì)算得： = 294N因?yàn)榇嗽O(shè)計(jì)采用移動(dòng)型齒輪齒條手部結(jié)構(gòu)，查資料知其夾緊力為驅(qū)動(dòng)力的一半，=所以，=588N，此處考慮其他因素取600N。齒條齒數(shù)取=23。經(jīng)分析和比較此設(shè)計(jì)選擇移動(dòng)式的齒輪齒條手部。指端是手指上直接與被夾工件接觸的部位，它的結(jié)構(gòu)形狀取決于工件的形狀。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)常用連桿機(jī)構(gòu)、滑槽機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)等。夾持式手部是有驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和手指（或手爪）等組成。夾持式手部對(duì)抓取工件的形狀具有較大的適應(yīng)性，故應(yīng)用較廣。（4）動(dòng)作迅速、靈活、準(zhǔn)確，通用機(jī)械手還要求更換手部方便根據(jù)用途手部可分為夾持式手部、吸附式手部和專用工具（噴槍、扳手、焊接工具）三類。移動(dòng)式鉗爪要有足夠大的移動(dòng)范圍。設(shè)計(jì)手部時(shí)除了要滿足抓取要求外，還應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：（1）手指握力的大小要適宜確定手指的握力（即夾緊力）時(shí)，應(yīng)考慮工件的重量以及傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)，以保證工件不致產(chǎn)生松動(dòng)或脫落，但握力太大又會(huì)造成浪費(fèi)并可能損壞工件。第2章 機(jī)械手相關(guān)的設(shè)計(jì)與計(jì)算手部是機(jī)械手直接抓取和握緊（或吸附）物件或夾持專用工具執(zhí)行作業(yè)任務(wù)的部件，因此手部的結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)依據(jù)作業(yè)任務(wù)要求來(lái)設(shè)計(jì)，從而形成了多種的結(jié)構(gòu)型式。定位精度的高低取決于位置控制方式以及機(jī)械手運(yùn)動(dòng)部件本身的精度和剛度，并和抓取重量、運(yùn)動(dòng)速度等因素也有密切關(guān)系。使機(jī)械手具有一定的通用性；手臂伸縮行程及工作半徑要適宜，太大會(huì)增加手臂懸伸量，相應(yīng)的偏重力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也增加，且剛性降低，對(duì)于定位精度也難以保證。機(jī)械手的手臂運(yùn)動(dòng)行程對(duì)使用性能有較大的影響。影響機(jī)械手動(dòng)作快慢的兩個(gè)主要運(yùn)動(dòng)是手臂的伸縮和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。機(jī)械手的主要參數(shù)是說(shuō)明機(jī)械手的規(guī)格和性能的具體指標(biāo)，一般包括一下幾項(xiàng)：（又稱臂力）是指機(jī)械手所能抓取或搬運(yùn)物件的最大重量，它對(duì)其他參數(shù)如行程范圍、運(yùn)動(dòng)速度、坐標(biāo)形式和緩沖裝置的設(shè)計(jì)均有影響，是機(jī)械手最基本的參數(shù)。此種機(jī)械手在工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。關(guān)節(jié)型機(jī)械手動(dòng)作靈活，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。其工作空間是一個(gè)類球形的空間。這種機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，但精度不很高。其工作空間是一個(gè)圓柱狀的空間。2．圓柱坐標(biāo)式圓柱坐標(biāo)機(jī)械手的空間運(yùn)動(dòng)是用一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如圖12(b)。但是，這種直角坐標(biāo)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)空間相對(duì)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)講，是比較小的。1．直角坐標(biāo)式 直角坐標(biāo)機(jī)械手的空間運(yùn)動(dòng)是用三個(gè)相互垂直的直線運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如圖12(a)所示。 工業(yè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式主要有直角坐標(biāo)結(jié)構(gòu)，圓柱坐標(biāo)結(jié)構(gòu)，球坐標(biāo)結(jié)構(gòu)，關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)四種。控制系統(tǒng)是機(jī)械手動(dòng)作的指揮系統(tǒng)，用來(lái)控制動(dòng)作的順序（程序）、位置和時(shí)間、速度和加速度等。有時(shí)為了完成遠(yuǎn)距離的操作和擴(kuò)大使用范圍，可以增設(shè)滾輪行走機(jī)構(gòu)。（5）機(jī)座 是機(jī)械手的基礎(chǔ)部分。（4）立柱 是支撐手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分。（2）手腕 是連接手部和手臂的部分，可以調(diào)整和改變工件方位。機(jī)械收主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測(cè)裝置等所組成，各部分之間的相互關(guān)系如圖11所示：工 件執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制系統(tǒng)位置檢測(cè)裝置圖11 各部分的相互關(guān)系執(zhí)行機(jī)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(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)中立柱可相對(duì)于機(jī)座旋轉(zhuǎn)180度，回轉(zhuǎn)速度15r/min，橫梁采用液壓驅(qū)動(dòng)，可水平伸縮距離400mm，機(jī)械手可上下垂直運(yùn)動(dòng)，其垂直升降量1000mm，機(jī)械手最大夾持重量10kg，所夾持工件為圓柱形，直徑范圍：φ30mm—φ120mm。