【正文】 的傳感能力，能反饋外界條件的變化作相應(yīng)的變更，如位置發(fā)生稍些偏差時(shí)即能更正，并自行檢測(cè)。主要參考文獻(xiàn)：1 、. 北京：2 . 西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 3 . 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，4 ：5 ：上海交通大學(xué)出版社，6 ：原子能出版社，19817 ：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，19878 ：9 ：武漢理工大學(xué)出版社，10 ：華中理工大學(xué)出版社，199811 ：重慶大學(xué)出版社，199712 ：機(jī)械工業(yè)出版社，199513 ：清華大學(xué)出版社，1994：浙江大學(xué)出版社，199115 . 機(jī)械工業(yè)出版社，199316 ，1988 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 在機(jī)械制造業(yè)中，機(jī)械手已被廣泛應(yīng)用，從而大大地改善了工人勞動(dòng)條件，顯著的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。設(shè)計(jì)包括兩大方面，其中之一是自動(dòng)行走部分，另一部分為手臂的運(yùn)轉(zhuǎn)。行走部分可以采用氣壓馬達(dá)帶動(dòng)兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)手臂的直線運(yùn)動(dòng)用氣缸來實(shí)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用氣壓馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)。行走的時(shí)候手臂不動(dòng)，手臂運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，行走部分停止運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)手臂采用三個(gè)自由度，分別為上升下降，前后和轉(zhuǎn)動(dòng)。并對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)所要面臨的問題有了初步的了解，并已明確了設(shè)計(jì)任務(wù)中所要用到的氣動(dòng)原件，為開展畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了良好的基礎(chǔ)。2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)： 該生的設(shè)計(jì)任務(wù)適中，且已明確了目標(biāo)，故預(yù)計(jì)能夠圓滿完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率；可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)；尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)行正常的工作，意義更為重大。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)械手的組成機(jī)械手的組成及其相互之間的關(guān)系如圖所示。（二） 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)。手部是用來抓持工件（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。手臂 支承手腕和手部的部件，用以改變工件的空間位置。行走機(jī)構(gòu) 機(jī)械手為了完成遠(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)。機(jī)座 它是機(jī)械手的基礎(chǔ)部分，機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各部件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均安裝于基座上，故起支承和聯(lián)接的作用。行程檢測(cè)裝置是檢測(cè)和控制機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)行程（位置）的裝置。（二）、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。 機(jī)械手的分類㈠、按機(jī)械手的使用范圍分類：⑴ 專用機(jī)械手 一般只有固定的程序，而無單獨(dú)的控制系統(tǒng)。這種機(jī)械手結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，成本較低，適用于動(dòng)作比較簡(jiǎn)單的大批量生產(chǎn)的場(chǎng)合。㈡、按機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式分類：⑴ 液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手 以壓力油進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。⑶ 電力驅(qū)動(dòng)機(jī)械手 直接用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。㈢、按機(jī)械手臂力大小分類：⑴ 微型機(jī)械手 臂力小于1公斤。⑶ 中型機(jī)械手 臂力為10～30公斤。㈣ 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。在機(jī)械工業(yè)中，鑄、鍛、焊、鉚、沖壓、熱處理、機(jī)械加工、裝配、檢驗(yàn)、噴漆、電鍍等工種都有應(yīng)用的實(shí)例。