【正文】 通過以上，綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇雙導(dǎo)桿伸縮機(jī)構(gòu)，使用液壓驅(qū)動(dòng),液壓缸選取雙作用液壓缸。如此反復(fù)，繪出最終的結(jié)構(gòu)。液壓缸活塞的驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算。上圖是機(jī)械手的手臂示意圖，本設(shè)計(jì)是雙導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿對稱配置在伸縮崗兩側(cè)。得 得 ()式中 參與運(yùn)動(dòng)的零部件所受的總重力（含工件）（N）； L——手臂與運(yùn)動(dòng)的零部件的總重量的重心到導(dǎo)向支撐的前端的距離（m）,參考上一節(jié)的計(jì)算。 ——當(dāng)量摩擦系數(shù)，其值與導(dǎo)向支撐的截面有關(guān)。液壓缸處密封的總摩擦阻力可以近似為：。對于桿長L大于直徑d的15倍以上，按拉、壓強(qiáng)度計(jì)算： ()設(shè)計(jì)中活塞桿取材料為碳剛，故，活塞直徑d=20mm,L=1360mm,現(xiàn)在進(jìn)行校核。 本章小結(jié)本章設(shè)計(jì)了機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)，手臂采用雙導(dǎo)桿手臂伸縮機(jī)構(gòu)，對驅(qū)動(dòng)的液壓缸的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，并對液壓缸的基本尺寸進(jìn)行了設(shè)計(jì)。一般實(shí)現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都安在機(jī)身上，或者直接構(gòu)成機(jī)身的軀干與底座相連。機(jī)身是可以固定的，也可以是行走的，既可以沿地面或架空軌道運(yùn)動(dòng)。為了設(shè)計(jì)出合理的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，就要綜合考慮，分析。常用的機(jī)身結(jié)構(gòu)有以下幾種：（1） 回轉(zhuǎn)缸置于升降之下的結(jié)構(gòu)。其缺點(diǎn)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)路線長，花鍵軸的變形對回轉(zhuǎn)精度的影響較大。這種結(jié)構(gòu)采用單缸活塞桿，內(nèi)部導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)緊湊。（3） 活塞缸和齒條齒輪機(jī)構(gòu)。分析：經(jīng)過綜合考慮，本設(shè)計(jì)選用回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的結(jié)構(gòu)。如上圖所示，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)置于升降缸之上的機(jī)身結(jié)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)缸的轉(zhuǎn)軸與升降缸的活塞桿是一體的?；ㄦI軸與與升降缸的下端蓋用鍵來固定，下短蓋與連接地面的的底座固定。這種結(jié)構(gòu)是導(dǎo)向桿在內(nèi)部，結(jié)構(gòu)緊湊。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是液壓驅(qū)動(dòng)，回轉(zhuǎn)缸通過兩個(gè)油孔，一個(gè)進(jìn)油孔，一個(gè)排油孔，分別通向回轉(zhuǎn)葉片的兩側(cè)來實(shí)現(xiàn)葉片回轉(zhuǎn)。48　　　　　　　　　　　　　　　　西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的機(jī)身結(jié)構(gòu)示意圖 機(jī)身回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算手臂回轉(zhuǎn)缸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力矩，應(yīng)該與手臂運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩及各密封裝置處的摩擦阻力矩相平衡。——手臂回轉(zhuǎn)部件（包括工件）對回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（）。 ()回轉(zhuǎn)部件可以等效為一個(gè)長1800mm，直徑為60mm的圓柱體，=180，則起動(dòng)角速度=。經(jīng)過以上的計(jì)算=（2） 回轉(zhuǎn)缸尺寸的初步確定 設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)缸的靜片和動(dòng)片寬b=60mm，選擇液壓缸的工作壓強(qiáng)為8Mpa。（3） 液壓缸蓋螺釘?shù)挠?jì)算，因?yàn)榛剞D(zhuǎn)缸的工作壓力為8Mpa,所以螺釘間距t小于80mm,根據(jù)初步估算， ，,所以缸蓋螺釘?shù)臄?shù)目為（一個(gè)面6個(gè)，兩個(gè)面是12個(gè)）。經(jīng)過以上的計(jì)算，需要螺釘來連接，內(nèi)徑為150mm，外徑為230mm，輸出軸徑為50mm 回轉(zhuǎn)缸的截面圖（4） 動(dòng)片和輸出軸間的連接螺釘。