數(shù)控車床上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)說明書

1、西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目：數(shù)控車床上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) 緒論1.1機(jī)械手概述工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)(機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用1。機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。

2、機(jī)器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動(dòng)，而是綜合了人的特長和機(jī)器特長的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長時(shí)間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)各，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備。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。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為“工業(yè)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(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

3、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的引用2。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。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。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(shí)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)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。1.2機(jī)械手

4、的組成和分類1.2.1機(jī)械手的組成機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。各系統(tǒng)相互之間的關(guān)系如方框圖1.1所示?？刂葡到y(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被抓取工件執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置檢測裝置圖1.1 機(jī)械手的組成方框圖(一)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)。a. 手部即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手部。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(dòng)形式有回轉(zhuǎn)型和平移型。回轉(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡單，制造容易構(gòu)件，故應(yīng)用較廣泛平移型應(yīng)用較少，其原因是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但平移型手指夾持圓形零件時(shí)

5、，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。手指結(jié)構(gòu)取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位(是外廓或是內(nèi)孔)和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夾式和內(nèi)撐式;指數(shù)有雙指式、多指式和雙手雙指式等。 傳力機(jī)構(gòu)則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務(wù)。傳力機(jī)構(gòu)型式較常用的有:滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母多，式彈簧式和重力式等。附式手部主要由吸盤等構(gòu)成，它是靠吸附力(如吸盤內(nèi)形成負(fù)壓或產(chǎn)生電吸磁力)吸附物件，相應(yīng)的吸附式手部有負(fù)壓吸盤和電磁盤兩類。回轉(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡單。對于輕小片狀零件、光滑薄板材料等，通常用負(fù)壓吸盤吸料。造

6、成負(fù)壓的方式有氣流負(fù)壓式和真空泵式。對于導(dǎo)磁性的環(huán)類和帶孔的盤類零件，以及有網(wǎng)孔狀的板料等，通常用電磁1緒論吸盤吸料。電磁吸盤的吸力由直流電磁鐵和交流電磁鐵產(chǎn)生。用負(fù)壓吸盤和電磁吸盤吸料，其吸盤的形狀、數(shù)量、吸附力大小，根據(jù)被吸附的物件形狀、尺寸和重量大小而定。此外，根據(jù)特殊需要，手部還有勺式(如澆鑄機(jī)械手的澆包部分)、托式(如冷齒輪機(jī)床上下料機(jī)械手的手部)等型式。b. 手腕是連接手部和手臂的部件，并可用來調(diào)整被抓取物件的方位(即姿勢)。c. 手臂手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是帶動(dòng)手指去抓取物件，并按預(yù)定要求將其搬運(yùn)到指定的位置。工業(yè)機(jī)械手的手臂通常由驅(qū)動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)的部件

7、(如油缸、氣缸、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等)與驅(qū)動(dòng)源(如液壓、氣壓或電機(jī)等)相配合，以實(shí)現(xiàn)手臂的各種運(yùn)動(dòng)。手臂可能實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)如下: 手臂運(yùn)動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)基本運(yùn)動(dòng)復(fù)合運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)與回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合(即螺旋運(yùn)動(dòng))兩直線運(yùn)動(dòng)的組合(即平面運(yùn)動(dòng))回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng):如水平回轉(zhuǎn)、左右擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng):如伸縮、升降、橫移運(yùn)動(dòng)兩回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合(即空間曲面運(yùn)動(dòng))。手臂在進(jìn)行伸縮或升降運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了防止繞其軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，都需要有導(dǎo)向裝置，以保證手指按正確方向運(yùn)動(dòng)。此外，導(dǎo)向裝置還能承擔(dān)手臂所受的彎曲力矩和扭轉(zhuǎn)力矩以及手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)在啟動(dòng)、制動(dòng)瞬間產(chǎn)生的慣性力矩，使運(yùn)動(dòng)部件受力狀態(tài)簡單。導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)形式，常用的有:

8、單圓柱、雙圓柱、四圓柱和V形槽、燕尾槽等導(dǎo)向型式。d. 立柱立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和升降(或俯仰)運(yùn)動(dòng)均與立柱有密切的聯(lián)系。機(jī)械手的立柱通常為固定不動(dòng)的，但因工作需要，有時(shí)也可作橫向移動(dòng)，即稱為可移式立柱。e. 行走機(jī)構(gòu)當(dāng)工業(yè)機(jī)械手需要完成較遠(yuǎn)距離的操作，或擴(kuò)大使用范圍時(shí)，可在機(jī)座上安裝滾輪、軌道等行走機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)械手的整機(jī)運(yùn)動(dòng)。滾輪式行走機(jī)構(gòu)可分為有軌的和無軌的兩種。驅(qū)動(dòng)滾輪運(yùn)動(dòng)則應(yīng)另外增設(shè)機(jī)械傳動(dòng)裝置。f. 機(jī)座機(jī)座是機(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)均安裝于機(jī)座上，故起支撐和連接的作用。(二)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)械手執(zhí)

9、行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置，通常由動(dòng)力源、控制調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成。常用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)等四中形式。(三）控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機(jī)械手按規(guī)定的要求運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。目前工業(yè)機(jī)械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機(jī)械擋塊定位)系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并記憶人們給予機(jī)械手的指令信息(如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及時(shí)間)，同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，必要時(shí)可對機(jī)械手的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號。(四)位置檢測裝置控制機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置，并隨時(shí)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置

10、反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進(jìn)行比較，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度達(dá)到設(shè)定位置。1.2.2機(jī)械手的分類工業(yè)機(jī)械手的種類很多，關(guān)于分類的問題，目前在國內(nèi)尚無統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，在此暫按使用范圍、驅(qū)動(dòng)方式和控制系統(tǒng)等進(jìn)行分類。(一)按用途分機(jī)械手可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種:a. 專用機(jī)械手它是附屬于主機(jī)的、具有固定程序而無獨(dú)立控制系統(tǒng)的機(jī)械裝置。專用機(jī)械手具有動(dòng)作少、工作對象單一、結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠和造價(jià)低等特點(diǎn)，適用于大附屬，如自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)線的上、下料機(jī)械手和“加工中心”批量的自動(dòng)化生產(chǎn)的自動(dòng)換刀機(jī)械手。b. 通用機(jī)械手它是一種具有獨(dú)立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動(dòng)作靈

