三自由度搬運機械手的設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘 要 機械手是一種機械技術與電子技術相結合的高技術產(chǎn)品。采用機械手是提高產(chǎn)品質(zhì)量與勞動生產(chǎn)率，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，改善勞動條件，減輕勞動強度的一種有效手段。它是一種模仿人體上肢的部分功能，按照預定要求輸送工件或握持工具進行操作的自動化技術裝備。機械手可以代替人手的繁重勞動，顯著減輕工人的勞動強度，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運和長期、頻繁、單調(diào)的操作，采用機械手是有效的；此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染環(huán)境條件下進行操作，更顯示 其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。 本課題的主要內(nèi)容是采用機械設計原理，進行三自由度搬運機械手的設計，熟悉三自由度機械手的運用場合和相關的設計步驟。機械手可以代替很多重復性的體力勞動，從而減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率。結合三自由度設計的各方面的知識，在設計過程中學會怎樣發(fā)現(xiàn)問題解決問題 且在設計中融入自己的想法和構思，提高自己的創(chuàng)新能力。盡力使機械手使用方便，結構簡單。 關鍵詞 ： 機械手，輸送工件，搬運，三自由度買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 is a of is to of a of It is an of of to or of of in of is In it be in is of of of of of a of of so as to of of in to to in to to of 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目 錄 摘 要 . - 1 - . - 2 - 1 緒論 . - 5 - . - 5 - 械手的組成 . - 6 - 械手的分類 . - 7 - 第 2 章 搬運機械手機構總體方案設計 . - 9 - 運機械手設計要求 . - 9 - 本設計思路 . - 9 - 統(tǒng)分析 . - 9 - 體設計框圖 . - 10 - 運機械手的基本參數(shù) .1 - 運機械手結構設計 .1 - 運機械手坐標形式的選擇 .1 - 械手材料的選擇 . - 12 - . - 12 - 運機械手驅(qū)動與控制系統(tǒng)分析 . - 13 - 動方式的選擇 . - 13 - 制系統(tǒng)的選擇 . - 13 - 3 搬運機械手機械結構設計與計算 . - 14 - 運機械手手爪設計 . - 14 - 運機械手手臂設計 . - 14 - 縮機械臂的設計 . - 14 - 降機械臂的設計 . - 15 - 轉機械臂的設計 . - 17 - 部設計計算 . - 17 - 部設計計算 . - 21 - 壓驅(qū)動系統(tǒng)設計 . - 22 - . - 24 - 機的選擇 . - 24 - 柱的設計與校核 . - 25 - 座的機械結構示意圖 . - 26 - 4 搬運機械手控制系統(tǒng)的設計 . - 28 - . - 28 - 作原理 . - 28 - 型的選擇 . - 28 - 型的選擇 . - 28 - 選 參數(shù) . - 29 - 制面板的擬定 . - 30 - 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 械手工藝過程和控制方案的確定 . - 31 - 確工藝要求 . - 31 - 定工藝流程 . - 31 - 感器選擇 . - 33 - 定 I/O 點數(shù) . - 33 - 序編寫 . - 34 - 體程序設計思路 . - 34 - . - 35 - 位程序的編寫 . - 36 - 動控制程序的編寫 . - 38 - 5 結論 . - 41 - 參考文獻 . - 42 - 致 謝 . - 43 - 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 緒論 隨著人類科技的進步，社會經(jīng)濟的發(fā)展，機器人學成為近幾十年來 迅速發(fā)展的一門綜合學科。