連接螺釘?shù)淖饔茫菏箘?dòng)片和輸出軸之間的配合緊密。 機(jī)身升降機(jī)構(gòu)的計(jì)算 手臂偏重力矩的計(jì)算圖 手臂各部件重心位置圖（1） 零件重量、等。=1920mm== ()所以，回轉(zhuǎn)半徑(3) 計(jì)算偏重力矩 () 升降不自鎖條件分析計(jì)算手臂在的作用下有向下的趨勢，而里柱導(dǎo)套有防止這種趨勢。（1）的計(jì)算設(shè)定速度為V=4。將數(shù)據(jù)帶入上面公式有：=（2）的計(jì)算 =（3）液壓缸在這里選擇O型密封，所以密封摩擦力可以通過近似估算 最后通過以上計(jì)算 當(dāng)液壓缸向上驅(qū)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)=6756N 當(dāng)液壓缸向下驅(qū)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)=6756=6184N 軸承的選擇分析 對于升降缸的運(yùn)動(dòng)，對于機(jī)身回轉(zhuǎn)用的軸承有影響，因此，這里要充分考慮這個(gè)問題。作為固定支撐的軸承，應(yīng)能承受雙向軸向載荷，故內(nèi)外圈在軸向全要固定。本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)角接觸球軸承，面對面或者背對背的組合結(jié)構(gòu)。 本章小結(jié)本章對機(jī)械手的機(jī)身進(jìn)行了設(shè)計(jì)，分別對機(jī)身的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算?！　　　　　　　　　　　　　? ADAMS 模型的建立與仿真　　　　　　　　　　　　　　　 　7 ADAMS 模型的建立與仿真　 （1） 虛擬樣機(jī)技術(shù)的基本概念虛擬樣機(jī)技術(shù)是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程中, 將分散的零部件設(shè)計(jì)和分析技術(shù)(指在某單一系統(tǒng)中零部件的CAD 和FEA 技術(shù)) 糅合在一起, 在計(jì)算機(jī)上創(chuàng)建出產(chǎn)品的整體模型, 并針對該產(chǎn)品在投入使用后的各種工況進(jìn)行仿真分析, 預(yù)測產(chǎn)品的整體性能, 進(jìn)而改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提高產(chǎn)品性能的一種新技術(shù)。國外虛擬樣機(jī)相關(guān)技術(shù)軟件的商業(yè)化過程已經(jīng)完成。其中美國機(jī)械動(dòng)力學(xué)公司的ADAM S 占據(jù)了市場的50% 以上。由于機(jī)械系統(tǒng)仿真提供的分析技術(shù)能夠滿足真實(shí)系統(tǒng)并行工程設(shè)計(jì)要求, 通過建立機(jī)械系統(tǒng)的模擬樣機(jī), 使得在物理樣機(jī)建造前便可分析出它們的工作性能, 因而其日益受到國內(nèi)外機(jī)械領(lǐng)域的重視。國外的一些著名大學(xué)也已開設(shè)了介紹 ADAMS (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)軟件，是由美國機(jī)械動(dòng)力公司(Mechanical Dynamics Inc.)開發(fā)的最優(yōu)秀的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真軟件，是世界上最具權(quán)威性的，使用范圍最廣的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析軟件。由于ADAMS具有通用、精確的仿真功能，方便、友好的用戶界面和強(qiáng)大的圖形動(dòng)畫顯示能力，所以DAMS軟件的課程，而將三維CAD軟件、有限元軟件和虛擬樣機(jī)軟件作為機(jī)械專業(yè)學(xué)生必須了解的工具軟件。ADAMS一方面是機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真軟件的應(yīng)用軟件，用戶可以運(yùn)用該軟件非常方便地對虛擬樣機(jī)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。在產(chǎn)品開發(fā)過程中，工程師通過應(yīng)用ADAMS軟件會(huì)收到明顯效果:(1)分析時(shí)間由數(shù)月減少為數(shù)日；(2)降低工程制造和測試費(fèi)用；(3)在產(chǎn)品制造出之前，就可以發(fā)現(xiàn)并更正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，完善設(shè)計(jì)方案；(4)在產(chǎn)品開發(fā)過程中，減少所需的物理樣機(jī)數(shù)量；(5)當(dāng)進(jìn)行物理樣機(jī)測試有危險(xiǎn)、費(fèi)時(shí)和成本高時(shí)，可利用虛擬樣機(jī)進(jìn)行分析和仿真；(6)縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。通過交互的圖形界面和豐富的仿真單元庫，用戶快速地建立系統(tǒng)的模型。ADAMS軟件支持并行工程環(huán)境，節(jié)省大量的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。為系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化提供了一種高效開發(fā)工具。