機(jī)電一體化課程設(shè)計

1、機(jī)電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計題目自動分揀工件機(jī)械手的設(shè)計班級機(jī)械1211學(xué)生姓名蔣金成學(xué)號1220116105同組姓名凌一銳上文龍薛俊起迄日期2015年12月25日2016年1月5日指導(dǎo)教師狂幫富講師機(jī)械工程學(xué)院目錄1 .自動分揀工件機(jī)械手設(shè)計的要求、目的及意義11.1 要求31.2 目的及意義32. 總體方案設(shè)計與論證42.1 總體方案設(shè)計42.1.1 主體功能42.1.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)52.1.3 驅(qū)動機(jī)構(gòu)62.1.4 控制機(jī)構(gòu)62.2 總體方案論證42.2.1 調(diào)試過程62.2.2 調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法72.2.3 結(jié)果分析83 .機(jī)構(gòu)分析與計算33.1 機(jī)械手總體設(shè)計83.2 機(jī)身的總體設(shè)

2、計94 .關(guān)鍵部件設(shè)計與校核44.1 機(jī)械手手抓的設(shè)計計算94.1.1 選擇手抓的類型及夾緊裝置104.1.2 手抓的力學(xué)分析114.1.3 機(jī)械手手抓夾持精度的分析計算115 .結(jié)論126 .收獲、體會127 .參考文獻(xiàn)131、自動分揀工件機(jī)械手設(shè)計的要求、目的及意義1.1 要求1、機(jī)械手將傳送帶A上的大號物品傳送到傳送帶B上，其他小號的物品讓其流走。機(jī)械手所有的動作均由液壓驅(qū)動，上升，下降，左移，右移均由（雙線圈）三位四通電磁閥控制，夾緊，放松用一個（單線圈）二位四通電磁閥控制，通電夾緊，斷電放松。所有電磁線圈驅(qū)動電源：直流，電壓24V,電流1A,位置檢測用：行程開關(guān)，光電開關(guān)，壓力繼電器

3、。2、系統(tǒng)操作可實現(xiàn)單循環(huán)，自動循環(huán)功能。3、設(shè)計控制系統(tǒng)和輸入/輸出信號調(diào)理電路及功率驅(qū)動電路原理圖。4、設(shè)計控制系統(tǒng)程序流程圖并用匯編語言編寫其中的某一段程序。5、設(shè)計操作臺面板布置示意圖。6、編寫設(shè)計說明書和使用說明書。7、在滿足控制要求的前提下，力求控制系統(tǒng)簡單，經(jīng)濟(jì)。1.2 目的及意義現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)革命，將世界經(jīng)濟(jì)從資本經(jīng)濟(jì)帶入到知識經(jīng)濟(jì)時代。在電子世界領(lǐng)域，從20世紀(jì)中的無線電時代也進(jìn)入到21世紀(jì)以計算機(jī)技術(shù)為中心的智能化現(xiàn)代電子系統(tǒng)時代。而機(jī)械手控制系統(tǒng)則逐步發(fā)展為與計算機(jī)互聯(lián)，使機(jī)械手控制系統(tǒng)更加智能化，操作更加簡單方便。隨著自動化的發(fā)展，機(jī)械手（機(jī)器人）應(yīng)用將更加普遍，

4、尤其隨著汽車行業(yè)和塑膠行業(yè)的發(fā)展，西歐、日本、蘇聯(lián)和中國等地域機(jī)械手開始百花爭放，可以這樣講，未來的人類社會將是機(jī)械手的時代。該課程設(shè)計的自動分揀機(jī)械手屬于搬運(yùn)機(jī)械手。所謂搬運(yùn)機(jī)械手，就是將機(jī)械手安裝在移動平臺之上。這種結(jié)構(gòu)使機(jī)械手擁有很大的操作空間和高度的運(yùn)動冗余性，并同時具有移動和操作功能，這使它優(yōu)于傳統(tǒng)的機(jī)械手，因此在危險作業(yè)、制造業(yè)、服務(wù)業(yè)等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、強(qiáng)耦合、非線性、非完整性等問題的存在，都使得對搬運(yùn)機(jī)械手的研究具有相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)性。機(jī)械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運(yùn)或操作的自動機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為“上下