11、活多樣的機(jī)械手。通過調(diào)整可在不同場合使用，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在其性能范圍內(nèi)，其動(dòng)作程序是可變的，控制系統(tǒng)是獨(dú)立的。通用機(jī)械手的工作范圍大、定位精度高、通用性強(qiáng)，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動(dòng)化的生產(chǎn)。通用機(jī)械手按其控制定位的方式不同可分為簡易型和伺服型兩種:簡易型以“開一關(guān)”式控制定位，只能是點(diǎn)位控制:伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)， 可以點(diǎn)位控制，也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，一般的伺服型通用機(jī)械手屬于數(shù)控類型。(二)按驅(qū)動(dòng)方式分a. 液壓傳動(dòng)機(jī)械手是以液壓的壓力來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。其主要特點(diǎn)是:抓重可達(dá)幾百公斤以上、傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈敏。但對密封裝置要求嚴(yán)格，不然油的泄漏對機(jī)械手的工

12、作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。若機(jī)械手采用電液伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機(jī)械手的通用性擴(kuò)大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴(yán)格，成本高。b. 氣壓傳動(dòng)機(jī)械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。其主要特點(diǎn)是:介質(zhì)來源極為方便，輸出力小，氣動(dòng)動(dòng)作迅速，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機(jī)械手的結(jié)構(gòu)大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作3。c. 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械手即由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機(jī)構(gòu)等)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手。

13、它是一種附屬于工作主機(jī)的專用機(jī)械手，其動(dòng)力是由工作機(jī)械傳遞的。它主要特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，動(dòng)作頻率大，但結(jié)構(gòu)較大，動(dòng)作程序不可變。它常被用于工作主機(jī)的上、下料。d. 電力傳動(dòng)機(jī)械手即有特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、直線電機(jī)或功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手，因?yàn)椴恍枰虚g的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，故機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單。其中直線電機(jī)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度快和行程長，維護(hù)和使用方便。此類機(jī)械手目前還不多，但有發(fā)展前途。(三)按控制方式分a. 點(diǎn)位控制它的運(yùn)動(dòng)為空間點(diǎn)到點(diǎn)之間的移動(dòng)，只能控制運(yùn)動(dòng)過程中幾個(gè)點(diǎn)的位置，不能控制其運(yùn)動(dòng)軌跡。若欲控制的點(diǎn)數(shù)多，則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。目前使用的專用和通用工業(yè)機(jī)械手均屬于此類。b

14、. 連續(xù)軌跡控制它的運(yùn)動(dòng)軌跡為空間的任意連續(xù)曲線，其特點(diǎn)是設(shè)定點(diǎn)為無限的，整個(gè)移動(dòng)過程處于控制之下，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)和準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)，并且使用范圍廣，但電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。這類工業(yè)機(jī)械手一般采用小型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。1.3國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r國外機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個(gè)趨勢:(1) 工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機(jī)價(jià)格不斷下降，平均單機(jī)價(jià)格從91年的10.3萬美元降至97年的65萬美元。(2) 機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測系統(tǒng)三位一體化:由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī);國外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問市。(3)

15、 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化;器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu):大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。(4) 機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制;多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。(5) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機(jī)器人。(6) 當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不

16、是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機(jī)器人的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實(shí)例。(7) 機(jī)器人化機(jī)械開始興起。從94年美國開發(fā)出“虛擬軸機(jī)床”以來，這種新型裝置已成為國際研究的熱點(diǎn)之一，紛紛探索開拓其實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。我國的工業(yè)機(jī)器人從80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，在國家的支持下通過“七五”、“八五”科技攻關(guān)，目前已基本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬

17、運(yùn)等機(jī)器人;其中有130多臺套噴漆機(jī)器人在二十余家企業(yè)的近30條自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線(站)上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機(jī)器人已應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看，我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，如:可靠性低于國外產(chǎn)品:機(jī)器人應(yīng)用工用的水平和國外比還有一定的距離，如:可靠性低于國外產(chǎn)品:機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距;在應(yīng)用規(guī)模上，我國己安裝的國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人約200臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。以上原因主要是沒有形成機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前我國的機(jī)器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求，“一客戶，一次重新設(shè)計(jì)”，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期

18、長、成本也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)，對產(chǎn)品進(jìn)行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、模塊化設(shè)計(jì)，積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。我國的智能機(jī)器人和特種機(jī)器人在“863”計(jì)劃的支持下，也取得了不少成果。其中最為突出的是水下機(jī)器人，6000m水下無纜機(jī)器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還開發(fā)出直接遙控機(jī)器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機(jī)器人、爬壁機(jī)器人、管道機(jī)器人等機(jī)種:在機(jī)器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)。但是在多傳感器信息融合控制技術(shù)、遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機(jī)器人、智能裝配機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)械等的開發(fā)應(yīng)用方面則剛剛起步，與國外先進(jìn)水平差距較大，

19、需要在原有成績的基礎(chǔ)上，有重點(diǎn)地系統(tǒng)攻關(guān)，才能夠形成系統(tǒng)配套可供實(shí)用的技術(shù)和產(chǎn)品，以期在“十五”后期立于世界先進(jìn)行列之中4。1.4課題的提出及主要任務(wù)1.4.1課題的提出在當(dāng)今現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，工業(yè)現(xiàn)場的很多易燃、易爆等高危及重體力勞動(dòng)場合必將由機(jī)器人所代替。而工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的機(jī)械手，由于使用場合和工作要求的不同，其結(jié)構(gòu)型式亦各不相同，技術(shù)復(fù)雜程度也有很大差別。但它們都有類似人的手臂、手腕和手的部分動(dòng)作及功能，一般都能按照預(yù)定程序，自動(dòng)地、重復(fù)循環(huán)地進(jìn)行工作。但在機(jī)械工業(yè)中，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。

20、根據(jù)資料介紹，美國生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有75%是小批量生產(chǎn);金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三在50件以下，零件真正在機(jī)床上加工的時(shí)間僅占零件生產(chǎn)時(shí)間的5%。 從這里可看出，裝卸、搬運(yùn)等工序機(jī)械化的迫切性，而工業(yè)機(jī)械手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。如果工件的裝卸、搬運(yùn)等輔助作業(yè)，繼續(xù)由人工操作，不僅會增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)亦不能充分發(fā)揮專用設(shè)備的效能，必然會影響勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高。若采用工業(yè)機(jī)械手代替人工上、下料，則可改變上述不相適應(yīng)的情況。為此，我們把上下料機(jī)械手作為我們研究的課題。1.4.2課題的主要任務(wù)本課題將要完成的主要任務(wù)如下：(1) 為普通車床設(shè)計(jì)合理的自動(dòng)上下料裝置的機(jī)械手。(2

