【正文】 工作壓力， p==； η m—— 機(jī)械效率，一般取η m=； D—— 液壓缸內(nèi)徑（ mm）。 當(dāng) R等于平均半徑 Rm ? ??????? ?? 2 minm a x RRRm時(shí)，定位誤差最小，此時(shí) eleRlRleleRlRlABABABABABAB????????s i nc o ss i nm i n2s i nm i ns i nc o ss i nm a x2s i nm a xm i n2222????????????????????????????????? 式中， e? —— 最佳偏轉(zhuǎn)角。為了減少定位誤差，可加大手指的長(zhǎng)度，會(huì)使結(jié)構(gòu)增大，重量增加。圖中曲線表示了 X 隨 R 變化的關(guān)系，而且 X的變化是以 R0為分界線左右對(duì)稱的。其中， ABl 為手指長(zhǎng)度，即手指的回轉(zhuǎn)中心 A 到 V 形槽頂點(diǎn) B 之機(jī)械 電子工程專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 50 頁(yè) 間的距離； ?2 為 V 形槽的夾角； ? 為偏轉(zhuǎn)角，即 V 形槽的角平分線 BC 與手指 AB 間的夾角； R為工件的半徑。由圖（ 5）和圖（ 6）的受力分析可得 P=2Rsinα Rh=LCD R| 因?yàn)? h=lBCcosδ =lBCcos(180○ β γ +α ) = lBCcos(β +γ α ) （長(zhǎng)度取正值） R|= N 實(shí) cosβ 所以 P=2Rsinα =實(shí)NlB ClCD ??? )c os ( c oss in2 ??? ?? 由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定α =10○ ，γ =120○ ，β =50○ ， lCD=130mm， lBC=36mm，代入上式得 ??? ??? （長(zhǎng)度取正直） 機(jī)械 電子工程專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 50 頁(yè) 圖（ 4） P實(shí)δβγ 圖 （ 5） 圖（ 6） （四）夾鉗式抓取機(jī)構(gòu)的定位誤差分析 圖（ 7）所示的為一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的示意圖。 若取η =； k1=； k2 按α = g/2 計(jì)算， k2=1+α /g=，則 N 實(shí) ≥? 21KKN?= ≈ 890N （三）夾緊缸驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 抓取機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的握力是通過驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞而得到的。 由課題要求可知，本機(jī)械手水平夾持懸伸工件，示意如圖（ 3） 圖（ 3） 故由【 4】表 22 查得下式進(jìn)行握力計(jì)算： N= GHL ?????? ?213 式中 N—— 夾持工件時(shí)所需的握力； G—— 工件的重量， G=15kg=150N； L、 H—— 尺寸， L=50mm， H=80mm。N 與具體的手部結(jié)構(gòu)方案無關(guān)。39。N ，即當(dāng)量夾緊力。 （ 210） 由 39。這個(gè)最小驅(qū)動(dòng)力可以由下述方法求出： ?? bdRbdRdyP 2139。當(dāng)驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)活塞桿移動(dòng)一小段距離 dy時(shí)，兩個(gè)鉗爪都相應(yīng)產(chǎn)生一微小轉(zhuǎn)角 dθ，依據(jù)虛功原理，驅(qū)動(dòng)力 P 所做功（ Pdy）和夾緊力 N所做功應(yīng)相等，即 ?? N b dN b dP d y ?? N= ?bdPdy2 （ 29） （ 2）當(dāng)量夾緊力與工件重量之關(guān)系。只與工件的重量 G和它相對(duì)與鉗爪的放置方位有關(guān)。 機(jī)械 電子工程專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 50 頁(yè) 圖（ 2） 現(xiàn)引入一個(gè)稱為“當(dāng)量夾緊力”的概念，所謂當(dāng)量夾緊力，就是指把重量為 G 的工件，按某一方位夾緊 可以求得其拉緊油缸具有的最小驅(qū)動(dòng)力，這個(gè)最小驅(qū)動(dòng)力所能產(chǎn)生的夾緊力，就稱為工件在這個(gè)方位的當(dāng)量夾緊力。當(dāng)手部機(jī)構(gòu)選定后，由于工件的方位不同（如工件水平放置或垂直放置），鉗爪的受力狀態(tài)不一樣，因而所需拉緊油缸的驅(qū)動(dòng)力也不一樣。當(dāng)夾緊液壓缸斷油時(shí)，活塞桿通過彈簧復(fù)位，手爪張開。 二 、 抓取機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) （一） 抓取機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)形式的確定 抓取機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式主要決定于工件的形狀和質(zhì)量，本課題的抓取工件為 250170 140mm 的箱式零件，因此采用平行連桿杠桿式手部結(jié)構(gòu)較為合適。 定位采用機(jī)械擋塊定位，定位精度為 ～ 1mm。由于機(jī)械手操作時(shí)各缸不同時(shí)工作，手臂伸縮缸和手臂回轉(zhuǎn)缸所需的流量大，其余各缸所需的流量均較小，因此可選用雙聯(lián)葉片泵。 直線運(yùn)動(dòng)速度：手臂伸縮行程 l=450mm，運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t=2s，則手臂伸縮速度為：v=tl =； 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度：定為 60○ /s。 機(jī)械 電子工程專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 50 頁(yè) 圖（ 1） （二）主要參數(shù)的確定 1. 抓取重量 15kg 2. 坐標(biāo)形式和自由度 坐標(biāo)形式為球坐標(biāo)式，有五個(gè)自由度。 本設(shè)計(jì)擬采用第三種方案， 如圖（ 1）所示。 （ 3）機(jī)身采用機(jī)座式，自動(dòng)線圍繞機(jī)座布置，順序完成上料、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)位等功能。 （ 2）機(jī)身采用立柱式，機(jī)械手側(cè)面行走，順序完成上料、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)位等功能，自動(dòng)線仍呈直線布置。 （ 1）直角坐標(biāo)系式，自動(dòng)線成直線 布置，機(jī)械手空中行走，順序完成上料、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)位等功能。 總之，我希望通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題 、解決問題的能力，為將來的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于自身缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而且本次設(shè)計(jì)內(nèi)容較多，任務(wù)繁重，而且這方面的資料少，加重了設(shè)計(jì)的難度。 此次設(shè)計(jì)的機(jī)械手各組成部分有：手爪、手腕、手臂、機(jī)身、機(jī)座等。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為 自動(dòng)機(jī)械裝備 加工自動(dòng)線上用 的多功能機(jī)械手。 