它體現(xiàn)了光機電一體化技術的最新成就，機械手作為其中的佼佼者更是發(fā)揮了不可磨滅的作用。在人類社會中，凡是有機械活動的地方，都能看到機械手的身影。機械手產(chǎn)品的應用已經(jīng)由核工業(yè)和軍事科技等高端科學領域向醫(yī)療、農(nóng)業(yè)甚至是服務娛樂等民用領域發(fā)展了，并且各式各樣的機械手正在涌現(xiàn)出來，以驚人的速度延伸到人類活動的各個領域。機械手是由于人類期望生產(chǎn)水平的提高，為了提升生產(chǎn)效率而出現(xiàn)的。然而由于機械手善于完成重復的，單調(diào)的，精確度要求高的工作，能取代人在惡劣的環(huán)境中完成人類不能或者不愿完成的工作，因此 ，機械手的出現(xiàn)又大大解放了人類的生產(chǎn)力。所以說機械手的發(fā)展是社會發(fā)展的結果，也是社會發(fā)展的必然趨勢?，F(xiàn)在，很多發(fā)達國家都追逐著機械手這一發(fā)展趨勢，積極地進行著機械手的各種開發(fā)和研制的工作，并且其中一些國家已經(jīng)取代了不錯的成果，研制出了許多新型且實用的機械手或者是機器人。例如：日本的跳舞機器人、犬型機器人愛寶 (。英國研制的履帶式“手推車”及“超級手推車”排爆機器人；美國 司推出了能避開障礙，自動設計行進路線吸塵器機器人 海世博會使用過的福娃機器人等等。 由于機械手的迅猛發(fā) 展，機械手進入學校教學是必然的。三自由度機械手作為是機械手的典型產(chǎn)品，其設計及應用對機電一體化、機械結構工藝、機械制造、自動化、電子信息等專業(yè)的教學及研究都有著很重要的意義。 械手的歷史 機械手是在機械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。它是機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業(yè)任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應性。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機械手被廣泛的運用于自動生產(chǎn)線中，機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動，不知 疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應用。 機械手首先是從美國開始研制的。 1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。它的結構是：機體上安裝一個回轉長臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機構，控制系統(tǒng)是示教形的。 1962 年，美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機械手。商名為 動系統(tǒng)仿照坦克炮塔，臂可以回轉、俯仰、伸縮、用液壓驅(qū)動；控制系統(tǒng)用磁鼓作為存儲裝置。不少球坐標通用機械手就是在這個基礎上發(fā)展起來的。同年 ，美國機械制造公司也實驗成功一種叫 械手。該機械手的中央立柱可以回轉、升降采用液壓驅(qū)動控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。這兩種出現(xiàn)在六十年買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 代初的機械手，是后來國外工業(yè)機械手發(fā)展的基礎。 1978 年美國 司和斯坦福大學，麻省理工學院聯(lián)合研制一種 工業(yè)機械手，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差小于 1 毫米。聯(lián)邦德國 司還生產(chǎn)一種點焊機械手，采用關節(jié)式結構和程序控制。 目前，機械手大部分還屬于第一代，主要依靠人工進行控制；改進的方向主要是降低成本和提高精度。第二代機械手正在加緊研制。它設有微型電子計算控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使機械手具有感覺機能。