21、) 選取機(jī)械手的坐標(biāo)型式和自由度。(3) 設(shè)計(jì)出機(jī)械手的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括:手部、手腕、手臂和機(jī)身等結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)。2 機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案對于工業(yè)機(jī)械手的基本要求是能快速、準(zhǔn)確地拾放和搬運(yùn)物件，所以這就要求我們設(shè)計(jì)車床上下料機(jī)械手的原則是:充分分析作業(yè)對象(工件)的作業(yè)技術(shù)要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件;明確工件的結(jié)構(gòu)形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運(yùn)時(shí)的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等，從而進(jìn)一步確定對機(jī)械手結(jié)構(gòu)及運(yùn)行控制的要求；盡量選用定型的標(biāo)準(zhǔn)組件，簡化設(shè)計(jì)制造過程，兼顧通用性和專用性，并能實(shí)現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控制。本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手是普通車床上下料的機(jī)械手，此機(jī)

22、械手為雙手臂結(jié)構(gòu)，雙臂成90分布在同一平面。其用途功能：機(jī)械手的雙臂可同時(shí)升降并在水平面內(nèi)一起作90回轉(zhuǎn)動(dòng)作，其中一個(gè)手臂用于上料，另一個(gè)手臂用于下料；裝在手臂前端的手，可作夾緊或松開工件的開閉動(dòng)作。機(jī)械手工作時(shí)，通過手臂的升降、回轉(zhuǎn)和手的開閉，可完成工件上、下料的自動(dòng)循環(huán)。此機(jī)械手是一種適合于成批或中、小批生產(chǎn)的、可以改變動(dòng)作程序的自動(dòng)搬運(yùn)或操作設(shè)備，它可用于操作環(huán)境惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度大和操作單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場合。2.1工況分析數(shù)控車床上下料機(jī)械手需抓取棒類零件，負(fù)載30kg，手臂回轉(zhuǎn)角度為90，抓取零件示意圖如圖2.1所示：圖2.1機(jī)械手抓取零件示意圖西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

23、該機(jī)械手完成工作的步驟，手臂完成回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)手部完成夾持工件運(yùn)動(dòng)。整個(gè)機(jī)械手動(dòng)作順序依次為：初始位姿抓取工件手臂上升手臂旋轉(zhuǎn)松開工件手臂轉(zhuǎn)回手臂下降到初始位置。2.2機(jī)械手的坐標(biāo)型式與自由度按機(jī)械手手臂的不同運(yùn)動(dòng)形式及其組合情況，其坐標(biāo)型式可分為直角坐標(biāo)式、圓柱坐標(biāo)式、球坐標(biāo)式和關(guān)節(jié)式(如圖2.2) 5。機(jī)械手的坐標(biāo)形式可分為以下幾種:(1) 直角坐標(biāo)式機(jī)械手適合于工作位置成行排列或與傳送帶配合使用的一種機(jī)械手。它的手臂可作伸縮，左右和上下移動(dòng)，按直角坐標(biāo)形式X，Y，Z 三個(gè)方向的直線進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，其工作范圍可以是一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)，二個(gè)直線運(yùn)動(dòng)或三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)。如在X，Y，Z 三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)方向上各具有

24、A，B，C 三個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即構(gòu)成六個(gè)自由度。但在實(shí)際上是很少有的。它的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量大，節(jié)拍短，能滿足高速的要求，容易與生產(chǎn)線上的傳動(dòng)帶和加工裝配機(jī)械相配合，適于裝箱類，多工序復(fù)雜的工作，定位容易變更，定位精度高，可達(dá)到0.5 毫米以下，載重發(fā)生變化時(shí)不會影響精度，易于實(shí)行數(shù)控，可與開環(huán)或閉環(huán)數(shù)控機(jī)械配合使用。缺點(diǎn)是這種機(jī)械手作業(yè)范圍較小。(2) 圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手是應(yīng)用最多的一種型失，適用于搬運(yùn)和測量工件，具有直觀性好，結(jié)構(gòu)簡單，本體占用的空間較小，而動(dòng)作范圍較大等優(yōu)點(diǎn)。圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手有X，Y，三個(gè)運(yùn)動(dòng)組成。它的工作范圍可分為：一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)；二個(gè)直線運(yùn)動(dòng)加一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。(3) 球坐

25、標(biāo)式機(jī)械手是一種自由度較多，用途較廣的機(jī)械手，是由X，三個(gè)方面的運(yùn)動(dòng)組成。球坐標(biāo)式機(jī)械手的工作范圍包括：一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，二個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和二個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)加一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)。球坐標(biāo)式機(jī)械手的特征是將手臂裝在樞軸上，樞軸又裝在叉形架上，能在垂直面內(nèi)作圓弧上下俯仰運(yùn)動(dòng)。(4)關(guān)節(jié)式機(jī)械手是一種適用于靠近機(jī)體操作的傳動(dòng)型式。關(guān)節(jié)式機(jī)械手有大臂和小臂的擺動(dòng)，以及肘關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)?？勺鲙讉€(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，工作范圍大，動(dòng)作靈活，通用性強(qiáng)，但定位精度差，控制裝置復(fù)雜。由于本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手在上下料時(shí)手臂具有升降，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和夾持，所以相應(yīng)的機(jī)械手具有三個(gè)自由度。而支撐整體機(jī)械手裝置的機(jī)身由燕尾槽導(dǎo)軌帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)整體機(jī)械手裝置的左

26、右移動(dòng)或行走，不在本設(shè)計(jì)考慮之內(nèi)。因此，機(jī)械手的坐標(biāo)型式采用圓柱坐標(biāo)，相應(yīng)的機(jī)械手共有三個(gè)自由度。圖2.2 四種機(jī)器人坐標(biāo)形式2.3機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手是車床上下料的機(jī)械手。因?yàn)閵A緊的工件是棒料，所以采用夾緊機(jī)械手爪，常用的外卡式兩指鉗爪，如下圖2.3所示，其夾緊方式用彈簧夾緊，松開時(shí)，用單作用式液壓缸6。此種結(jié)構(gòu)較為簡單，制造方便。圖2.3 夾緊機(jī)械手爪2.4機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)（包括要做的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)），給出了機(jī)械手末端執(zhí)行器在其工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置，而安裝在機(jī)械手臂末端的手腕，則給了機(jī)械手末端執(zhí)行器在其工作空間中的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。機(jī)械手腕是機(jī)械手操作機(jī)的最末端