機(jī)械工業(yè)中，應(yīng)用機(jī)械手的主要目的：一、可以提高生產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度。 二、可以改善勞動(dòng)條件、避免人身事故 在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場(chǎng)合中，用人手直接操作時(shí)有危險(xiǎn)或根本不可能的。 在一些簡(jiǎn)單、重復(fù)，特別是較笨重的操作中，以機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。因此，在自動(dòng)化機(jī)床和綜合加工自動(dòng)線上，目前幾乎都設(shè)機(jī)械手，以減少人力和更準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏進(jìn)行生產(chǎn)。 機(jī)械手的發(fā)展概況 對(duì)機(jī)械手的一般要求： 降低機(jī)械手的成本 為了擴(kuò)大機(jī)械手的使用范圍，必須降低機(jī)械手的成本。 品種多樣化 為了適應(yīng)不同工作的需要，應(yīng)使的機(jī)械手的品種多樣化，用機(jī)械手代替更多的人的手工勞動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。 零件、部件系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化 為了加速擴(kuò)大機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域，應(yīng)盡量縮短其設(shè)計(jì)和制造周期。然后，即可根據(jù)具體工作的需要，將這些零件、部件（或再相應(yīng)地增加一些其它零件、部件）進(jìn)行組合，組成需要的機(jī)械手。 產(chǎn)品性能應(yīng)準(zhǔn)確可靠 機(jī)械手的重要技術(shù)指標(biāo)之一，就是其性能應(yīng)穩(wěn)定可靠。 機(jī)械手的發(fā)展概況與發(fā)展趨勢(shì)機(jī)械手是機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、液壓液力與氣壓傳動(dòng)等多學(xué)科高新技術(shù)融合的成果，是當(dāng)代技術(shù)進(jìn)步的典型范例。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手。由于通用機(jī)械手的應(yīng)用發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)了智能機(jī)器人的研制。目前國內(nèi)外對(duì)發(fā)展這一新技術(shù)都很重視。由于氣動(dòng)技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合，以及周邊技術(shù)的成熟，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域里，氣動(dòng)機(jī)械手、氣動(dòng)機(jī)器人的實(shí)用性已經(jīng)充分體現(xiàn)出來。研制具有一定感觸和智力的智能機(jī)器人。根據(jù)仿生學(xué)的理論，用計(jì)算機(jī)充當(dāng)起大腦，使它能思考、能分析、能記憶。用聽筒和聲敏元件等作耳朵能聽。用熱電偶和電阻應(yīng)變儀等作觸覺能感觸。這樣的智能機(jī)器人，可以由人用特殊的語言對(duì)其下達(dá)命令，布置任務(wù)。因此，它將成為無人化系統(tǒng)的重要組成環(huán)節(jié)之一?？傮w設(shè)計(jì)方案如下面的框圖所示： 設(shè)計(jì)示意圖如下所示 機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由于采用積木式連接，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單、實(shí)用。（一） 機(jī)器手的參數(shù)：主參數(shù) 機(jī)械手的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù)，機(jī)械手最大抓重以10公斤左右的為最多。基本參數(shù) 運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)械手主要的基本參數(shù)。而影響機(jī)械手動(dòng)作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉(zhuǎn)的速度。平均移動(dòng)速度為1000毫米/秒，平均回轉(zhuǎn)速度為900/秒。則手臂前后伸縮平均速度為1000毫米/秒，手臂上下升降平均速度為500毫米/秒，手臂回轉(zhuǎn)平均速度為900/秒。大部分機(jī)械手設(shè)計(jì)成相當(dāng)于人工坐著或站著且略有走動(dòng)操作的空間。在這種情況下宜采用自動(dòng)傳送裝置為好。手臂回轉(zhuǎn)行程范圍定為2400，又由于該機(jī)械手設(shè)計(jì)成手臂安裝方位可調(diào)，從而擴(kuò)大了它的適用范圍。氣壓驅(qū)動(dòng)工作壓力P為4～6公斤/厘米2。~177。 氣動(dòng)部件設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)要分析 氣缸 氣缸是利用壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。氣缸是由缸體、活塞、活塞桿、密封件及緊固件等組成。單作用氣缸又可分為柱塞式氣缸、活塞式氣缸、薄膜式氣缸；雙作用氣缸又可分為普通氣缸、雙活塞桿氣缸、不可調(diào)緩沖氣缸、可調(diào)緩沖氣缸、活塞帶導(dǎo)向桿氣缸、串聯(lián)式氣缸；組合氣缸又可分為氣液阻尼缸和步進(jìn)式氣缸；擺動(dòng)氣缸又可分為單葉片擺動(dòng)氣缸和雙葉片擺動(dòng)氣缸。