第三代機械手則能獨立完成工作中過程中的任務。它與電子計算機和電視設備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng) 柔性制造單元 的重要一環(huán)節(jié)。 械手的組成 一般來說，機械手主要有以下幾部分組成： 1. 手部 (或稱抓取機構 )：包括手爪、傳力機構等，主要起抓取和放置物件的作用。 2. 傳送機構 (或稱臂部 )：包 括手腕、手臂等，主要起改變物件方向和位置的作用。 3. 驅(qū)動部分：它是前兩部分的動力，因此也稱動力源，常用的有液壓、氣壓、電力和電機四種驅(qū)動形式。 4. 控制部分：它是機械手動作的指揮系統(tǒng)，由它來控制動作的順序 (程序 )、位置和時間 (甚至速度與加速度 )等。 5. 其它部分：如機體、行走機構、行程檢測裝置和傳感裝置等。 行機構 一般機械手的執(zhí)行機構由手部或者叫抓取部分、腕部、臂部、緩沖與定位，還有行走機構組成。 動機構 驅(qū)動機構主要有液壓驅(qū)動、氣動驅(qū)動、電動驅(qū)動 和機械驅(qū)動等形式。不過目前還是以液壓和氣動用的最多。 液壓驅(qū)動具有體積小、出力大、控制性能好、動作平穩(wěn)等特點 ，它利用油缸、馬達加上齒輪、齒條實現(xiàn)直線運動；利用擺動油缸、馬達與減速器、油缸與齒條、齒輪或鏈買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 條、鏈輪等實現(xiàn)回轉運動。液壓驅(qū)動具有潤滑性能好、壽命長的特點，結構緊湊，剛性好。定位精度高，克實現(xiàn)任意位置開停。有很多專業(yè)機械手能直接利用主機的液壓系統(tǒng)。但缺點是需要配備壓力源，系統(tǒng)復雜成本較高。 氣動驅(qū)動結構簡單、造價低廉。氣源方便，所需的壓縮氣源一般工廠都有，并且無污染，一般采用的壓力 高可達 1點是出力小，體積大。由于空氣的可壓縮性大，很難實現(xiàn)中間位置的停止，只能用于點位控制，而且潤滑性較差，氣壓系統(tǒng)容易生銹。 電動由于減速和回轉運動變往復運動機構復雜 , 很少采用。 機械式用于簡單的場合。 制機構 機械手的控制方式有點動和連續(xù)控制兩種方式。大多數(shù)是用插銷板進行點位程序控制，也有采用可編程序控制器控制、微型計算機數(shù)字控制，采用凸輪、磁盤磁帶、穿孔卡等記錄程序。主要控制的是坐標位置，并注意其加速度特性。 械手的分類 機械手從使用范圍、運動坐標形式 、驅(qū)動方式以及臂力大小四個方面的分類分別為： 1. 按使用范圍分類： (1) 專用機械手 一般只有固定的程序，而無單獨的控制系統(tǒng)。它從屬于某種機器或生產(chǎn)線用以自動傳送物件或操作某一工具，例如“毛坯上下料機械手”、“曲拐自動車床機械手”、“油泵凸輪軸自動線機械手”等等。這種機械手結構較簡單，成本較低，適用于動作比較簡單的大批量生產(chǎn)的場合。 (2) 通用機械手 指具有可變程序和單獨驅(qū)動的控制系統(tǒng)，不從屬于某種機器，而且能自動完成傳送物件或操作某些工具的機械裝置。通用機械手按其定位 和控制方式的不同，可分為簡易型和伺服型兩種。簡易型只是點位控制，故屬于程序控制類型，伺服型可以是點位控制，也可以是連續(xù)軌跡控制，一般屬于數(shù)字控制類型。 2. 按運動坐標型式分類： (1) 直角坐標式機械手 臂部可以沿直角坐標軸 X、 Y、 Z 三個方向移動，亦即臂部可以前后伸縮 (定為沿 X 方向的移動 )、左右移動 (定為沿 Y 方向的移動 )和上下升降 (定為沿 Z 方向的移動 )； (2) 圓柱坐標式機械手 手臂可以沿直角坐標軸的 X 和 Z 方向移動，又可繞買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 Z 軸轉動 (定為繞 Z 軸轉動 )，亦即臂部可以前后伸縮、 上下升降和左右轉動； (3) 球坐標式機械手 臂部可以沿直角坐標軸 X 方向移動，還可以繞 Y 軸和Z 軸轉動，亦即手臂可以前后伸縮 (沿 X 方向移動 )、上下擺動 (定為繞 Y 軸擺動 )和左右轉動 (仍定為繞 Z 軸轉動 )； (4) 多關節(jié)式機械手 這種機械手的臂部可分為小臂和大臂。其小臂和大臂的連接 (肘部 )以及大臂和機體的連接 (肩部 )均為關節(jié) (鉸鏈 )式連接，亦即小臂對大臂可繞肘部上下擺動，大臂可繞肩部擺動多角，手臂還可以左右轉動。 3. 