新型多功能氣壓立柱式四自由度工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)含開(kāi)題及19張CAD圖

新型多功能氣壓立柱式四自由度工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)含開(kāi)題及19張CAD圖,新型,多功能,氣壓,立柱,自由度,工業(yè),機(jī)械手,設(shè)計(jì),開(kāi)題,19,cad 多功能機(jī)械手設(shè)計(jì) Multi-function manipulator design 摘 要 伴隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)水平不斷地提升，工業(yè)機(jī)械手在社會(huì)中受到了廣大人民的關(guān)注，在當(dāng)今工業(yè)自動(dòng)化強(qiáng)度逐漸提高的社會(huì)，工業(yè)機(jī)械手在被運(yùn)用在各種制造業(yè)和家居生活中，這使得機(jī)械手的數(shù)量日漸的增加。所以，對(duì)于工業(yè)機(jī)械手技術(shù)的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)也是迫在眉睫。本次論文作者就工業(yè)機(jī)械手領(lǐng)域，設(shè)計(jì)了一款新型的氣壓多功能機(jī)械手，這個(gè)機(jī)械手擁有四個(gè)自由度,采用五個(gè)氣缸完成機(jī)械手的動(dòng)作。在整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，作者先是對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)然后對(duì)結(jié)構(gòu)中的一些主要零件進(jìn)行校核，最后進(jìn)行氣壓元件校核和氣壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 此次論文的課題是個(gè)具有實(shí)用性很強(qiáng)的項(xiàng)目，它將機(jī)械設(shè)計(jì)與氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊密的結(jié)合在一起，讓我在這個(gè)過(guò)程中總結(jié)了大學(xué)四年以來(lái)所學(xué)的理論知識(shí)同時(shí)也豐富了我的設(shè)計(jì)思路。 關(guān)鍵詞：機(jī)械手；氣壓系統(tǒng)；四個(gè)自由度 42 Abstract With the modern science and technology level constantly increase, the industry manipulator by the broad masses of the people's attention in the society, in today's industrial automation intensity gradually improve society, industrial robots are used in various manufacturing and living in the life, the number of the manipulator is increased. Therefore, the development and production of industrial mechanical hand technology is extremely urgent. In this paper, the author designed a new pneumatic multi-functional manipulator in the field of industrial manipulator. The manipulator has four degrees of freedom and use five cylinders to complete the manipulator. During the whole design process, the author designed the structure and checked some major parts in the structure, and finally carried out the design of the pneumatic element checking and pneumatic system. Topic of this paper is a practical project, it will be the combination of mechanical design and pneumatic system design closely together, let me in the process, summed up the university four years learning theory knowledge but also enriched my design ideas. Key words: manipulator; Air pressure system; four degrees of freedom 目 錄 摘 要 IV Abstract V 1 引言 1 1.1選題背景及意義 1 1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1 1.2.1 世界機(jī)器人的發(fā)展 1 1.2.2我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展 2 1.2.3發(fā)展趨勢(shì) 2 1.3本設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容 4 1.3.1機(jī)械結(jié)構(gòu)部分 4 1.3.2機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式 5 2機(jī)械手的總體設(shè)計(jì) 6 2.1機(jī)械手的組成 6 2.2機(jī)械手的設(shè)計(jì) 6 2.2.1設(shè)計(jì)要求 6 2.2.2總體設(shè)計(jì)任務(wù) 6 2.2.3總體方案擬定 7 3 機(jī)械手各部件的載荷計(jì)算及校核 9 3.1 設(shè)計(jì)要求分析 9 3.2手指夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9 3.3軸的設(shè)計(jì)： 11 3.3.1前臂回轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度初選尺寸及校核 12 3.3.2前臂桿空心圓桿載荷的計(jì)算及校核 15 3.3.3升降臂桿回轉(zhuǎn)軸的尺寸選擇及校核 18 3.3.4升降臂桿重要心軸尺寸選擇及校核 19 4機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 4.1俯仰氣缸設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 23 4.1.1氣缸內(nèi)徑的確定 23 4.1.2活塞桿直徑的確定 24 4.1.3缸筒長(zhǎng)度的確定 24 4.1.4氣缸筒的壁厚的確定 25 4.1.5氣缸耗氣量的計(jì)算 26 4.1.6氣缸進(jìn)排氣口直徑的計(jì)算 26 4.1.7活塞桿的校核 27 4.2夾緊氣缸設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 28 4.2.1氣缸內(nèi)徑的確定 29 4.2.2活塞桿直徑的確定 30 4.2.3缸筒長(zhǎng)度的確定 30 4.2.4氣缸筒的壁厚的確定 31 4.2.5氣缸耗氣量的計(jì)算……..............................................................................................................32 4.2.6氣缸進(jìn)排氣口直徑的計(jì)算 32 4.2.7活塞桿的校核 32 5 氣壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 35 結(jié) 論 36 參考文獻(xiàn) 37 致 謝 38 1 引言 1.1選題背景及意義 跟隨著工業(yè)自動(dòng)化程度逐漸的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)不停的更新，工業(yè)的生產(chǎn)方法也隨之發(fā)生了革命性的改變，從手工作坊式的生產(chǎn)演變成現(xiàn)在自動(dòng)化的生產(chǎn)流程。