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單又實(shí)用。③ 手臂的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中采用了擺動(dòng)氣缸中的單葉片擺動(dòng)氣缸，將壓縮空氣的能量變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，擺動(dòng)角度小于3600。④ 手指夾緊氣缸中我采用了單作用氣缸中的活塞式氣缸，壓縮空氣推動(dòng)活塞但方向運(yùn)動(dòng)，借助彈簧力反向運(yùn)動(dòng)。 空氣控制閥 空氣控制閥是氣動(dòng)控制元件，它的作用是控制和調(diào)節(jié)氣路系統(tǒng)中壓縮空氣的壓力、流量和方向，從而保證氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)按規(guī)定的程序正常地進(jìn)行工作。 壓力控制閥根據(jù)它的作用不同又可分為：調(diào)壓法、安全閥和順序閥。它主要有截流閥、單向截流閥和排氣節(jié)流閥。方向控制閥按閥內(nèi)氣流的方向分：?jiǎn)蜗蛐头较蚩刂崎y，它只允許氣流沿一個(gè)方向流動(dòng)。按控制方式分：電磁、氣壓、機(jī)械和人力等控制方法實(shí)現(xiàn)。按聯(lián)結(jié)方式分：管式連接、板式連接和法蘭連接式連接。各氣缸凡能采用排氣節(jié)流方式的，都通過電磁閥的排氣口節(jié)流阻尼螺釘（錐面式）調(diào)速。手臂的上下升降則采用進(jìn)氣節(jié)流方式，用一個(gè)單向節(jié)流閥調(diào)整手臂的上升速度。氣動(dòng)基本回路 氣動(dòng)回路和液壓回路相比，有幾方面的不同；一臺(tái)氣動(dòng)機(jī)械手的氣動(dòng)系統(tǒng)有時(shí)比較復(fù)雜，但經(jīng)過剖析卻不外乎一些基本回路所組成。第一， 空氣壓縮機(jī)輸出的壓縮空氣首先儲(chǔ)存于儲(chǔ)氣罐中，然后供給各個(gè)回路使用。第二， 氣動(dòng)回路使用過的空氣是經(jīng)排氣口排入大氣的，因而不設(shè)回氣管道來回收空氣。因此，在盡量縮短氣動(dòng)管路的情況下管路仍然很長，并不妨礙使用。設(shè)計(jì)機(jī)械手的氣動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，最簡(jiǎn)便的方法是把選定的完成不同任務(wù)的基本回路組合起來。① 方向控制回路（一）單作用氣缸中間停止回路（圖21）這種回路可使活塞停在氣缸中間的任意位置?；y處在位置I時(shí)，活塞下腔進(jìn)氣，推動(dòng)活塞桿伸出。（二）雙作用氣缸換向回路（圖22）采用二位五通單電控滑閥控制活塞雙向運(yùn)動(dòng)。滑閥切換后，活塞左腔進(jìn)氣，右腔排氣，實(shí)現(xiàn)了氣缸活塞的換向。 （三）雙作用氣缸的活塞可在任意位置停止的回路圖23所示為單活塞桿氣缸的這種回路。這種回路不允許有漏損，這樣才能保證氣缸可靠地工作。圖24所示為雙活塞桿氣缸的這種回路。因兩腔活塞的有效受壓面積相等，從而保證了活塞兩腔同時(shí)受壓時(shí)，活塞能停留在任意位置。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，可增設(shè)調(diào)壓閥進(jìn)行壓力調(diào)解，控制活塞兩側(cè)壓力平衡，如圖25所示。（四）延時(shí)控制回路圖26所示的延時(shí)控制回路，為控制信號(hào)A使二位四通單氣控滑閥1切換時(shí)，壓縮空氣經(jīng)閥單向節(jié)流閥3向氣容4充氣，經(jīng)過一定的時(shí)間，氣容壓力達(dá)到一定數(shù)值，控制二位三通氣控閥2切換。信號(hào)A取消后，閥1又彈簧復(fù)位，壓縮空氣控制閥2也復(fù)位而關(guān)閉，B口無輸出。延時(shí)控制回路用于不允許使用時(shí)間繼電器的場(chǎng)合，如易燃、易爆和大粉塵的場(chǎng)合。閥1使氣缸換向，閥2 的節(jié)流閥控制氣缸活塞桿的伸出速度。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開度，可以改變活塞雙向的運(yùn)動(dòng)速度。圖示位置為壓縮空氣經(jīng)二位五通單電控滑閥2和閥1的單向閥進(jìn)入氣缸活塞的右腔，推動(dòng)活塞左移。由于背壓的存在，也增加了氣缸工作行程的穩(wěn)定性?；钊祷匦谐痰募被剡\(yùn)動(dòng)，也可用來提高機(jī)器的生產(chǎn)率。調(diào)節(jié)節(jié)流閥，即可得到活塞不同的運(yùn)動(dòng)速度。它是將節(jié)流閥安裝在二位五通單電控滑閥的排氣口上。這種回路的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。它是在單向節(jié)流閥1和2的后面氣路上并聯(lián)了二位二通閥3和4。二位五通單電控滑閥5切換后，若閥4打開，則活塞可快速右行。 （四）雙作用氣缸速回運(yùn)動(dòng)控制回路該回路當(dāng)活塞桿右行時(shí)，壓縮空氣經(jīng)由二位五通單電控滑閥3和快速排氣閥2進(jìn)入氣缸活塞的左腔，推動(dòng)活塞右行。閥3切換（圖示位置）后，壓縮空氣經(jīng)閥1的單向閥進(jìn)入氣缸的右腔。這種回路要求氣缸附加緩沖裝置。如用雙缸或多缸操縱一個(gè)重型框架起落時(shí)，同步舉升或降落極為重要，否則框架被扭斜將產(chǎn)生很大的附加阻力，甚至不能運(yùn)動(dòng)。（二） 氣液操作缸同步回路圖214所示的同步回路是由于連接兩個(gè)氣液操作缸被封入油液，所以兩活塞的運(yùn)動(dòng)速度可完全同步。也可以設(shè)計(jì)成兩缸按一定比例的速度運(yùn)動(dòng)。圖215所示的緩沖回路，是在氣缸的兩條氣路上并聯(lián)兩個(gè)二位二通閥1和2。并在回路中的二位五通雙電控滑閥3的兩個(gè)排氣口上也裝設(shè)節(jié)流螺釘。調(diào)節(jié)閥3的排氣節(jié)流螺釘，以控制活塞的減速。 圖216所示的緩沖回路，是在單向節(jié)流