5、料機(jī)械手”。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率可以減輕勞動強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(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。因此，在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到越來越廣泛白引用.機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強(qiáng)，僅為某臺機(jī)床的上下料裝置，是附屬于該機(jī)床的專用機(jī)械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它

6、在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用。2、總體方案設(shè)計與論證2.1 總體方案設(shè)計（執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)）2.1.1 主體功能設(shè)計如圖所示的工作臺機(jī)械手系統(tǒng)構(gòu)成圖pb1、pb2系統(tǒng)總控制開關(guān)，繼電器XOX1（2）PS1工件檢測光電開關(guān)，繼電器X6LS1控制機(jī)械手的夾緊與放松，繼電器Y5（4）LS2控制工作臺的左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)，繼電器Y&Y4LS3控制工作臺的上升與下降，繼電器Y1、Y2（6）圖上省略左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)（X3X4）、上升與下降限位開關(guān)（X5、X2）以及傳送帶A、B電動機(jī)（Y6、Y7）、液壓馬達(dá)（Y0）按下工作啟動按鈕，傳送帶A、B開始工作。當(dāng)光電開關(guān)檢測到工件時傳送帶

7、A電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)械手下降電磁閥工作，機(jī)械手下降，到達(dá)下降限位接近開關(guān)，機(jī)械手停止下降，夾緊電磁閥工作，夾緊工件，2秒鐘后機(jī)械手上升電磁閥工作，機(jī)械手上升，到達(dá)上升限位接近開關(guān)，電動機(jī)左轉(zhuǎn)電磁閥工作，機(jī)械手旋轉(zhuǎn)電動機(jī)左轉(zhuǎn)，將工件運(yùn)到傳送帶B上方，機(jī)械手左轉(zhuǎn)壓到左轉(zhuǎn)限位開關(guān)，機(jī)械手旋轉(zhuǎn)電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時機(jī)械手下降，到達(dá)限位接近開關(guān)，機(jī)械手停止下降并松開釋放工件，2秒鐘后機(jī)械手上開，到達(dá)限位接近開關(guān)，傳送帶B電動機(jī)工作，傳送帶B帶動工件運(yùn)行，同時機(jī)械手旋轉(zhuǎn)電動機(jī)右轉(zhuǎn)，機(jī)械手右轉(zhuǎn)壓到右轉(zhuǎn)限位開關(guān)，傳送帶B電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，傳送帶A電動機(jī)又開始工作，機(jī)械手開始循環(huán)工作2.1.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)即直接抓取工

8、件的部分，由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手。本設(shè)計項目中采用夾持式手部結(jié)構(gòu)。夾持式手部由手指(或手爪)和傳力機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件，常用的手指運(yùn)動形式有回轉(zhuǎn)型和平移型。回轉(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，故應(yīng)用較廣泛，本設(shè)計采用回轉(zhuǎn)型。手部多為兩指(也有多指，本設(shè)計采用兩指)；指形也有不同設(shè)計，常用的指形有平面、V形面的和曲面的，本設(shè)計采用平面行的設(shè)計；手指有外夾式和內(nèi)撐式，本設(shè)計采用外夾式；另外，根據(jù)需要分為外抓式和內(nèi)抓式兩種，本設(shè)計采用外抓式。如上圖可以看出。2.1.3 驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械手的重要組成部分。根據(jù)動力源的不同，工業(yè)機(jī)械手的驅(qū)動機(jī)構(gòu)大致可分為液

9、壓、氣動、電動和機(jī)械驅(qū)動等四類。本驅(qū)動機(jī)構(gòu)是液壓驅(qū)動，所有動作都可以通過液壓實現(xiàn)。2.1.4 控制機(jī)構(gòu)本設(shè)計是自動化分揀工件機(jī)械手，所以肯定采取自動控制。我們學(xué)過單片機(jī)和PLC課程。倆者各有利弊，可編程序控制器(PLC)是以微處理器為核心，綜合計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的自動控制裝置，它具有結(jié)構(gòu)簡單、易于編程、性能優(yōu)越、可靠性高、靈活通用和使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。PLC在電磁閥的控制等領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。所以，對于該分揀機(jī)械手首先想到的是PLG采用PLC能靈活控制機(jī)械手的操作，而且操作簡單方便另外，PLC控制器的穩(wěn)定性是其成為工控首選的原因。所以本設(shè)計采取三菱FX

