【正文】 數(shù) ： 3 個自由度 坐 標型式 ： 圓柱坐 標 最大工作半徑 ： 335mm 機身 最大中心高 ： 415mm 主要 運動參數(shù) ： 手臂 伸縮行程： 200mm 手臂 伸縮速度： 1000mm/s 機身 升降行程： 100mm 機身 升降速度： 100mm/s 機身 回轉(zhuǎn)范圍 ： 0 190176。 /s 17 氣動回路的設(shè)計 機械手 氣動 回路的設(shè)計主要是 選用合適的控制閥，通過控制和調(diào)節(jié)各個氣缸壓縮空氣的壓力、流量和方向來使氣動執(zhí)行機構(gòu)獲得必要的力、動作速度和改變運 動方向，并按規(guī)定的程序工作 ，設(shè)計的氣動回路圖如圖 22 所示。 設(shè)計中 采 用 PLC 控制機械手實現(xiàn)各種規(guī)定的預(yù)定動作 ，既可以 簡化控制線路，節(jié)省成本， 又可以 提高勞動生產(chǎn)率 。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展 ,氣壓傳動已逐步發(fā)展成為一門新技術(shù)。沖床機械手工作環(huán)境比較惡劣 ,氣動系統(tǒng)的以上優(yōu)點剛好適應(yīng)這種作業(yè)環(huán)境。設(shè)指尖與工件間的摩擦系數(shù)μ =,依據(jù)力的平衡方程有 :mg=N,N=mg/μ =10*則手指另一端所提供的力矩為 :M=NL1=245*=147N/ m 所以在提供力矩這端的力 F1為 : F1=M/L2,L2^2=L1^2+16^2 ,F1=M/L2=147/=2370N 部件在運動過程中的機械效率ζ =,所以氣缸提供的力至少應(yīng)為 : F=2F1cosθ =2*2370*25/62=1911N,F0=F/ζ =1911/=6370N LG系列氣缸 為煙臺廠自主開發(fā)的新產(chǎn)品 ,安裝尺寸與國內(nèi)主要產(chǎn)品 10A5系列、 QGBQ系列相同 ,二者可以通用、互換。氣缸外形如圖 3所示。 依 據(jù)前面設(shè)計的各個機構(gòu) ,推斷氣缸要推動的總質(zhì)量為 300kg,導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)μ =(為使氣缸的性能能滿足要求 ,?值取得大一點 )。 (3)升降氣缸選型 依據(jù)前面設(shè)計的各個機構(gòu) ,推斷氣缸推動的總質(zhì)量 300kg,取氣缸完成運動的機械效率ζ =,氣缸實現(xiàn)升降運動所需要的推力為 : G=mg=3000*10=3000N 則 F=G/ζ =3000/=4286N 所以要能實現(xiàn)升降運動 ,氣缸的推力必須大于 4286N。依據(jù)要求可以選擇 LG系列氣缸 ,缸徑為 100mm,壓力范圍 ,取 ,計算氣缸提供的推力為 : F=*10^6 **=7350N 計算可知 ,缸徑為 100mm的 LG系列氣缸的性能能夠滿足要求 ,所以選定的控制升降運動的氣缸型號為 LGB100*30FA。單向節(jié)流閥可以通過每秒鐘的流量來確定。以其中的最大缸徑 100mm為標準 ,算出值是回路中的最大流量 ,可以保證其它回路的絕對安全。 q=1000[ (502202)]*60/1000000=查閱機械設(shè)計手冊 ,選取 XQ系列單向節(jié)流閥 ,型號為 XQ100600,其流量范圍為 0~420L/min。又根據(jù)前面所選的單向閥的流量范圍 ,確定氣動三聯(lián)件的型號為 QLPY1。 20 4 結(jié)論 本文所設(shè)計的氣動機械手 結(jié)構(gòu)比較簡單，功能比較簡單，設(shè)計比較合理，能夠滿足部分不同形狀的工件的轉(zhuǎn)移、夾取、安裝等功能，方便快捷。 （ 2） 末端執(zhí)行器的設(shè)計 末端執(zhí)行器采用 平行開閉型氣爪 ，結(jié)構(gòu)簡單，直接采用成品材料。 （ 3） 機械手手 臂的 設(shè)計 將旋轉(zhuǎn)氣缸安裝在底板上，實現(xiàn)機械手的回轉(zhuǎn)運動，使機械手向左或向右擺動。 由于個人知識及能力水 平有限，設(shè)計 中難免會有一些紕漏或錯誤之處，懇請各位老師批評指正， 不勝感謝！ 21 致 謝 在設(shè)計 完成之際，我首先向我的導(dǎo)師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導(dǎo) 師在學(xué)業(yè)上嚴格要求，精心指導(dǎo)，在生活上給了我無微不至的關(guān)懷，給了 我人生的啟迪，使我在順利的完成學(xué)業(yè)階段的學(xué)業(yè)的同時 ，也學(xué)到了很多做人的道理，明確了人生目標。 經(jīng)過近半年努力的設(shè)計與計算，設(shè)計 終于可以完成了，我的心里無比的激動。 三 年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多。 22 參考文獻 [1]張福學(xué)編著 .機器人技術(shù)及其應(yīng)用 .北京：電子工業(yè)出版社， 2022 [2]何發(fā)昌 著 ，邵遠編著 .多功能機器人的原理及應(yīng)用 .北京：高等教育出版社， 1996 [3]張利平 著 . 液壓氣動技術(shù)速查手冊 . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [4]李寶仁 著 . 氣動技術(shù) — 低成本綜合自動化 . 北京：機械工業(yè)出版社， [5]宋學(xué)義 著 . 袖珍液壓氣動手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， [6]陳奎生 著 . 液壓與氣壓傳動 . 武漢：武漢 理工大學(xué)出版社， [7]SMC（中國）有限公司 . 現(xiàn)代實用氣動技術(shù) . 北京：機械工業(yè)出版社， [8]徐文燦 著 . 氣動元件及系統(tǒng)設(shè)計 . 北京：機械工業(yè)出版社， 1995 [9]曾孔庚 .工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展趨勢 . 機器人技術(shù)與應(yīng)用論壇 [10]壽慶豐 .一種多指多關(guān)節(jié)機器手爪 . 機械設(shè)計 1999年第 3期，第 3 卷 [11]高微 ,楊中平 ,趙榮飛 等 .機械手臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 . 機械設(shè)計與制造 第 1期 [12]孫兵 ,趙斌 ,施永輝 .物料搬運機械手的研制 . 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 [13]馬光 ,申桂英 .工業(yè)機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 . 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 2022年第 3期 [14]李如松 .工業(yè)機器人的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望 . 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 1994 年第 4期 [15]李明 .單臂回轉(zhuǎn)式機械手設(shè)計 .制造技術(shù)與機床 2022年第 7期 [16]李杜莉，武洪恩，劉志海 .搬運機械手的運動學(xué)分析 . 煤礦機械 2022 年 2月第 2期 [17]成大先主編 .機械設(shè)計手冊（第三版） .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1994 [18]Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space. IEEE Transactions on Robotics and 本文提出一種無需在每個關(guān)節(jié)上設(shè)置驅(qū)動器就能控制機械手進行作