另外還有一些特殊場合應(yīng)用的附加程序模塊，例如:ADAMS/Car(轎車模塊)、ADAMS/Rail(機(jī)車模塊)、ADAMS / Driver(駕駛員模塊)、ADAMS / Tire(輪胎模塊)、ADAMS/Linear(線性模塊)、ADAMS/Flex(柔性模塊)、ADAMS/ Controls(控制模塊)、ADAMS / FEA(有限元模塊)、ADAMS /Hydraulics(液壓模塊)、ADAMS / Exchange(接口模塊)、Mechanism / Fro(與Pro / Engineer的接口模塊)、ADAMS/Animation(高速動(dòng)畫模塊)等。ADAMS / View采用了Windows風(fēng)格的操作界面和各種操作習(xí)J慣，使得ADAMS / 。完成樣機(jī)分析的準(zhǔn)備工作以后，ADAMS/View程序可以自動(dòng)地調(diào)用ADAMS / Solver模塊，求解樣機(jī)模型的靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)或動(dòng)力學(xué)問題，完成仿真分析以后再自動(dòng)地返回ADAMS / View操作界面。 ADAMS仿真分析結(jié)果的后處理，可以通過調(diào)用后處理模塊ADAMS/ Postprocessor來完成。除了可以直接繪制仿真結(jié)果曲線以外，ADAMS / Postprocessor還可以對仿真分析曲線進(jìn)行一些數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)計(jì)算?？梢赃M(jìn)行分析結(jié)果曲線圖的各種編輯。例如可以利用ADAMS來模擬作用在輪胎上的垂直、轉(zhuǎn)向、陀螺效應(yīng)、牽引與制動(dòng)、力與力矩。(2)利用ADAMS可模擬大位移的系統(tǒng)。(3)可分析運(yùn)動(dòng)學(xué)靜定(對于非完整的束或速度約束一般情況的零自由度)系統(tǒng)。(5)有線性系統(tǒng)模態(tài)分析、力輸入運(yùn)動(dòng)以及模擬控制系統(tǒng)的能力。DADS與ADAMS同屬機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真軟件，兩者的原理和功能相似。 手部模型的建立：（1）機(jī)械手中所有零部件都認(rèn)為是剛體。內(nèi)部間隙不計(jì)；（2）各運(yùn)動(dòng)副內(nèi)的摩擦力忽略不計(jì)。將機(jī)械手的手部抽象出來，對其進(jìn)行建模。對于手部的運(yùn)動(dòng)仿真，為避免機(jī)構(gòu)自鎖，應(yīng)考慮活塞桿的實(shí)際運(yùn)動(dòng)范圍，本設(shè)計(jì)中，活塞桿的運(yùn)動(dòng)范圍是34mm。（a）　　　　　　　　　　　　　　　　西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (b)(c)對機(jī)械手的張開進(jìn)行仿真后，可以用曲線的形式輸出仿真結(jié)果。下面分別對機(jī)械手的活塞桿進(jìn)行力、速度、加速度、位移進(jìn)行曲線輸出。對于ADAMS建模，在ADAMS/View提供有零件庫，可以創(chuàng)建各種基本的物體?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?　結(jié)論　　　　　　　　　　　　　　　　　　　8 結(jié)論通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我了解了機(jī)械手的很多相關(guān)知識。為以后的工作學(xué)習(xí)創(chuàng)造了一定基礎(chǔ)。 本次設(shè)計(jì)的是輕型平動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)，相對于通用機(jī)械手，動(dòng)作固定，結(jié)構(gòu)簡單，同時(shí)成本低廉，專用性比較高，可實(shí)現(xiàn)車間內(nèi)的一些搬運(yùn)工作。必要時(shí)可以更換手抓，抓取箱體等。 由于經(jīng)驗(yàn)知識水平的局限，設(shè)計(jì)難免有不到之處，望讀者見量，指正。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、嚴(yán)于律己寬以待人的做人風(fēng)范是作者終身學(xué)習(xí)的榜樣。在同他的合作中取得了很大的進(jìn)步，同時(shí)他豐富的理論知識及實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)、對待學(xué)術(shù)問題的科學(xué)態(tài)度令作者欽佩。也對這四年來給予了我各方面極大支持及鼓勵(lì)機(jī)械學(xué)院老師表示感謝。參考文獻(xiàn) 劉明保 ，, 李超，2003 陸祥生 ，, ：北京理工大學(xué)出版社,1992 , , ,2001，4 ,1999，4 金茂青，曲忠萍，,2001，2 （機(jī)械手）,1999，5 ，2004. 張軍， ,：21 濮良貴，：高等教育出版社, 王國強(qiáng). 虛擬樣機(jī)技術(shù)及其在ADAM S 上的實(shí)踐[M ]. 西安: 西北工業(yè)大學(xué)出版社, 2002. 王成，2004，6 ： ClavelR .Delta,a fast robot wth parallel geometry. 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