10、2N-48MRPLC(1)控制系統(tǒng)設(shè)計在一條自動生產(chǎn)線上，由機(jī)械手將傳送帶A上的物品傳送到傳送帶B上。機(jī)械手的上升、下降、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、夾緊、放松動作分別由電磁閥控制液壓傳動系統(tǒng)工作，并用限位開關(guān)及光電開關(guān)檢測機(jī)械手動作的狀態(tài)和物品的位置。傳送帶AB均由三相鼠籠型異步電動機(jī)驅(qū)動。電動機(jī)應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)。(2)PLC(I/O)分配輸入元件輸入繼電器輸出元件輸出繼電器啟動開關(guān)X0上升電磁閥Y11關(guān)閉開關(guān)X1下降電磁閥Y2復(fù)位開關(guān)M10左轉(zhuǎn)電磁閥Y3上升限位開關(guān)X5右轉(zhuǎn)電磁閥Y4下降限位開關(guān)X2夾緊電磁閥Y5左轉(zhuǎn)限位開關(guān)X3傳送帶A電機(jī)Y6右轉(zhuǎn)限位開關(guān)X4傳送帶B電機(jī)Y7光電開光X6復(fù)位電磁閥M4液壓馬

11、達(dá)YO輔助繼電器M10,M11,M12上圖為實現(xiàn)自動化控制所畫的流程圖，根據(jù)上圖可以輕松的設(shè)計出如下的梯形圖：(M0)(Y000)(T0K600)(Y006)<Y010)(Y012)<T1K20)(YOU)(RETCO)(C2K2)(Ml)(Y007)(Y003)(M2)<T2K20)(RETCl)(ClK2)(Y004)(M3)(END)這個程序是嚴(yán)格按照設(shè)計要求來編的，程序中加入的M鵬甫助繼電器起到復(fù)位作用，啟動開關(guān)是X0,停止開關(guān)是X1,程序中還加入了了兩個計數(shù)器COC1。其中計數(shù)器C0對下降限位SP2(X2)計數(shù)，從而實現(xiàn)機(jī)械手到達(dá)二號(B)傳送帶時松開機(jī)械手放置物品

12、的控制。計數(shù)器C1對上升限位SP1(X5)計數(shù)，從而實現(xiàn)機(jī)械手在松開機(jī)械手放置物品以后上升第二次壓到上升限位SP1(X5)的時候?qū)崿F(xiàn)右轉(zhuǎn)的控制。2.2總體方案論證2.2.1 調(diào)試過程按下啟動開關(guān)X0以后，觀察六秒鐘以后，傳送帶A(Y6)的燈是否亮，如果不亮，說明傳送帶A的電磁閥Y6沒有得電，相關(guān)開關(guān)沒有動作，重新查看程序，修改好；如果燈亮，說明這一步程序正常.接下來按下光電開關(guān)（模擬光電開關(guān)檢測到物品），觀察機(jī)械手是否下降（Y2）,如果沒有下降，說明這一步程序設(shè)計得有問題，修改程序,再監(jiān)測；如果機(jī)械手下降,程序正常,繼續(xù)下一步程序檢查.壓下下降限位開關(guān)，不要松開，觀察機(jī)械手的夾緊（Y5）檢測燈

13、是否同時亮起來,如果沒有,程序錯誤，修改程序,再作檢測；如果燈同時亮了,程序正常,繼續(xù)下一步檢查.看看兩秒鐘以后機(jī)械手是否上升（機(jī)械手上升Y1檢測燈是否亮），如果燈沒有亮，說明定時器沒有起作用，檢查修改這一步程序；如果燈亮了，說明程序正常，繼續(xù)下一步的檢查.壓下上升限位開關(guān)，同時松開之前所壓的下降限位開關(guān)，觀察機(jī)械手是否左轉(zhuǎn)（機(jī)械手左轉(zhuǎn)Y3監(jiān)測燈是否亮）,如果沒有亮，說明這一步程序有問題，檢查問題然后修改；如果燈亮了，說明程序正常，繼續(xù)下一步檢查.接下來按下左轉(zhuǎn)限位開關(guān)（注：上升限位開關(guān)依然被緊壓，機(jī)械手下降才松開），觀察機(jī)械手是否下降，如果不下降，說明程序有問題，檢查程序，作相應(yīng)修改；如果機(jī)