positioning a piece of machinery turned positioning, positioning accuracy for ~1mm, using control systems to achieve their point spaces control. Key words: Mechanical hand, the ball coordinates, hydraulic, mechanical turned pieces, control point spaces 機(jī)械 電子工程專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 共 50 頁(yè) 前 言 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完大學(xué)四年的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行了一系列的生產(chǎn)實(shí)習(xí)和以前各次課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一次綜合性的大總結(jié)。 關(guān)鍵字： 機(jī)械手，球坐標(biāo)，液壓，機(jī)械擋塊 ，點(diǎn)位控 制 機(jī)械 電子工程專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 50 頁(yè) Abstract: The current design of multifunctional mechanical hand used for R175type diesel anisms automatic processing line, mainly consist of claw, wrists, arms, body, base and so on. With moving the materials, turnover and transfer spaces, and many other functions, the automatic line with the unified production rhythms and production program pleted more moves. With the automatic production line rhythms and the production of plete reunification of the above movements, automatic line is around the machine arrange, the coordinates of the ball coordinates of the form, with huge rotary, extendable arm, arm pitch, hitting and hitting back five moves freedom。機(jī)械 電子工程專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 50 頁(yè) 多功能機(jī)械手 摘要 : 本次設(shè)計(jì)的多功能機(jī)械手用于 自動(dòng)機(jī)械裝備 加工自動(dòng)線上，主要由手爪、手腕、手臂、機(jī)身、機(jī)座等組成，具備上料、翻轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)位等多種功能，并按該自動(dòng)線的統(tǒng)一生產(chǎn)節(jié)拍和生產(chǎn)綱領(lǐng)完成以上動(dòng)作。本機(jī)械手機(jī)身采用機(jī)座式，自動(dòng)線圍繞機(jī)座布置，其坐標(biāo)形式為球坐標(biāo)式，具有立柱旋轉(zhuǎn)、手臂伸縮、手臂俯仰、腕部轉(zhuǎn)動(dòng)和腕部擺動(dòng) 5 個(gè)自由度；驅(qū)動(dòng)方式為液壓驅(qū)動(dòng)，且選用雙聯(lián)葉片泵，系統(tǒng)壓力為 ，電機(jī)功率為，共有整機(jī)回轉(zhuǎn)油缸、手臂俯仰油缸、手臂伸縮油缸、手腕擺動(dòng)油缸、手腕回轉(zhuǎn)油缸、手爪夾緊油缸 6 個(gè)液壓缸；定 位采用機(jī)械擋塊定位，定位精度為 ～ 1mm，采用行程控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制。 Driven approach to hydraulicdriven, and the choice of double leaves pumps, the system pressure to , electrical power for a total of whole sets of rotation tank, arm tilt cylinders, fuel tanks extendable arm, wrist swing tank, wrist rotation tank, claw clip tank six hydraulic oil tank。旨在培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)去分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力及培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想，并通過運(yùn)用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)、和查閱有關(guān)技術(shù)資料去進(jìn)行理論計(jì)算、結(jié)構(gòu)思考、繪制圖樣、寫相關(guān)說明性材料，培養(yǎng)我們機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能和工程設(shè)計(jì)工作者的基本素質(zhì)，為我們走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 隨著生產(chǎn)率水平的提高，人們對(duì)產(chǎn)品精度和質(zhì)量要求越來越來嚴(yán)格，企業(yè)生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度要求越來越高，工業(yè)機(jī)械手已成為多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備。并對(duì)其進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)、詳細(xì)的設(shè)計(jì)、計(jì)算、校核和繪圖。所以在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的錯(cuò)誤，還請(qǐng)各位老師斧正。 機(jī)械 電子工程專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 50 頁(yè) 目 錄 一、方案設(shè)計(jì)及主要參數(shù)的確定 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 5 （一）方案設(shè)計(jì) ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 5 （二）主要參數(shù)的確定 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 6 二、抓取機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 7 （一）抓取機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的確定 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 7 （二）夾緊力（握力）的確定 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 7 （三）夾緊缸驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 10 （ 四