按驅(qū)動方式分類： (1) 液壓驅(qū)動機械手 以壓力 油進行驅(qū)動； (2) 氣壓驅(qū)動機械手 以壓縮空氣進行驅(qū)動； (3) 電力驅(qū)動機械手 直接用電動機進行驅(qū)動； (4) 機械驅(qū)動機械手 是將主機的動力通過凸輪、連桿、齒輪、間歇機構等傳遞給機械手的一種驅(qū)動方式。 4. 按機械手的臂力大小分類： (1) 微型機械手 臂力小于 1 ； (2) 小型機械手 臂力為 1 10 ； (3) 中型機械手 臂力為 10 30 ； (4) 大型機械手 臂力大于 30 。 我所設計的搬運機械手，是以搬運物料為目的的圓柱坐標式三自由度機械手。它采用液壓與機械傳動兩種驅(qū)動方式，屬于小型機械手。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 2 章 搬運機械手機構總體方案設計 運機械手設計要求 圖 1 機械手工作示意圖 (1) 初始狀態(tài)，按啟動按鈕傳送帶 A 開始傳送物料，光電傳感器開始工作，機械手回原點。 (2) 當光電傳感器檢測到有物料時，傳感器將信號傳給機械手，機械手開始工作。 (3) 機械手從初始位置開始運動，通過機械手臂的旋轉，機械手抓伸出，機械臂下降，機械手抓抓緊來獲得傳送帶 A 上的 物料。 (4) 獲得物料后，通過機械臂升降，機械手抓的伸縮，機械臂旋轉，機械手抓的放松，將物體運送到傳送帶 B 上。 (5) 機械手完成這一系列動作后，開始重復工作。 本設計思路 統(tǒng)分析 機械手是實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、提高勞動生產(chǎn)率的一種有力工具。要在一個生產(chǎn)過程中實現(xiàn)自動化，需要對各種機械化、自動化裝置進行綜合的技術和經(jīng)濟分析，從而判斷機械手是否合適。所以要完成機械手的設計，一般要先做如下工作： (1) 根據(jù)機械手的使用場合，明確機械手的目的和任務。 (2) 分析機械手所在的系統(tǒng)工作環(huán)境。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 (3) 認真分析系 統(tǒng)的工作要求，確定機械手的基本功能和方案，如機械手的自由度數(shù)目、動作速度、定位精度、抓取重量等。進一步根據(jù)抓取、搬運物體的質(zhì)量、形狀、尺寸及生產(chǎn)批量等情況，來確定機械手爪的形式及抓取工件的部位和握力大小。 對此，我進行如下分析： (1) 本設計課題為物料傳送機械手設計，是通過機械手進行兩地物料運輸?shù)臋C械手。而機械手的使用場合，非常廣泛，要涉及到物料的狀態(tài)，運作流水線的環(huán)境等等因素，相較于我所掌握的理論知識和能力，我選擇非批量生產(chǎn)的小型物體加工流水線上的物料傳送機械手。 (2) 由于我所選擇的機械手是非批量生產(chǎn)的小型物體加工 流水線上的物料傳送機械手，所以，機械手所在的系統(tǒng)工作環(huán)境一定是工廠，要求精度高，容錯率低，速度快。 （ 3）再者是搬運物體的考慮，由于是小型物件，所以對機械手的抓取力量并無太高要求，而物體形狀初步擬定為圓柱形，方便設計。 體設計框圖 人 機 交 互 系 統(tǒng)( 系 統(tǒng) 軟 件 、 編程 語 言 系 統(tǒng) )控 制 器 及控 制 算 法控 制 系 統(tǒng)驅(qū) 動 系統(tǒng) ( 各 驅(qū)動 器 )機 械 系 統(tǒng) ( 機身 、 臂 部 、手 腕 、 手 爪 )作 業(yè) 對 象內(nèi) 部 傳 感 器 信 息 反 饋工 作 對 象 及 環(huán) 境 信 息 反 饋感 知 系 統(tǒng)圖 2 總體設計框圖 如圖 2為總設計框圖，說明如下： (1) 控制系統(tǒng)：任務是根據(jù)機械手的作業(yè)指令程序和傳感器反饋回來的信號，控制機械手的執(zhí)行機構，使其完成規(guī)定的運動和功能。主要設計目標為 選擇， (2) 驅(qū)動系統(tǒng)：驅(qū)動系統(tǒng)工作的驅(qū)動裝置 。 (3) 機械系統(tǒng)：包括機身、機械臂、手腕、手爪。需要確定其自由度、坐標形式，并計算得出具體結構。 (4) 感知系統(tǒng)：即傳感器的選擇及具體作用。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 運機械手的基本參數(shù) 1. 