【正文】 下，在同樣抓重條件下它比液壓機(jī)械手的結(jié)構(gòu)大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作。氣動(dòng)機(jī)械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。氣動(dòng)機(jī)械手用于對(duì)食品行業(yè)的粉狀、粒狀、塊狀物料的自動(dòng)計(jì)量包裝；用于煙草工業(yè)的自動(dòng)卷煙和自動(dòng)包裝等許多工序。在彩電、冰箱等家用電器產(chǎn)品的裝配生產(chǎn)線上，在半導(dǎo)體芯片、印刷電路等各種電子產(chǎn)品的裝配流水線上，不僅可以看到各種大小不一、形狀不同的氣缸、氣爪，還可以看到許多靈巧的真空吸盤將一般氣爪很難抓起的顯像管、紙箱等物品輕輕地吸住，運(yùn)送到指定目標(biāo)位置。車身在每個(gè)工序的移動(dòng)；車身外殼被真空吸盤吸起和放下，在指定工位的夾緊和定位；點(diǎn)焊機(jī)焊頭的快速接近、減速軟著陸后的變壓控制點(diǎn)焊，都采用了各種特殊功能的氣動(dòng)機(jī)械手。所以，氣動(dòng)機(jī)械手被廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、半導(dǎo)體及家電行業(yè)、化肥和化工，食品和藥品的包裝、精密儀器和軍事工業(yè)等。 氣動(dòng)機(jī)械手的應(yīng)用現(xiàn)狀由于氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)使用安全、可靠，可以在高溫、震動(dòng)、易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射等惡劣環(huán)境下工作。在應(yīng)用專業(yè)機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手，研制出示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合式機(jī)械手等。這些機(jī)器人的控制器，都是由中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所和北京科技大學(xué)機(jī)器人研究所開發(fā)的，同時(shí)一系列的機(jī)器人關(guān)鍵部件也被開發(fā)出來，如機(jī)器人專用軸承，減震齒輪，直流伺服電機(jī)，編碼器，DC——PWM等等。1972年我國第一臺(tái)機(jī)械手開發(fā)于上海，隨之全國各省都開始研制和應(yīng)用機(jī)械手。前蘇聯(lián)自六十年代開始發(fā)展應(yīng)用機(jī)械手，主要用于機(jī)械化、自動(dòng)化程序較低、繁重單調(diào)、有害于健康的輔助性工作。1978年美國Unimate公司和斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制出一種Unimation—，裝有小型電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)。雖然這2種機(jī)械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)。不少球面坐標(biāo)式機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的；同年該公司和普曼公司合并成為萬能制動(dòng)公司，專門生產(chǎn)工業(yè)機(jī)械手。它的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的；1962年，美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上，又試制成一臺(tái)數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。工業(yè)機(jī)械手是在第二次世界大戰(zhàn)期間發(fā)展起來的，始于40年代的美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的搬運(yùn)核原料的遙控機(jī)械操作手研究，它是一種主從型的控制系統(tǒng)。工業(yè)機(jī)械手與數(shù)控加工中心，自動(dòng)搬運(yùn)小車與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。工業(yè)機(jī)械手延伸和擴(kuò)大了人的 手足和大腦功能，它可替代人從事危險(xiǎn)、有害、有毒、低溫和高溫等惡劣環(huán)境中工作：代替人完成繁重、單調(diào)重復(fù)勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。擴(kuò)展我們的知識(shí)面和專業(yè)面，可以加強(qiáng)對(duì)自己的思維訓(xùn)練和能力培養(yǎng)，還可以填補(bǔ)空白，提高生產(chǎn)效率，很大的現(xiàn)實(shí)意義。機(jī)械手的種類，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手；按適用范圍可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。華廈學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 氣動(dòng)裝配機(jī)械手機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 姓 名 林增輝 陳新 張可 學(xué) 號(hào) 130352359 130352139 130352320 專業(yè)班級(jí) 機(jī)電一體化一班 指導(dǎo)教師 盧月紅 系 別 信息與機(jī)電工程系 完成日期 2015年11月21日 摘要機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用，隨著工業(yè)機(jī)械化和自動(dòng)化的發(fā)展以及氣動(dòng)技術(shù)自身的一些優(yōu)點(diǎn)，氣動(dòng)機(jī)械手已經(jīng)廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)自動(dòng)化的各個(gè)行業(yè)。