14、械手下降（機(jī)械手下降的監(jiān)測燈亮）,松開之前壓下的上升限位開關(guān)，但左轉(zhuǎn)限位開關(guān)不能松開.按下下降限位開關(guān)，剛才機(jī)械手是否動作（機(jī)械手松開），如果動作，程序正常，不然就不正常，機(jī)械手動作以后，觀察兩秒鐘以后機(jī)械手是否上升，如果不上開，程序有問題；如果上升，松開下降BM位開關(guān)，此時左轉(zhuǎn)限位開關(guān)依然處于壓下狀態(tài).繼續(xù)下一步檢查.按下上升限位開關(guān)，觀察傳送帶B是否動作，以及機(jī)械手是否同時右轉(zhuǎn)（Y4）,如果同時動作，什么程序準(zhǔn)確，不然就有錯誤，得修改程序.然后同時松開左轉(zhuǎn)限位開關(guān)和上升限位開關(guān)，觀察傳送帶B和機(jī)械手是否同時停止動作，及傳送帶A是否動作，如果答案是：是，那程序正常，所有程序調(diào)試完成。接下來調(diào)

15、試復(fù)位開關(guān)，當(dāng)機(jī)械手傳送帶在運(yùn)作中的時候，按下停止按鈕，看看能不能復(fù)位，如果可以，什么復(fù)位正常，程序準(zhǔn)確，如果不能，就應(yīng)該找出問題并且修改程序了。2.2.2 調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法調(diào)試過程中，由于好多按鍵是配合使用的，使用經(jīng)常會出問題，對程序的設(shè)計要求比較高，有時候好難顧及到多個方面，例如：機(jī)械手還沒有上升的時候，下降限位開關(guān)必須被壓下，機(jī)械手還沒有左轉(zhuǎn)的時候，右轉(zhuǎn)限位就必須一直被按著，雖然只是簡簡單單的描述，但真正到了編程的時候，要求就比較高了，好多時候，在顧及到機(jī)械手右轉(zhuǎn)的同時，傳送帶B沒有動作；或者在松開上升限位和左轉(zhuǎn)限位的時候，傳送帶B和機(jī)械手右轉(zhuǎn)還是動作的.解決方式也是有好多的，

16、最好用的就是一邊調(diào)試一邊修改程序，最終完成程序的編寫.2.2.3 結(jié)果分析通過運(yùn)行自己設(shè)計的正確程序，可以實現(xiàn)用機(jī)械手將物品從傳送帶A移到傳送帶B,整個過程通過手動結(jié)合程序控制，PLC控制的機(jī)械手傳送帶系統(tǒng)比較大的優(yōu)點(diǎn)就是容易作出相應(yīng)的修改，從而適應(yīng)不同的場合，而且控制比較簡單明了。機(jī)械手的上升、下降、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、夾緊、放松動作分別由電磁閥控制液壓傳動系統(tǒng)工作，并用限位開關(guān)及光電開關(guān)檢測機(jī)械手動作的狀態(tài)和物品的位置。傳送帶A、B均由三相鼠籠型異步電動機(jī)驅(qū)動。3、機(jī)構(gòu)分析與計算3.1 機(jī)械手總體設(shè)計3.1.1 機(jī)械手基本形式的選擇常見的工業(yè)機(jī)械手根據(jù)手臂的動作形態(tài)，按坐標(biāo)形式大致可以分為以下4種

17、：（1）直角坐標(biāo)型機(jī)械手；（2）圓柱坐標(biāo)型機(jī)械手；（3）球坐標(biāo)（極坐標(biāo)）型機(jī)械手；（4）多關(guān)節(jié)型機(jī)機(jī)械手。其中圓柱坐標(biāo)型機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡單緊湊，定位精度較高，占地面積小，因此本設(shè)計采用圓柱坐標(biāo)型。3.1.2 機(jī)械手的主要部件及運(yùn)動在圓柱坐在圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手的基本方案選定后，根據(jù)設(shè)計任務(wù)，為了滿足設(shè)計要求，本設(shè)計關(guān)于機(jī)械手具有5個自由度既：手抓張合；手部回轉(zhuǎn)；手臂伸縮；手臂回轉(zhuǎn)；手臂升降5個主要運(yùn)動。本設(shè)1t機(jī)械手主要由4個大部件和5個液壓缸組成：（1）手部，采用一個直線液壓缸，通過機(jī)構(gòu)運(yùn)動實現(xiàn)手抓的張合；（2）腕部，采用一個回轉(zhuǎn)液壓缸實現(xiàn)手部回轉(zhuǎn)180。；（3）臂部，采用直線缸來實現(xiàn)手臂平動50m