下面結(jié)合本演示系統(tǒng)的基本要求和設(shè)計(jì)的基本原則確定本系統(tǒng)的方案。如機(jī)器人的自由度、動(dòng)作精度的要求、所能抓取的重量、容許的運(yùn)動(dòng)范圍等。（2） 分析機(jī)器人所在系統(tǒng)的工作環(huán)境。 第1章 總體設(shè)計(jì)方案在確定機(jī)器人總體設(shè)計(jì)方案前，我們還要擬定本設(shè)計(jì)的基本步驟及其要遵循的一些基本原則，從而使設(shè)計(jì)方案更合理。，利用國(guó)內(nèi)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，開發(fā)具有中國(guó)技術(shù)特色的國(guó)產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)品。、資料、樣機(jī)和關(guān)鍵元器件，為我所用。3）．機(jī)器人開發(fā)走開放型科研之路國(guó)內(nèi)通過“七五”機(jī)器人技術(shù)攻關(guān)，已具備了生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的基礎(chǔ)，但國(guó)產(chǎn)機(jī)器人無(wú)論在技術(shù)上，還是可靠性上，都與國(guó)外機(jī)器人差相當(dāng)一段距離，要盡快縮短這種距離，必須走一條開放型的自主科研道路。我國(guó)國(guó)內(nèi)機(jī)器人生產(chǎn)廠家規(guī)模大都較小，甚至談不上規(guī)模，而國(guó)內(nèi)一般企業(yè)又沒有能力將機(jī)器人有效地集成到生產(chǎn)系統(tǒng)中去，因此，那些進(jìn)行系統(tǒng)集成并向用戶提供一條龍服務(wù)的公司，在機(jī)器人市場(chǎng)中將有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)外許多中小公司把自己的市場(chǎng)定位在機(jī)器人系統(tǒng)集成或某些有特長(zhǎng)領(lǐng)域，從而形成自己的局部?jī)?yōu)勢(shì)，在市場(chǎng)中求得生存和發(fā)展，如奧地利IGM公司以向用戶提供大型機(jī)器人焊接系統(tǒng)著稱，機(jī)器人在系統(tǒng)中只占售價(jià)的1/3左右，賣單臺(tái)機(jī)器人贏利甚微，而賣機(jī)器人系統(tǒng)卻贏利可觀。這些合資合作的開展，將會(huì)有效地推動(dòng)中國(guó)機(jī)器人工業(yè)的進(jìn)步，全面促進(jìn)中國(guó)機(jī)器人工業(yè)水平的提高，但是它也會(huì)和其他外國(guó)機(jī)器人公司一樣，沖擊中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)，影響具有自主開發(fā)能力的中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的形成，也會(huì)使國(guó)內(nèi)其他的機(jī)器人生產(chǎn)廠家面臨一種嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。（2）發(fā)展趨勢(shì)：國(guó)內(nèi)各行各業(yè)對(duì)機(jī)器人的需求將越來(lái)越多，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)將穩(wěn)步增長(zhǎng)，根據(jù)目前的現(xiàn)狀，我國(guó)機(jī)器人近幾年發(fā)展的形式將會(huì)怎樣呢？根據(jù)我們的分析將會(huì)呈現(xiàn)如下幾個(gè)特點(diǎn)：1）．從國(guó)際市場(chǎng)來(lái)看，機(jī)器人工業(yè)是一種高投入低贏利的產(chǎn)業(yè)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)極為激烈，機(jī)器人工業(yè)必須上一定規(guī)模才有利潤(rùn)可言，才有必需的開發(fā)投入，才能走上良性循環(huán)的發(fā)展道路。其中最為突出的是水下機(jī)器人，6000米水下無(wú)纜機(jī)器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還開發(fā)出直接遙控機(jī)器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機(jī)器人、爬壁機(jī)器人、管道機(jī)器人等機(jī)種；在機(jī)器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、模化設(shè)計(jì)，積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。但總的來(lái)看，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離，如：可靠性低于國(guó)外產(chǎn)品；機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國(guó)外比有差距；在應(yīng)用規(guī)模上，我國(guó)已安裝的國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人約200臺(tái)，約占全球已安裝臺(tái)數(shù)的萬(wàn)分之四。其中的機(jī)械系統(tǒng)又叫操作機(jī)(Manipulator)，相當(dāng)于本文中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供機(jī)器人各關(guān)節(jié)所需要的動(dòng)力，傳動(dòng)系統(tǒng)則將驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換為滿足機(jī)器人各關(guān)節(jié)力矩和運(yùn)動(dòng)所要求的驅(qū)動(dòng)力或力矩。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)器人賴以完成工作任務(wù)的實(shí)體，通常由連桿和關(guān)節(jié)組成，由