【正文】 造出了“木牛流馬”，并用其運送軍糧。春秋后期，我國著名的木匠魯班，在機械方面也是一位發(fā)明家，據(jù)《墨經》記載，他曾制造過一只鳥，并有“三日不下”之說。（3）我國機器人的發(fā)展狀況我國的機器人歷史更為久遠，早在古代就有了機器人的記載。進入21世紀，高級機器人即遙控機器人和特種機器人的發(fā)展、多種機器人和操作者之間的協(xié)調控制以及通過網絡建立大范圍機器人遙控系統(tǒng)已成為發(fā)展趨勢。20世紀80年代，將具有感覺、思考、決策和動作能力的系統(tǒng)稱為智能機器人。隨著計算機技術和人工智能技術的飛速發(fā)展，使機器人在功能和技術層次上有了很大的提高，移動機器人和機器人的視覺和觸覺等技術就是典型的代表。全世界機器人總數(shù)已達到近80萬臺。美國一批大公司相繼加入機器人制造行列，如通用汽車、通用電氣、IBM等公司。第四階段為產業(yè)發(fā)展期。前蘇聯(lián)從1976年起，由于政府重視、國家集中統(tǒng)一領導，到1980年已擁有機器人6800臺。同一時期，日本政府也大力支持機器人制造工業(yè)，制造廠家維持在120家左右。于是，工人工4時成本上升，而工業(yè)機器人的成本相對低很多，這顯然刺激了機器人產業(yè)的發(fā)展。這一時期生產企業(yè)不斷成熟，開始進入批量生產，并初步形成市場。這些機器人主要活躍在對人有危險或有害的崗位上。前西德在20世紀60年代末引進機器人，1970年第一批工業(yè)機器人在前西德誕生。前蘇聯(lián)于1963年研制出第一臺工業(yè)機器人，1972年起將機器人研制納入國家計劃，其科學院及部屬研究所負責基礎理論和基礎技術，生產部門負責生產以及應用推廣。當時，日本勞動力嚴重匱乏，這大大促進了機器人的發(fā)展。日本川崎重工業(yè)公司1967年從美國引進機器人，與美國締結了國際性合作協(xié)議。從第一臺機器人誕生開始，到能進行小批量生產結束。一般認為這兩個機器人是世界最早的工業(yè)機器人，其控制方式與數(shù)控機床大致相似，但外形特征迥異，主要由類人的手和臂組成。與此同時，另一家美國公司AMF公司也開始研制工業(yè)機器人，即Versatran(VersatileTransfer)機器人。1954年，美國戴沃樂最早提出了工業(yè)機器人的概念，并申請了專利。這項研究工作在于把成熟的伺服技術與當時新近發(fā)展的數(shù)字計算機技術結合起來。1949年，由于需要研制新型軍用飛機，這種飛機零件是用機械加工出來的。人類的進化經歷了百萬年，而機器人的誕生到現(xiàn)在不到40年。ISO8373對工業(yè)機器人做了詳細、具體的定義：“機器人是具備自動控制及可再編程、多用途功能，機器人操作機具有3個或以上的可編程軸在工業(yè)自動化應用中，機器人的底座可固定也可移動”。1987年國際標準化組織對工業(yè)機器人進行了定義：“工業(yè)機器人是一種具有自動控制的操作和移動功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機”。而隨著機器人技術的飛速發(fā)展和信息時代的到來，機器人所涵蓋的內容越來越豐富，機器人的定義也不斷充實和創(chuàng)新。也許正是由于機器人的定義的模糊，才給人們充分的想象和創(chuàng)造空間。在科技界，由于機器人還在不斷發(fā)展，新的機型、新的功能不斷涌現(xiàn)，科學家們也是仁者見仁，智者見智，沒有一個統(tǒng)一的意見。不同的國家不同的學者給出的定義不盡相同。在劇本中，作家塑造了一個具有人的外表、特征和功能，愿意為人類服務的機器人奴仆“Robota”，捷克語中“robota”的意思是卑賤的勞動力，在該劇中機器人被描寫成像奴隸那樣進行勞動的機器。該機械手采用PLC作為核心控制元件，并配有人機交互裝置，可以對系統(tǒng)本身的故障進行自診斷，并顯示出錯誤位置和原因，為工作人員進行故障排除提供幫助，還可以對工作過程進行實時監(jiān)控，遇到故障時自動報警。這類機械手應用非常廣泛，經過一定的調整和改進可以完成工廠、企業(yè)里大部分工件、裝備等的移動。整個項目的完成可以使企業(yè)降低成本、提高生產率。比起人工完成搬運，安全可靠，機械手能按照事先設定的程序進行動作，不會受工人的身體狀況、精神狀態(tài)、情緒等的影響。能夠完成企業(yè)兩條自動化生產線上的工件的搬運動作。該項目具有實用性、可靠性、經濟性、推廣性、智能性等特點。在我國，近幾年來也有較快的發(fā)展，并取得一定的效果，尤其受到了機械工業(yè)和鐵路部門的青睞。因而，廣泛受到各先進工業(yè)國家的高度重視，并投入大量的人力物力加以研究和應用。機械手是由于它的積極作用正日益為人們所認識而得以迅速發(fā)展起來的：其一，它能部分地代替人工操作；其二，它能按照生產工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成各種動作；其三，它能操作必要的機具代替人類進行焊接和裝配等。工業(yè)機械手已成為現(xiàn)代機械制造生產系統(tǒng)中的一個重要組成部分。這種裝置既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力?；谏鲜隹紤]，該公司委托實驗室為其研制開發(fā)一套搬運機械手來代替人工完成曲軸在兩條生產線之間的轉移。本課題中設計開發(fā)的曲軸搬運機械手來源于神龍汽車有限公司曲軸加工生產線。這一技術在工業(yè)、農業(yè)、國防、醫(yī)療衛(wèi)生、辦公自動化及生活服務等眾多領域有著越來越多的應用。最后，總結了全文，指出了機械手的改進措施、應用前景和發(fā)展方向。機械手的出現(xiàn)在減輕工人勞動強度和難度、提高工作效率和質量、降低生產成本上做出了突出貢獻，機械手的發(fā)展在企業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)收上起到了舉足輕重的作用。