27、，他與機(jī)械手臂配合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)安裝在手腕上的末端執(zhí)行器的空間運(yùn)動(dòng)軌跡與運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，完成所需的作業(yè)動(dòng)作7。在機(jī)械手腕部的設(shè)計(jì)過程中主要考慮到如下幾點(diǎn)要求：(1) 機(jī)械手腕的自由度數(shù)，應(yīng)根據(jù)作業(yè)需求來設(shè)計(jì)。機(jī)械手腕自由度數(shù)目，多，各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)角度越大，則機(jī)械手的腕部的靈活性越高，機(jī)械手對作業(yè)的適應(yīng)能力也越強(qiáng)。但是，自由度的增加，也必然會使腕部結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，機(jī)械手的控制更困難，成本也會增加。因此，手腕的自由度數(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際作業(yè)要求來確定。在滿足作業(yè)要求的前提下，應(yīng)使自由度數(shù)目盡可能的少。一般的機(jī)械手腕部的自由度數(shù)目為2至3個(gè)，有的需要更多的自由度，而有的機(jī)械手腕部不需要自由度，僅憑手臂和腰部的運(yùn)動(dòng)就能實(shí)

28、現(xiàn)作業(yè)要求的任務(wù)。因此，具體問題具體分析，考慮機(jī)械手的多種布局，運(yùn)動(dòng)方案，選擇滿足要求的最簡單的方案。(2) 機(jī)械手腕部安裝在機(jī)械手臂的末端，在設(shè)計(jì)機(jī)械手腕時(shí)，應(yīng)盡力減少其重量和體積，結(jié)構(gòu)力求緊湊。為了減輕機(jī)械手腕部的重量，腕部的機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器采用分離傳動(dòng)。腕部驅(qū)動(dòng)器一般安裝在手臂上，而不采用直接驅(qū)動(dòng)力，并選用高強(qiáng)度的鋁合金制造。(3) 機(jī)械手腕部要與末端執(zhí)行器相連，因此，有標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)接法蘭，結(jié)構(gòu)上要便于裝卸末端執(zhí)行器。(4) 機(jī)械手腕部機(jī)構(gòu)要有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證力與運(yùn)動(dòng)的傳遞。(5) 要設(shè)有可靠的傳動(dòng)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)，以減小空回間隙，提高傳動(dòng)精度。(6) 手腕各關(guān)節(jié)軸傳動(dòng)要有限位開關(guān)，并設(shè)置硬

29、限位，防止超限造成機(jī)械損壞。考慮到機(jī)械手的通用性，同時(shí)由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)才可滿足工作的要求。因此，手腕設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)液壓缸。2.5機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)機(jī)械手手臂的作用，是在一定的載荷和一定的速度下。實(shí)現(xiàn)在機(jī)械手所要求的工作空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)8。在進(jìn)行機(jī)械手手臂設(shè)計(jì)時(shí)，要遵循下述原則：(1) 應(yīng)盡可能是機(jī)械手手臂各關(guān)節(jié)相互平行：相互垂直的軸應(yīng)該盡可能相交于一點(diǎn)，這樣可以使機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆運(yùn)算簡化，有利于機(jī)械手的控制。(2) 機(jī)械手的手臂的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)該滿足機(jī)械手工作空間的要求。工作空間的形狀和大小與機(jī)械手手臂的長度，手臂關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍有密

30、切的關(guān)系。但機(jī)械手手臂末端工作空間并沒有考慮機(jī)械手手腕的空間姿態(tài)要求，如果對機(jī)械手手腕的姿態(tài)提出具體的要求，則其手臂末端可實(shí)現(xiàn)的空間要小于上述沒有考慮手腕姿態(tài)的工作空間。(3) 為了提高機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度與控制精度，應(yīng)在保證機(jī)械手手臂有足夠的強(qiáng)度和剛度的條件下，盡可能在結(jié)構(gòu)上、材料上設(shè)法減輕手臂的重量。力求選用高強(qiáng)度的輕質(zhì)材料。通常選用高強(qiáng)度鋁合金制造機(jī)械手手臂。目前，在國外，也在研究用碳纖維復(fù)合材料制造機(jī)械手手臂。碳纖維復(fù)合材料剛拉強(qiáng)度高，抗振性好，比重?。ㄆ浔戎叵喈?dāng)于鋼的1/4，相當(dāng)于鋁合金的2/3），但是，其價(jià)格昂貴，且在性能穩(wěn)定性及制造復(fù)雜形狀工件的工藝上尚存在問題，故還未能在生產(chǎn)實(shí)際中

31、推廣應(yīng)用。目前比較有效的辦法是用有限元法進(jìn)行機(jī)械手手臂結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在保證所需強(qiáng)度與剛度的情況下，減輕機(jī)械手手臂的重量。(4) 機(jī)械手各關(guān)節(jié)的軸承間隙要盡可能小，以減小機(jī)械間隙所造成的運(yùn)動(dòng)誤差。因此，各關(guān)節(jié)都應(yīng)有工作可靠、便于調(diào)整的軸承間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。(5) 機(jī)械手的手臂相對于其關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)軸應(yīng)盡可能在重量上平衡，這對減小電機(jī)負(fù)載和提高機(jī)械手手臂運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)速度是非常有利的。在設(shè)計(jì)機(jī)械手的手臂時(shí)，應(yīng)盡可能利用在機(jī)械手上安裝的機(jī)電元器件與裝置的重量來減小機(jī)械手手臂的不平衡重量，必要時(shí)還要設(shè)計(jì)平衡機(jī)構(gòu)來平衡手臂殘余的不平衡重量。(6) 機(jī)械手手臂在結(jié)構(gòu)上要考慮各關(guān)節(jié)的限位開關(guān)和具有一定緩沖能力的機(jī)械限位

32、塊，以及驅(qū)動(dòng)裝置，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及其它元件的安裝9。按照抓取工件的要求，本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手的手臂有兩個(gè)自由度，即手臂的左右回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)。手臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)是通過立柱來實(shí)現(xiàn)的。手臂的各種運(yùn)動(dòng)則是由液壓缸來實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)部分采用齒條活塞雙作用油缸如圖2.4。圖2.4齒條活塞雙作用油缸2.6機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)機(jī)械手驅(qū)動(dòng)方式主要有三種10。：a氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式 這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是用電磁閥來控制手抓的運(yùn)動(dòng)方向，用氣流調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)其運(yùn)動(dòng)速度。由于氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)價(jià)格較低，多以氣動(dòng)夾持器在工業(yè)應(yīng)用中較為普遍。另外，由于氣體的可壓縮性，使氣動(dòng)手抓的抓取具有一定的柔順性，這一點(diǎn)是抓取動(dòng)作十分需要的。b. 電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式 電