機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。本文就氣動(dòng)機(jī)械手的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景作了簡單概述。關(guān)鍵詞：氣動(dòng)機(jī)械手；研究方向；發(fā)展趨勢(shì)目錄第一章 緒 論 1 機(jī)械手國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 氣動(dòng)機(jī)械手的應(yīng)用現(xiàn)狀 2 氣動(dòng)技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn) 3 氣動(dòng)機(jī)械手研究的目的、意義 4 發(fā)展前景及方向 4 設(shè)計(jì)時(shí)要解決的幾個(gè)問題 6 具有足夠的握力(夾緊力) 6 手指間應(yīng)具有一定的開閉角 6 保證工件準(zhǔn)確定位 6 具有足夠的強(qiáng)度和剛度 6 考慮被抓取對(duì)象的要求 7 氣動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)要求 7 機(jī)械手的系統(tǒng)工作原理及組成 7 機(jī)械手的系統(tǒng)工作原理框圖 7 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 8 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 9 控制系統(tǒng) 9 位置檢測(cè)裝置 9第二章 機(jī)械手的整體設(shè)計(jì)方案 10 機(jī)械手的坐標(biāo)型式與自由度 11 機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 12 機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 12 機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 12第三章 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及氣缸設(shè)計(jì)、校核 13 手部夾緊氣缸的設(shè)計(jì) 13 確定氣缸直徑 14 氣缸作用力的計(jì)算及校核 14 缸筒壁厚的設(shè)計(jì) 15 氣缸的基本組成部分及工作原理 16 計(jì)算手部與工件總重量 16第四章 手臂伸縮氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與驗(yàn)算 17 手臂部慣性力的計(jì)算 17 手臂部摩擦力的計(jì)算 17 手臂部驅(qū)動(dòng)力 18 確定氣缸直徑 19 手臂伸縮氣缸的結(jié)構(gòu)和工作原理 19 氣缸作用力的驗(yàn)算（應(yīng)取有桿腔的活塞面積進(jìn)行計(jì)算） 20 導(dǎo)桿彎曲應(yīng)力驗(yàn)算 20第五章 配重的選取 21 各部件重量計(jì)算 21 計(jì)算偏重力臂ρ 22 偏重力矩M縮偏、M伸偏 23 配重的計(jì)算 23第六章 擺動(dòng)氣缸的計(jì)算 24 手臂伸出狀態(tài)時(shí)，偏重力矩ρ 24 24 手臂擺動(dòng)回轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算 24第七章 升降部分的計(jì)算 26 升降氣缸的選擇 26 升降導(dǎo)桿的重量 26 升降導(dǎo)桿的校核 27第八章 機(jī)械手氣動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 機(jī)械手的控制要求 28 氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28結(jié) 論 30參考文獻(xiàn) 31附錄 32致 謝 33IV第一章 緒 論 機(jī)械手國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀工業(yè)機(jī)械手最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，常用于焊接、噴漆、上下料和搬運(yùn)。目前主要應(yīng)用與制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機(jī)械制造及金屬加工等工業(yè)。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改善和提高，機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮，用液壓驅(qū)動(dòng)；控制系統(tǒng)用磁鼓做儲(chǔ)存裝置。1962年美國機(jī)械鑄造公司也實(shí)驗(yàn)成功一種叫Versatran機(jī)械手，原意是靈活搬運(yùn)，可做點(diǎn)位和軌跡控制：該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮，采用液壓驅(qū)動(dòng)，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。從60年代后期起，噴漆、弧焊工業(yè)機(jī)器人相繼在生產(chǎn)中開始應(yīng)用。聯(lián)邦德國機(jī)器制造業(yè)是從1970年開始應(yīng)用機(jī)械手，主要用于起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)：聯(lián)邦德國Kuka公司還生產(chǎn)一種點(diǎn)焊機(jī)械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制；日本是工業(yè)機(jī)器人發(fā)展最快，應(yīng)用國家最多的國家，自1969年從美國引進(jìn)兩種典型機(jī)械手后，開始大力從事機(jī)械手的研究，目前以成為世界上工業(yè)機(jī)械