18、m（4）機(jī)身，采用一個直線缸和一個回轉(zhuǎn)缸來實現(xiàn)手臂升降和回轉(zhuǎn)。3.1.3 驅(qū)動機(jī)構(gòu)的選擇驅(qū)動機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械手的重要組成部分，工業(yè)機(jī)械手的性能價格比在很大程度上取決于驅(qū)動方案及其裝置。根據(jù)動力源的不同，工業(yè)機(jī)械手的驅(qū)動機(jī)構(gòu)大致可分為液壓、氣動、電動和機(jī)械驅(qū)動等四類。采用液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動機(jī)械手，結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、控制方便，驅(qū)動力大等優(yōu)點(diǎn)。因此，機(jī)械手的驅(qū)動方案選擇液壓驅(qū)動。3.1.4 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表一、用途：搬運(yùn)：用于車間搬運(yùn)二、設(shè)計技術(shù)參數(shù)：1、抓重:6Kg（夾持式手部）2、自由度數(shù)：5個自由3、座標(biāo)型式：圓柱座標(biāo)4、最大工作半徑：60mm5、手臂最大中心高：100mm3.2 機(jī)身的

19、總體設(shè)計按照設(shè)計要求，機(jī)械手要實現(xiàn)手臂1800的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，實現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動機(jī)構(gòu)一般設(shè)計在機(jī)身處。為了設(shè)計出合理的運(yùn)動機(jī)構(gòu)，就要綜合考慮，分析。機(jī)身承載著手臂，做回轉(zhuǎn)，升降運(yùn)動，是機(jī)械手的重要組成部分。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)。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是能承受較大偏重力矩。其缺點(diǎn)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動傳動路線長，花鍵軸的變形對回轉(zhuǎn)精度的影響較大。(2) 回轉(zhuǎn)缸置于升降之上的結(jié)構(gòu)。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。但回轉(zhuǎn)缸與臂部一起升降，運(yùn)動部件較大。(3) 活塞缸和齒條齒輪機(jī)構(gòu)。手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動是通過齒條齒輪機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)：齒條的往復(fù)運(yùn)動帶動與手臂連接的齒輪作往復(fù)回轉(zhuǎn)，從而使手臂

20、左右擺動。分析：經(jīng)過綜合考慮，本設(shè)計選用回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的結(jié)構(gòu)。本設(shè)計機(jī)身包括兩個運(yùn)動，機(jī)身的回轉(zhuǎn)和升降。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)。手臂部件與回轉(zhuǎn)缸的上端蓋連接，回轉(zhuǎn)缸的動片與缸體連接，由缸體帶動手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動?；剞D(zhuǎn)缸的轉(zhuǎn)軸與升降缸的活塞桿是一體的?；钊麠U采用空心，內(nèi)裝一花鍵套與花鍵軸配合，活塞升降由花鍵軸導(dǎo)向?；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。這樣就固定了花鍵軸，也就通過花鍵軸固定了活塞桿。這種結(jié)構(gòu)是導(dǎo)向桿在內(nèi)部，結(jié)構(gòu)緊湊。具體結(jié)構(gòu)見下圖。驅(qū)動機(jī)構(gòu)是液壓驅(qū)動，回轉(zhuǎn)缸通過兩個油孔，一個進(jìn)油孔，一個排油孔，分別通向回轉(zhuǎn)葉片的兩側(cè)來實現(xiàn)葉片回轉(zhuǎn)