33、動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式應(yīng)用也較為廣泛。一般采用直流伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)，并需要減速器以獲得足夠大的驅(qū)動(dòng)力和力矩。但是電驅(qū)動(dòng)不能用于有防爆要求的條件下 ，因?yàn)殡姍C(jī)有可能產(chǎn)生火花和發(fā)熱。c. 液壓驅(qū)動(dòng)方式 液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)剛度大，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)位置控制。在整個(gè)設(shè)計(jì)中，各自由度均采用液壓驅(qū)動(dòng)，之所以用液壓驅(qū)動(dòng)，是因?yàn)橐簤候?qū)動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 調(diào)速范圍較大，而且還可以無級調(diào)速，易于適應(yīng)不同工作要求；(2) 液壓技術(shù)容易達(dá)到較高的單位面積壓力，即驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩大；(3) 由于液壓機(jī)構(gòu)一般重量比較輕，因而具有慣性小的特點(diǎn)，故而它的速度反應(yīng)性比較好；(4) 傳動(dòng)平穩(wěn)，能吸收沖擊力可以較平穩(wěn)地實(shí)現(xiàn)頻繁轉(zhuǎn)向；(5) 定位精

34、度高；(6) 液壓裝置采用油液做介質(zhì)，具有防銹性和自潤滑作用，可以提高機(jī)械效率，增加所有壽命；但液壓系統(tǒng)也有一些不利因素：(1) 液壓泄露難以克服要求液壓元件有較高的精度要求，這樣將提高生產(chǎn)成本；(2) 油液中如果混有氣體，將降低傳動(dòng)機(jī)構(gòu)剛度，影響定位精度，產(chǎn)生爬行；(3) 油液的黏度會因溫度的變化而變化，影響工作性能和傳動(dòng)性能，高溫時(shí)會引起燃燒和爆炸；正因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)有以上優(yōu)點(diǎn)，故本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手采用液壓驅(qū)動(dòng)。 2.7機(jī)械手的主要參數(shù)機(jī)械手的主要參數(shù)，是說明機(jī)械手規(guī)格和性能的具體指標(biāo)，一般包括兩部分11：(1) 主參數(shù)機(jī)械手的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù)，而此次設(shè)計(jì)的該機(jī)械手的抓重30 kg,升降

35、行程300mm，最大回轉(zhuǎn)角度90。(2) 基本參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)械手主要的基本參數(shù)。操作節(jié)拍對機(jī)械手速度提出了要求，設(shè)計(jì)速度過低限制了它的使用范圍。而影響機(jī)械手動(dòng)作快慢的主要因素是手臂升降及回轉(zhuǎn)的速度。除了運(yùn)動(dòng)速度以外，手臂設(shè)計(jì)的基本參數(shù)還有回轉(zhuǎn)行程、升降行程和定位精度。而大部分機(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。過大的回轉(zhuǎn)行程，必然帶來偏轉(zhuǎn)距增大而剛性降低。在這種情況下宜采用自動(dòng)傳送裝置為好。根據(jù)統(tǒng)計(jì)和比較，該機(jī)械手手臂的回轉(zhuǎn)行程范圍定為600 mm。2.8機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表（一）用途:該機(jī)械手適用于普通車床的上下料。（二）設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù):a.抓重30公斤(夾持式手部)b.

36、自由度數(shù)3個(gè)自由度c. 坐標(biāo)型式圓柱坐標(biāo)型式d. 手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)升降行程300mm回轉(zhuǎn)角度900 e. 手指夾持對象棒料f. 傳動(dòng)方式液壓傳動(dòng)3 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手是車床上下料的機(jī)械手。因?yàn)閵A緊的工件是棒料，所以采用夾持式手部結(jié)構(gòu)，常用的外卡式兩指鉗爪，其夾緊方式用彈簧夾緊，松開時(shí)，采用單作用式液壓缸。此種結(jié)構(gòu)較為簡單，制造方便。3.1夾持式手部結(jié)構(gòu) 夾持式手部結(jié)構(gòu)由手指(或手爪)和傳力機(jī)構(gòu)所組成。其傳力結(jié)構(gòu)形式比較多，如滑槽杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、彈簧杠桿式等。3.2手指的形狀和分類夾持式是最常見的一種，其中常用的有兩指式、多指式和雙手雙指式:按手指夾持工件的部位又可分為內(nèi)卡

37、式(或內(nèi)漲式)和外夾式兩種:按模仿人手手指的動(dòng)作，手指可分為一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型，二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型和移動(dòng)型(或稱直進(jìn)型)，其中以二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型為基本型式。當(dāng)二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的兩個(gè)回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的距離縮小到無窮小時(shí)，就變成了一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指;同理，當(dāng)二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的手指長度變成無窮長時(shí)，就成為移動(dòng)型?；剞D(zhuǎn)型手指開閉角較小，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，應(yīng)用廣泛。移動(dòng)型應(yīng)用較少，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜龐大，當(dāng)移動(dòng)型手指夾持直徑變化的零件時(shí)不影響其軸心的位置，能適應(yīng)不同直徑的工件12。3.3設(shè)計(jì)時(shí)考慮的幾個(gè)問題(一) 具有足夠的握力(即夾緊力)在確定手指的握力時(shí)，除考慮工件重量外，還應(yīng)考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)，以保證

38、工件不致產(chǎn)生松動(dòng)或脫落。(二) 手指間應(yīng)具有一定的開閉角兩手指張開與閉合的兩個(gè)極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。手指的開閉角應(yīng)保證工件能順利進(jìn)入或脫開，若夾持不同直徑的工件，應(yīng)按最大直徑的工件考慮。對于移動(dòng)型手指只有開閉幅度的要求。(三) 保證工件準(zhǔn)確定位為使手指和被夾持工件保持準(zhǔn)確的相對位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應(yīng)的手指形狀。例如圓柱形工件采用帶“V”形面的手指，以便自動(dòng)定心。(四) 具有足夠的強(qiáng)度和剛度西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）手指除受到被夾持工件的反作用力外，還受到機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)的影響，要求有足夠的強(qiáng)度和剛度以防折斷或彎曲變形，當(dāng)應(yīng)

39、盡量使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉(zhuǎn)軸線上，以使手腕的扭轉(zhuǎn)力矩最小為佳。(五) 考慮被抓取對象的要求根據(jù)機(jī)械手的工作需要，通過比較，我們采用的機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)是雙支點(diǎn)兩指回轉(zhuǎn)型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設(shè)計(jì)成V型。3.4手部夾緊液壓缸的設(shè)計(jì)(一) 運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)形式的分析手臂通過液壓缸的升降運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)活塞的上下運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)手指的夾緊與松開，從而實(shí)現(xiàn)對被抓取工件的抓取和放下。(二) 手部驅(qū)動(dòng)力計(jì)算手指加在工件上的內(nèi)撐力，是設(shè)計(jì)手部的主要依據(jù)，必須對其大小，方向和作用點(diǎn)進(jìn)行分析，計(jì)算，一般來說，夾緊力必須克服工件重力所產(chǎn)生的靜栽荷以及工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化所產(chǎn)生的載荷，以使工件保持可靠的