機械手的最大搬運物料的重量是它的主參數(shù)。本論文物料傳送機械手所搬運的物料質(zhì)量可設定為 5 2. 運動速度直接影響機械手的動作快慢和機械手動作的穩(wěn)定性，所以運動速度也是是物料物料傳送機械手的一個主要的基本參數(shù)。設計速度過低的話，會無法滿足機械手的動作功能，限制機械手的使用范圍。設計的速度過高又會加重機械手的負載并影響機械手動作的平穩(wěn)性。該機械手的最大平移速度為 1m/s。 3. 伸縮行程和工作半徑是決定機械手工作范圍及整機尺寸的關鍵，也是機械手設計的基本參數(shù)。過大的工作半徑和伸縮行程，會增大機械手的運動負載，使得機械手剛性降低，而工作半徑過小則不能夠?qū)崿F(xiàn)機械手的功能，限制了機械手的應用和擴展性。本論文物料傳送機械手設定水平反向伸縮行程 200轉角度范圍為 90。機械手豎直方向的升降行程為 100 械手精度太低，就完成不了功能，精度太高又意味著成本 的增加。綜合考慮，士 1間。物料傳送機械手的各個部分的基本參數(shù)可以由上面已經(jīng)知道的物料傳送機械手各關節(jié)的行程和時間分配來決定。 表 1 物料傳送機械手基本參數(shù)（自定） 水平機構 伸出范圍： 0500直機構 升降范圍： 100出速度： 334mm/s 上升速度： 200mm/s 收縮速度： 334mm/s 下降速度： 200mm/s 定位精度： 士 1位精度： 士 1轉機構 回轉角度： 180 手爪 搬運范 圍 500轉速度： 90 /s 定位精度： 士 5 運機械手結構設計 運機械手坐標形式的選擇 根據(jù)所設計的機械手的運動方式：機械臂的轉動，機械臂的升降，機械臂的伸縮，得到了機械臂的三個自由度。根據(jù)上文所說的，機械手按照坐標的分類情況，選擇圓柱坐標式機械手更為妥當。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 械手材料的選擇 機器人手臂的材料應根據(jù)手臂的工作狀況來進行選擇，并滿足機器人的設計和制作要求。從設計的思想出發(fā)，機器人手臂要完成各種運動。因此，對材料的一個要求是作為運動的部件，它應是輕型材料。另一方面，手臂在運動過程中往往會產(chǎn)生振動，這必然大大降低它的運動精度。所以在選擇材料時，需要對質(zhì)量、剛度、阻尼進行綜合考慮，以便有效地提高手臂的動態(tài)性能。此外，機器人手臂選用的材料與一般的結構材料不同。機器人手臂是一種伺服機構，要受到控制，必須考慮它的可控性。在選擇手臂材料時，可控性還要和材料的可加工性、結構性、質(zhì)量等性質(zhì)一起考慮。 總之，選擇機器人手臂的材料時，要綜合考慮強度、剛度、重量、彈性、抗震性、外觀及價格等多方面因素。下面介紹幾種機器人手臂常用的材料： (l)碳素結構 鋼和合金結構鋼等高強度鋼 :這類材料強度好，尤其是合金結構鋼強度增加了 45 倍、彈性模量 E 大、抗變形能力強，是應用最廣泛的材料 ; (2)鋁、鋁合金及其它輕合金材料 :其共同特點是重量輕、彈性模量 E 不大，但是材料密度小，則 E/p 之比仍可與鋼材相比 ; (3) 陶瓷 :陶瓷材料具有良好的品質(zhì)，但是脆性大，可加工型不好，與金屬等零件連接的接合部需要特殊設計。然而，日本己試制了在小型高速機器人上使用的陶瓷機器人手臂的樣品 ; 從本文設計的機械手的角度來看，在選用材料時不需要很大的負載能力，也不需要很高的彈性模量和抗變形能力， 此外還要考慮材料的成本，可加工性等因素。在衡量了各種因素和結合工作狀況的條件下，初步選用鋁合金作為機械臂的構件 械臂的運動方式 根據(jù)主要的運動參數(shù)選擇運動形式是結構設計的基礎。常見的機器人的運動形式有五種 :直角坐標型、圓柱坐標型、極坐標型、關節(jié)型和 。同一種運動形式為適應不同生產(chǎn)工藝的需要，可采用不同的結構。具體選用哪種形式，必須根據(jù)作業(yè)要求、工作現(xiàn)場、位置以及搬運前后工件中心線方向的變化等情況，分析比較并擇優(yōu)選取。 考慮到機械手的作業(yè)特點，即要求其動作靈活、有較大的工作空間、且要求結構緊湊、占用空間小等特點，故選用關節(jié)型機械手。這類機械手一般由 2 個肩關節(jié)和 1 個肘關節(jié)進行定位，由 2 個或 3 個腕關節(jié)進行定向。其中，一個肩關節(jié)繞鉛直軸旋轉，另一個肩關節(jié)實現(xiàn)俯仰。這兩個肩關節(jié)軸線正交。肘關節(jié)平行于第二個肩關節(jié)軸線，如圖所示。