21、?；剞D(zhuǎn)角度一般靠機(jī)械擋塊來決定，對于本設(shè)計就是考慮兩個葉片之間可以轉(zhuǎn)動的角度，為滿足設(shè)計要求，設(shè)計中動片和靜片之間可以回轉(zhuǎn)180°4、關(guān)鍵部件設(shè)計與校核4.1 機(jī)械手手抓的設(shè)計計算4.1.1 選擇手抓的類型及夾緊裝置本設(shè)計是設(shè)計平動搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計，考慮到所要達(dá)到的原始參數(shù)：手抓張合角'=60°,夾取重量為6Kg。常用的工業(yè)機(jī)械手手部，按握持工件的原理，分為夾持和吸附兩大類。吸附式常用于抓取工件表面平整、面積較大的板狀物體，不適合用于本方案。本設(shè)計機(jī)械手采用夾持式手指，夾持式機(jī)械手按運(yùn)動形式可分為回轉(zhuǎn)型和平移型。平移型手指的張開閉合靠手指的平行移動，這種手指結(jié)構(gòu)簡單

22、，適于夾持平板方料，且工件徑向尺寸的變化不影響其軸心的位置，其理論夾持誤差零。若采用典型的平移型手指，驅(qū)動力需加在手指移動方向上，這樣會使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜且體積龐大。顯然是不合適的，因此不選擇這種類型。通過綜合考慮，本設(shè)計選擇二指回轉(zhuǎn)型手抓，采用滑槽杠桿這種結(jié)構(gòu)方式。夾緊裝置選擇常開式夾緊裝置，它在彈簧的作用下機(jī)械手手抓閉和，在壓力油作用下，彈簧被壓縮，從而機(jī)械手手指張開。4.1.2 手抓的力學(xué)分析卜面對其基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析：滑槽杠桿圖3.1(a)為常見的滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)。(a)(b)圖3.1滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)、受力分析1手指2銷軸3杠桿在杠桿3的作用下，銷軸2向上的拉力為F,并通過銷軸中心O

23、點(diǎn)，兩手指1的滑槽對銷軸的反作用力為Fi和F2,其力的方向垂直于滑槽的中心線001和002并指向0點(diǎn)，交Fl和F2的延長線于A及B。由'Fx=0得F1=F2yF曰fFi-FiJFy=0得F1=F2c0sa由MM01(F)=0得F1'=FNhab2i-h=F=_cosffncos二a式中a手指的回轉(zhuǎn)支點(diǎn)到對稱中心的距離(mm；1a工件被夾緊時手指的滑槽a=300-40°。方向與兩回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的夾角。由分析可知，當(dāng)驅(qū)動力F一定時，角增大，則握力風(fēng)也隨之增大，但6角過大會導(dǎo)致拉桿行程過大，以及手部結(jié)構(gòu)增大，因此最好4.1.3機(jī)械手手抓夾持精度的分析計算機(jī)械手的精度設(shè)計要求工件定

24、位準(zhǔn)確，抓取精度高，重復(fù)定位精度和運(yùn)動穩(wěn)定性好并有足夠的抓取能力。機(jī)械手能否準(zhǔn)確夾持工件，把工件送到指定位置，不僅取決于機(jī)械手的定位精度（由臂部和腕部等運(yùn)動部件來決定），而且也于機(jī)械手夾持誤差大小有關(guān)。特別是在多品種的中、小批量生產(chǎn)中，為了適應(yīng)工件尺寸在一定范圍內(nèi)變化，一定進(jìn)行機(jī)械手的夾持誤差。圖3.3手抓夾持誤差分析示意圖該設(shè)計以棒料來分析機(jī)械手的夾持誤差精度。機(jī)械手的夾持范圍為80mm-180mm一般夾持誤差不超過1mm分析如下：9040工件的平均半徑：Rcp=9040=65mm手指長l=100mm,取V型夾角26=120°偏轉(zhuǎn)角0按最佳偏轉(zhuǎn)角確定：1RCP160-coscos0=46lsim100sin60計算R0=lsin-cos:=100sin600cos460=60.15當(dāng)R02RMAX之RMINS時帶入有：=J2J'$2-2l%cosPa2i2+：%)一2l%cosP=0.678l2sin日J(rèn)sin日'Isin日)sin9夾持誤差滿足設(shè)計要求。5、結(jié)論本智能系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的分揀能力，可以根據(jù)物體的大小，顏色進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試從而快速的進(jìn)行調(diào)整和分揀。該系統(tǒng)具有良好的開放性能，可用來分揀材料、零件、工具等物件；為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動作的專用系統(tǒng)。適用于大批量大規(guī)模小型工件的分揀工作，然后所采用的機(jī)構(gòu)和動力驅(qū)動都是精度很