40、狀態(tài)13。 （3.1）式中 安全系數(shù)。通常取1.2-2.0 工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響，可近似按下式進(jìn)行計(jì)算 （3.2）其中 a運(yùn)載工件時(shí)重力方向的最大上升加速度 g重力加速度， （3.3）運(yùn)載工件時(shí)重力方向的最大上升速度系統(tǒng)達(dá)到最高速度的時(shí)間，根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)選擇。一般取0.030.6s方位系數(shù)，根據(jù)手指與工件形狀以及工件位置不同進(jìn)行選擇G被抓取。工件受重力(N)(三) 計(jì)算步驟（1）本次設(shè)計(jì)的車床上下料機(jī)械手要求抓取工件的重量為30千克，所設(shè)計(jì)的機(jī)械手手指采用了內(nèi)撐式機(jī)械手。所以本次設(shè)計(jì)的車床上下料機(jī)械手按設(shè)計(jì)要求可抓重30千克。 根據(jù)公式 (3.4) （2）首先根據(jù)對機(jī)械手的工藝設(shè)計(jì)

41、要求確定安全系數(shù);然后計(jì)算出最大加速度，確定工作情況系數(shù),最后根據(jù)手抓夾持方位從表中查出方位系數(shù)求出夾緊力（3）根據(jù)手抓的結(jié)構(gòu)方案，由表中查出驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算公式，求出液壓缸應(yīng)具有的驅(qū)動(dòng)力。（4）實(shí)際所采取的液壓缸驅(qū)動(dòng)要大于?？紤]手抓的機(jī)械效率，一般取。設(shè)取安全系數(shù)取工作情況系數(shù)式中： 為最大緩沖加速度，,為重力加速度取方位系數(shù)所以所以驅(qū)動(dòng)力考慮到手在工作過程中有慣性力、震動(dòng)以及傳動(dòng)效率的影響，其實(shí)驅(qū)動(dòng)力按下式計(jì)算： 式中： 為手部機(jī)械效率，一般取，在這里取所以所以夾持工件時(shí)所需夾緊液壓缸的驅(qū)動(dòng)力為。（5）確定液壓缸的直徑 (3.5)選取活桿直徑,壓力油工作壓力Pa 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列（JB826

42、-66）選取液壓缸內(nèi)徑為：則活塞桿直徑為： (四) 壁厚的設(shè)計(jì)缸筒直接承受液壓油壓力，必須有一定厚度。一般液壓缸缸筒壁厚與內(nèi)徑比小或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計(jì)算: (3.6)式中:缸筒壁厚 液壓缸內(nèi)徑實(shí)驗(yàn)壓力，取 材料為:ZL3, 代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為:取，則液壓缸外徑為: (五) 活塞桿材料活塞桿的加工要求：活塞桿表面需渡硬鉻，防腐要求特別高的則要求先渡一層軟鉻，渡后在渡硬鉻拋光。在惡劣的，腐蝕性較強(qiáng)的工作環(huán)境中，活塞桿應(yīng)噴涂一種陶瓷涂層?；钊麠U外徑公差直線度、表面粗糙度為活塞桿外徑的圓柱度公差值，應(yīng)該按8級精度選取。(六) 安裝導(dǎo)向環(huán)的作用安裝在活塞外圓的導(dǎo)向環(huán)，具有精確的導(dǎo)向

43、作用，并可以吸收活塞桿運(yùn)動(dòng)時(shí)隨時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向力。帶導(dǎo)向環(huán)的活塞，在缸筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)非金屬接觸，因此，摩擦系數(shù)小，啟動(dòng)時(shí)無爬行。安裝導(dǎo)向環(huán)后可以改善活塞與缸筒的同軸度，使間隙均勻，減少泄露。導(dǎo)向環(huán)采用耐磨材料，適用壽命長，磨損后便于更換。本次設(shè)計(jì)中依靠螺釘導(dǎo)向。(七) 緩沖裝置液壓缸的行程終端緩沖裝置可以使帶著負(fù)載的活塞在到達(dá)行程終端時(shí)減速到零。目的使消除因活塞的慣性力和液壓力所造成的活塞與端蓋機(jī)械撞擊，同時(shí)也是為了將低在改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)液體發(fā)出的噪聲。 緩沖裝置的工作原理是當(dāng)活塞桿到達(dá)行程終端之前的一段距離內(nèi)，設(shè)法把排油腔內(nèi)的一部分或全部封閉起來，使其通過節(jié)流小孔排出，從而使封閉的油液產(chǎn)生適當(dāng)?shù)木彌_壓

44、力作用，與活塞的慣性力相對抗。以達(dá)到減速制動(dòng)的目的。緩沖裝置的結(jié)構(gòu)形式，可以根據(jù)節(jié)流小孔的流通面積，在緩沖過程中能否自動(dòng)改變來分類，通?？梢苑譃楹愎?jié)流型和變節(jié)流型。由于本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)座卸料機(jī)械手采用的是液壓系統(tǒng)，還可以依靠單向閥來實(shí)現(xiàn)緩沖的目的。安裝了緩沖裝置可以預(yù)防產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊，這樣可以起到保護(hù)工件的目的14。(八) 手部設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題手部設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意到更換壓盤的問題，為了擴(kuò)大電動(dòng)機(jī)座加工自動(dòng)線卸料手的通用性，來滿足電動(dòng)機(jī)座生產(chǎn)線更換加工對象的要求，當(dāng)更換了加工對象時(shí)可以更換壓盤來實(shí)現(xiàn)。手指部的彈簧應(yīng)處于自然狀態(tài)，這樣才能保證在手指松開工件時(shí)手指能夠完全縮回。這樣可以保證下次抓取工

45、件時(shí)，手部結(jié)構(gòu)深入工件時(shí)手指不碰撞工件，起到保護(hù)工件的作用。手部結(jié)構(gòu)采用的是液壓驅(qū)動(dòng)，依靠液壓驅(qū)動(dòng)和彈簧來實(shí)現(xiàn)手部的夾緊與放松。4 手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手臂是機(jī)械手的主要執(zhí)行部件，它的主要作用是支承手部和腕部，也包括工件，并帶動(dòng)它們做空間運(yùn)動(dòng)。小臂的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為單作用油缸，并采用無縫鋼管導(dǎo)向，用鋼板作支撐板，這樣的結(jié)構(gòu)大大地提高了臂部的支撐剛度，也減輕了臂部的自重，而且空心的導(dǎo)向管還可以布置油路，這種結(jié)構(gòu)使臂部的整體結(jié)構(gòu)變得更簡單緊湊。按照抓取工件的要求，本此設(shè)計(jì)的機(jī)械手的手臂有兩個(gè)自由度，即手臂的左右回轉(zhuǎn)和升降(或俯仰)運(yùn)動(dòng)。手臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)是通過立柱來實(shí)現(xiàn)的立柱的橫向移動(dòng)即為手臂的橫移。手臂