目錄第1章 緒論 1 工業(yè)機器人（機械手）的概述 1 工業(yè)機器人的發(fā)展 1 工業(yè)機器人的分類 1 工業(yè)機械手的應用 2 設計問題的提出 2第2章 機械手的總體設計 3 機械手的組成及各部分關系概述 3 機械手的設計分析 3 設計要求 3 總體設計任務分析 3 總體方案擬定 5第3章 機械手結構的設計分析 6 末端操作器的設計分析 6 末端操作器的概述 6 末端操作器結構的設計分析 6 手腕的設計分析 6 手臂的設計分析 6 機身和機座的設計分析 7第4章 機械手各部件的載荷計算 8 設計要求分析 8 手指夾緊機構的設計 8 手指夾緊機構載荷的計算 8 手臂伸縮機構載荷的計算 9 手臂俯仰機構載荷的計算 10 手腕擺動機構載荷力矩的計算 10 機身擺動機構載荷力矩的計算 12 初選系統(tǒng)工作壓力 12第5章 機械手各部件結構尺寸計算及校核 14 手指夾緊機構結構尺寸的確定 14 手腕擺動機構的確定 17 機身擺動機構的確定 17 強度校核 17 彎曲穩(wěn)定性校核 18第6章 液壓系統(tǒng)的設計 20 液壓缸或液壓馬達所需流量的確定 20 液壓缸或液壓馬達主要零件的結構材料及技術要求 21 缸體 21 缸蓋 21 活塞 21 活塞桿 22 液壓缸的緩沖裝置 22 液壓缸的排氣裝置 22 制定基本方案 22 基本回路的選擇 22 液壓元件的選擇 23 液壓泵的選擇 23 液壓泵所需電機功率的確定 24 液壓閥的選擇 24 液壓輔助元件的選擇原則 25 油箱容量的確定 26 液壓原理圖 27結論 29參考文獻 30致謝 31曲軸搬運機械手的研究與設計摘要：隨著科學技術的發(fā)展和自動化生產線在企業(yè)產品生產中的廣泛應用，機械手作為自動化生產線的重要組成部分也得到了長足的發(fā)展和進步。尤其是隨著機械結構的優(yōu)化，氣動、液壓技術的成熟，控制元件的發(fā)展和控制方式的不斷改進和創(chuàng)新，機械手的動作精確性、控制靈活性和工作可靠性得到了明顯的改善。本課題是一個機、電結合較為緊密的實用性項目，文中對PLC的應用、機械結構的設計、控制方法的選擇等方面進行了必要的探討。關鍵字：機械手，液壓驅動，PLC（可編程控制器The Manipulator For Moving The Engine’s CrankAbstract: With the development of the science and technology and the application of the automobile product line in the production, the manipulator, who serves as the important part of the automobile product line, has also experienced dramatic progress and development. Especially with the improvement of the structure of the machine, the maturity of pneumatics and hydraulics, and the constant improvement of the control element such as the singlechip, PLC, the motion controller, and soon, and the ceaselessly ameliorative and innovative control mode, the precision, delicacy and reliability of the manipulator has been improved expressly, which contributed to alleviating the worker’s labor intensity and difficulty, boosting the working efficiency and quality, reducing cost, as to play an extremely important part in the development and ine of the corporations. The subject is a practical item where the mechanics and electrics are integrated very closely. The writer has made a necessary discussion in the application of PLC, the optimize of mechanical structure and the study of control mode and researches into the mechatronics. the writer summarizes the whole thesis and points out the amelioration, perspective and developing direction of the manipulator.Key Words: manipulator, the hydraulic pressure drive, PLC(Programmable Logic Controller)第一章 緒論工業(yè)機器人技術是近年來新技術發(fā)展的重要領域之一，是以微電子技術為主導的多種新興技術與機械技術交叉、融合而成的一種綜合性的高新技術。工業(yè)機器人在提高產品質量、加快產品更新、提高生產效率、促進制造業(yè)的柔性化、增強企業(yè)和國家的競爭力等諸方面具有舉足輕重的地位。該公司的發(fā)動機曲軸在加工過程中，需要在不同的生產線之間進行搬運，目前的搬運工作由人工完成，不可避免地存在著勞動強度大、生產安全難以保障、定位精度不高等問題，嚴重影響了曲軸的生產質量、生產效率和