這種構形動作靈活、工作空間大、在作業(yè)時空間內(nèi)手臂的干涉最小、結構緊湊、占地面積小、關節(jié)上相對運動部位容易密封防塵。但是這類機械手運動學比較復雜，運動買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 學的反解比較困難 ;確定末端桿件的姿態(tài)不夠直觀，且在進行控制時，計算量比較大。 圖 3 常見的運動方式 運機械手驅(qū)動與 控制系統(tǒng)分析 動方式的選擇 機械手常用的驅(qū)動方式主要有液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動和電機驅(qū)動三種基本形式。 液壓驅(qū)動的特點是功率大、結構簡單，可省去減速裝置，響應快，精度較高。但是需要有液壓源，而且容易發(fā)生液體泄漏。 氣壓驅(qū)動的能源、結構都比較簡單，但與液壓驅(qū)動相比，功率較小，速度不易控制，精度不高。 電機傳動能源簡單，機構速度變化范圍大，效率高，速度和位置精度都很高，使用方便，噪聲低，控制靈活。 起初，我先選擇電動機的傳動結構，但是考慮到機械手的升降運動運用純機械結構并不能達到理想傳動效果。而機械手臂 旋轉如若使用氣壓或者液壓傳動，就必須帶有旋轉氣壓或者旋轉液壓缸，相對來說結構較為復雜，不利于設計。 故改良方案，將驅(qū)動方式分成兩個部分。其中，機械臂的回轉采用電機傳動的驅(qū)動方式，通過電機帶動齒輪鏈進行旋轉傳動；而機械臂的伸縮、升降和機械手抓的抓取，都采用氣壓驅(qū)動方式。 制系統(tǒng)的選擇 這里選擇用 制的控制系統(tǒng)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 搬運機械手機械結構設計與計算 運機械手手爪設計 設計時考慮的幾個問題： 1. 具有足夠的夾緊力：在確定手爪的握力時，除考慮工件重量外，還應考慮在 傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動，以保證工件不致產(chǎn)生松動或脫落。 2. 手爪間應具有一定的開閉角：兩手爪張開與閉合的兩個極限位置所夾的角度稱為手爪的開閉角。手爪的開閉角應保證工件能順利進入或脫開，若夾持不同直徑的工件，應按最大直徑的工件考慮。對于移動型手爪只有開閉幅度的要求。 3. 保證工件準確定位：為使手爪和被夾持工件保持準確的相對位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應的手爪形狀?？紤]被抓取對象的要求，手爪形狀設計成 4. 具有足夠的強度和剛度：手爪除受到被夾持工件的反作用力外，還受到 機械手在運動過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動的影響，要求有足夠的強度和剛度以防折斷或彎曲變形，應當盡量使結構簡單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉軸線上，以使手腕的扭轉力矩最小 。 運機械手手臂設計 機械手臂，在我的設計中，涉及到三個自由度：升降、伸縮、旋轉。水平手臂作伸縮用，而垂直手臂則有兩部分組成。與底座連接部分為機械臂旋轉部分，通過電機帶動齒輪鏈使得機械臂旋轉；上面部分為機械臂升降部分，通過氣壓驅(qū)動控制機械臂的升降。所以，我將機械手臂的設計分為三個步驟，先完成垂直臂的設計，再完成水平臂的設計 。 縮機械臂的設計 (1) 在校核尺寸時，只需校核氣壓缸內(nèi)徑 1D =50徑 R=25設計使用壓強 ,則驅(qū)動力： 2 6 (3（ 2）分析計算伸縮手臂加速度： 如下圖所示， ,將其分為三段，分別為加速狀態(tài) 1t ，勻速狀態(tài) 2t 和減速狀態(tài)3t。切運動距離 L 為 500以有公式： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 (3又有加速度公式 .0 (3(3) 測定手臂質(zhì)量為 555021 ,加速度 2/33.0 ，則慣性力： 1 (3(4) 考慮活塞等的摩擦力，設定摩擦系數(shù) 2.0k , )(3總受力 10 (30 所以氣壓缸的尺寸符合實際使用驅(qū)動力要求。 降機械臂的設計 1. 尺寸設計 氣壓缸運行長度設計為 l =80壓缸內(nèi)徑為 1D =80徑 R=40強p=驅(qū)動力： 20 . 9 6 (32. 尺寸校核 （ 1）測定手臂質(zhì)量為 53