46、的各種運(yùn)動(dòng)由氣缸來實(shí)現(xiàn)15。4.1對臂部設(shè)計(jì)的基本要求(1) 臂部應(yīng)支撐能力大，剛度好，重量輕(2) 臂部運(yùn)動(dòng)速度要穩(wěn)定，慣性要小(3) 手臂動(dòng)作應(yīng)靈活(4) 位置精度要求高4.2手臂升降部分4.2.1手臂升降部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手臂的升降是直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)采用的是液壓驅(qū)動(dòng)的活塞液壓缸。由于活塞液壓缸的體積小、重量輕，驅(qū)動(dòng)力大，同樣的工作面積，液壓缸的驅(qū)動(dòng)力比其他驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力大的多，并且液壓具有自潤滑的作用。因而在機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)中應(yīng)用比較多。同時(shí) ， 液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手手臂在進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了防止手臂繞軸線發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂的剛性，

47、在設(shè)計(jì)手臂結(jié)構(gòu)時(shí)，必須采用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向裝置。它應(yīng)根據(jù)手臂的安裝形式，具體的結(jié)構(gòu)和抓取重量等因素加以確定，同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局上應(yīng)盡量減少運(yùn)動(dòng)部件的重量和減少手臂對回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。在本機(jī)械手中，采用的是單導(dǎo)向桿作為導(dǎo)向裝置，它可以增加手臂的剛性和導(dǎo)向性。該機(jī)械手將其工作過程描述如下:為了實(shí)現(xiàn)手臂的升降動(dòng)作，手臂通過升降液壓缸的上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)活塞桿上下運(yùn)動(dòng)。手臂帶動(dòng)手爪上下運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工件西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的上升和下降。4.2.2升降液壓缸的設(shè)計(jì)(一) 驅(qū)動(dòng)力計(jì)算根據(jù)手臂升降運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力公式 ，其中，由于手臂運(yùn)動(dòng)從靜止開始，所以, 摩擦系數(shù):設(shè)計(jì)液壓缸材料為45鋼，活塞

48、材料為45鋼，查有關(guān)手冊可知.質(zhì)量計(jì)算:手臂升降部分主要由升降液壓缸、元件組成。，可估其質(zhì)量，同時(shí)測量設(shè)計(jì)的有關(guān)尺寸，得知升降部分夾緊物體時(shí)其質(zhì)量為，放松物件后其質(zhì)量為.接觸面積: 則夾料時(shí)： （4.1） 考慮安全因素，應(yīng)乘以安全系數(shù)則夾持工件時(shí)：卸下工件時(shí)： (二) 液壓缸的直徑根據(jù)液壓缸的計(jì)算公式: （4.2） 其中: 活塞桿伸出時(shí)的推力，活塞桿縮入時(shí)的拉力，活塞直徑，液壓缸工作壓力，代入有關(guān)數(shù)據(jù)得:當(dāng)推力做功時(shí): （4.3） = 當(dāng)拉力做功時(shí): （4.4） 圓整后，取液壓缸的內(nèi)徑 (三) 活塞桿直徑的計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)要求,此活塞桿為空心活塞桿，活塞桿的尺寸要滿足活塞（或液壓缸）運(yùn)動(dòng)的要求和強(qiáng)

49、度的要求。有關(guān)臨界力公式為: 式中： 活塞桿計(jì)算長度?；钊麠U橫截面回轉(zhuǎn)半徑?；钊麠U橫截面面積。材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值，對鋼取系數(shù)，對鋼代入有關(guān)數(shù)據(jù)得： 推力負(fù)載為： （4.5）代入有關(guān)數(shù)據(jù)得： = 所以設(shè)計(jì)符合要求。根據(jù)：取得活塞桿直徑：(四) 活塞桿材料 活塞桿常用材料有35，45號鋼等，本次設(shè)計(jì)得活塞桿材料為45號鋼。(五) 安裝導(dǎo)向環(huán)的作用安裝在活塞外圓的導(dǎo)向環(huán)，具有精確的導(dǎo)向作用，并可以吸收活塞桿運(yùn)動(dòng)時(shí)隨時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向力。帶導(dǎo)向環(huán)的活塞，在缸筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)非金屬接觸，因此，摩擦系數(shù)小，啟動(dòng)時(shí)無爬行。安裝導(dǎo)向環(huán)后可以改善活塞與缸筒的同軸度，使間隙均勻，減少泄露。導(dǎo)向環(huán)采用耐磨材料，適用壽命長，磨損后便

50、于更換。(六) 緩沖裝置、液壓缸的行程終端緩沖裝置可以使帶著負(fù)載的活塞在到達(dá)行程終端時(shí)減速到零。目的使消除因活塞的慣性力和液壓力所造成的活塞與端蓋機(jī)械撞擊，同時(shí)也是為了將低在改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)液體發(fā)出的噪聲。緩沖裝置的工作原理是當(dāng)活塞桿到達(dá)行程終端之前的一段距離內(nèi)，設(shè)法把排油腔內(nèi)的一部分或全部封閉起來，使其通過節(jié)流小孔排出，從而使封閉的油液產(chǎn)生適當(dāng)?shù)木彌_壓力作用，與活塞的慣性力相對抗。以達(dá)到減速制動(dòng)的目的。緩沖裝置的結(jié)構(gòu)形式，可以根據(jù)節(jié)流小孔的流通面積，在緩沖過程中能否自動(dòng)改變來分類，通常可以分為恒節(jié)流型和變節(jié)。緩沖裝置的工作原理是當(dāng)活塞桿到達(dá)行程終端之前的一段距離內(nèi)，設(shè)法把排油腔內(nèi)的一部分或全部

51、封閉起來，使其通過節(jié)流小孔排出，從而使封閉的油液產(chǎn)生適當(dāng)?shù)木彌_壓力作用，與活塞的慣性力相對抗。4.3手臂回轉(zhuǎn)部分4.3.1手臂的運(yùn)動(dòng)要求手臂在整個(gè)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)過程中起回轉(zhuǎn)作用。當(dāng)手臂下降到一定的高度時(shí)，內(nèi)撐式手指伸出，將工具抓住，抓住工件后手臂上升，當(dāng)?shù)皆O(shè)定高度時(shí)，手臂即將做回轉(zhuǎn)動(dòng)作，回轉(zhuǎn)角度為90度。在到達(dá)預(yù)定位置后停止，手臂松開工件后反方向回轉(zhuǎn)90度，從而完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期。手臂回轉(zhuǎn)裝置要實(shí)現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)要求手臂回轉(zhuǎn)90度，本次設(shè)計(jì)的車床自動(dòng)上下料機(jī)械手的手臂在夾持工件時(shí)應(yīng)回轉(zhuǎn)90度，然后反方向回轉(zhuǎn)90度，本次設(shè)計(jì)的手臂回轉(zhuǎn)裝置采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)。采用兩級齒輪。齒條采用齒條活塞結(jié)構(gòu)，依靠雙

52、作用油缸驅(qū)動(dòng)。手臂在整個(gè)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)過程中起回轉(zhuǎn)作用。當(dāng)手臂下降到一定的高度時(shí)，內(nèi)撐式手指伸出，將工具抓住，抓住工件后手臂上升，當(dāng)?shù)皆O(shè)定高度時(shí)，手臂即將做回轉(zhuǎn)動(dòng)作，回轉(zhuǎn)角度為90度。4.3.2手臂設(shè)計(jì)計(jì)算本次設(shè)計(jì)采用的是齒條活塞雙作用油缸，通過齒輪齒條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)。液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)16。手臂回轉(zhuǎn)裝置要實(shí)現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)要求手臂回轉(zhuǎn)90度，本次設(shè)計(jì)的車床自動(dòng)上下料機(jī)械手的手臂在夾持工件時(shí)應(yīng)回轉(zhuǎn)90度，然后反方向回轉(zhuǎn)90度，本次設(shè)計(jì)的手臂回轉(zhuǎn)裝置采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)。采用兩級齒輪。齒條采用齒條活塞結(jié)構(gòu)，依靠雙作用油缸驅(qū)動(dòng)。安裝使用方便，便于維護(hù)和維修，具有自潤滑功能，液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，

53、相同工作面積液壓的驅(qū)動(dòng)力大。介質(zhì)提取和處理方便。工作介質(zhì)提取容易，處理方便，液壓油可以重復(fù)使用。可以降低成本。動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏。液壓系統(tǒng)一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的壓力和速度。液壓系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，便于自動(dòng)控制。 能源可儲存。液壓油可以儲存。因此，發(fā)生突然斷電等情況時(shí)，機(jī)器及其工藝流程不致突然中斷。 工作環(huán)境適應(yīng)性好。在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、強(qiáng)輻射、振動(dòng)等惡劣環(huán)境中，液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)比機(jī)械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越，而且不會因溫度變化影響傳動(dòng)及控制性能。成本低廉。由于液壓系統(tǒng)工作壓力較低，因此降低了液壓元、輔件的材質(zhì)和加工精度要求，制造容易，成本較低17。手臂回轉(zhuǎn)液壓缸

54、采用O型密封圈來密封，密封性能較好，對液壓缸孔的機(jī)械加工精度也易于保證。液壓油可以儲存。因此，發(fā)生突然斷電等情況時(shí)，機(jī)器及其工藝流程不致突然中斷。 工作環(huán)境適應(yīng)性好。在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、強(qiáng)輻射、振動(dòng)等惡劣環(huán)境中，液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)比機(jī)械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越，而且不會因溫度變化影響傳動(dòng)及控制性能。4.3.3齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算(一) 選擇齒輪材料小齒輪： 40Cr， 硬度大齒輪： 45鋼, 硬度(二) 確定主要參數(shù)按接觸強(qiáng)度初步確定中心距從表中選取，按齒輪對稱布置，速度中等，沖擊載荷較大，取載荷系數(shù)。按表查的，選，則，按表查的圓整取齒寬系數(shù)=0.35.齒數(shù)比為需用接觸應(yīng)力； 齒輪的傳遞力矩：

55、（4.6） （4.7）所以，中心距取初步確定模數(shù)、齒數(shù)、齒寬等幾何參數(shù)由公式 （4.8）= 取 由公式 （4.9） =(260)/3(1+3.15) =9.64 取， ， 圓整因此 實(shí)際傳動(dòng)比 齒寬 齒輪分度圓直徑 （4.10） （4.11）4.3.4齒條的設(shè)計(jì)計(jì)算國標(biāo)對齒條和齒條副規(guī)定了12個(gè)精度等級，第1級精度等級最高，第12級精度等低其中第1級和第2級的公差和偏差還沒有列出，為將來的發(fā)展方向18。本次設(shè)計(jì)的車床上下料機(jī)械手的手臂回轉(zhuǎn)采用齒條帶動(dòng)齒輪的形式，通過液壓缸驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。下料機(jī)械手的手臂回轉(zhuǎn)采用齒條帶動(dòng)齒輪的形式，通過液壓缸驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。初步確定模數(shù)、齒數(shù)、齒寬等幾何參數(shù) （4.12

56、） 取由公式得 （4.13） 取。4.3.5手臂橫梁的選取和計(jì)算橫梁選用10號T型鋼，T型鋼參數(shù)如下圖4.1所示。工件的質(zhì)量和手部的質(zhì)量比橫梁的質(zhì)量的大得多橫梁的質(zhì)量可以不考慮包括工件質(zhì)量和手部零件的質(zhì)量。設(shè)手部的質(zhì)量為工件的質(zhì)量為最大彎矩發(fā)生在截面上橫梁抗彎截面系數(shù) 圖4.1 橫梁受力最大彎矩發(fā)生在截面上橫梁的抗彎強(qiáng)度滿足要求不會發(fā)生彎曲。結(jié)論5 結(jié)論實(shí)踐證明，工業(yè)機(jī)械手可以代替人手的繁重勞動(dòng)，顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運(yùn)和長期頻繁、單調(diào)的操作，采用機(jī)械手是非常有效的。在繁重的條件下進(jìn)行的操作，更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。本課題是為普通車床配套而設(shè)計(jì)的一種自動(dòng)上下料裝置的雙手臂的機(jī)械手。本文對機(jī)械手進(jìn)行了總體方案的設(shè)計(jì)，確定了機(jī)械手的坐標(biāo)型式、三個(gè)自由度和機(jī)械手的技術(shù)參數(shù),并分別確定了該機(jī)械手的手臂的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)，雙支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手部結(jié)構(gòu)，并利用AutoCAD軟件繪制了車床上下料機(jī)械手裝配圖，手部結(jié)構(gòu)圖以及一些主要的零件圖，同時(shí)也簡要的介紹了工業(yè)機(jī)器人的概念，機(jī)械手的組成和分類，機(jī)械手的自由度和坐標(biāo)型式等基本知識。本次