比如一些工業(yè)工作現(xiàn)場(chǎng)有很多負(fù)荷大、勞動(dòng)力強(qiáng)、危險(xiǎn)系數(shù)高等場(chǎng)合最終將會(huì)由機(jī)器人所代替。一方面很大程度上減輕了人類(lèi)的體力勞動(dòng)強(qiáng)度，在另外一方面也在一定程度上提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。 經(jīng)過(guò)本課題的研討能夠使得學(xué)生在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中充分的利用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)踐理論，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)思維，能夠更全面和系統(tǒng)的將所學(xué)知識(shí)結(jié)合在一起。 本次課題所研究的助力多功能機(jī)械手所采用的傳動(dòng)系統(tǒng)為氣壓傳動(dòng)。 1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1.2.1 世界機(jī)器人的發(fā)展 在20世紀(jì)初的時(shí)候，機(jī)械手就出現(xiàn)在了機(jī)床加工和汽車(chē)的制造裝配行業(yè)。在1913年當(dāng)時(shí)工業(yè)發(fā)展并不太完善的情況下，美國(guó)的Ford汽車(chē)公司成功調(diào)試了世界上第一條汽車(chē)零件加工與裝配的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)并完成了生產(chǎn)線(xiàn)的制造，F(xiàn)ord公司采用了工業(yè)機(jī)械手裝置來(lái)完成上下料的動(dòng)作同時(shí)完成工件的抓取及傳送。所以可以看出工業(yè)機(jī)械手在自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)發(fā)面有著很重要的地位與作用。 隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，人們?yōu)榱私鉀Q搬運(yùn)大物件的難題，研制出了一種能夠?qū)ｉT(mén)進(jìn)行物件的抓取及搬運(yùn)的裝置，這個(gè)裝置就是操作機(jī)，它通過(guò)工人控制按鈕操作來(lái)進(jìn)行大物件的搬運(yùn)，在很大程度上減輕了人類(lèi)的體力勞動(dòng)，大大節(jié)約了成本。在兵工廠(chǎng)的生產(chǎn)中用它來(lái)進(jìn)行易燃易爆和有毒等火工品的加工及裝配等操作。這類(lèi)型的裝置的特點(diǎn)就是不附屬于同一個(gè)工作主機(jī)，并且依靠人的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的完成。因此有人將這種操作裝置稱(chēng)為遙控操作機(jī)，操縱型機(jī)器人等。 工業(yè)機(jī)械手出現(xiàn)在相對(duì)于較晚的時(shí)候，當(dāng)時(shí)美國(guó)為了使自己國(guó)家的工業(yè)自動(dòng)化程度提高從而開(kāi)始了工業(yè)機(jī)械手的研究與設(shè)計(jì)，在很短的時(shí)間內(nèi)，就成功研制了半自動(dòng)化工業(yè)機(jī)械手。日本、蘇聯(lián)、歐洲這些發(fā)展相對(duì)較快的國(guó)家在美國(guó)成功研制出機(jī)械手之后也開(kāi)始了工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)與制作。其中日本機(jī)械手的發(fā)展速度是最快的國(guó)家。 1.2.2我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展 我國(guó)工業(yè)機(jī)械手最早的出現(xiàn)是用在汽車(chē)的制造及裝配行業(yè)，通常用這類(lèi)機(jī)械手完成物體的上下料、噴漆和搬運(yùn)等勞動(dòng)強(qiáng)度較大的地方。工業(yè)機(jī)械手的產(chǎn)生減輕了人類(lèi)的體力勞動(dòng)，它代替了很多人們從事一些非常危險(xiǎn)的工作，在保證增加了生產(chǎn)效率和質(zhì)量的前提下幫助人們完成繁瑣，單調(diào)的勞動(dòng)。機(jī)械手目前主要應(yīng)用在制造生產(chǎn)行業(yè)中，尤其在手機(jī)電腦等電子產(chǎn)品的制造和汽車(chē)裝配比如車(chē)門(mén)，車(chē)床以及輪胎的夾取還有塑料加工以及金屬加工等行業(yè)中。在當(dāng)今這個(gè)日益迅速發(fā)展的時(shí)代，隨著加工和裝配的任務(wù)復(fù)雜程度的逐漸提高，所需要的工業(yè)機(jī)械手自動(dòng)化程度和性能也要相對(duì)應(yīng)的變得更加高端，所以工業(yè)機(jī)械手的領(lǐng)域?qū)?huì)更加的寬泛。 我國(guó)現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)械手的應(yīng)用范圍就已經(jīng)很普及了。在國(guó)家科學(xué)院的支持下 ，我國(guó)的智能機(jī)器人和特種加工機(jī)器人取得了很大的進(jìn)步和發(fā)展，讓我們引以為豪的是水下機(jī)器人的突破，它能夠在6千米的水下進(jìn)行工作，這種成果在世界處于領(lǐng)先的水平，我國(guó)還研制出無(wú)線(xiàn)遙控機(jī)器人、爬壁式機(jī)器人，手術(shù)機(jī)器人等一些特殊的機(jī)種。目前，我國(guó)機(jī)器人正在向視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等基礎(chǔ)上研究與設(shè)計(jì)，并且已經(jīng)有了一定的發(fā)展。但是在一些傳感器信息控制技術(shù)和自主遙控機(jī)器人還有全智能化裝配機(jī)器人等方面的研制工作剛剛出于起步階段，和國(guó)外的水平差距還是很顯著地。所以我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的前景是一片廣闊的，以后我們的生活將會(huì)在機(jī)器人的改變下變得更加的方便，快捷。 1.2.3發(fā)展趨勢(shì) 機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)一定是往智能化程度更高的方向發(fā)展。將來(lái)所研制的機(jī)械手會(huì)是集各種傳感器為一體，能夠檢測(cè)和感知人體系統(tǒng)，它會(huì)隨著外界的條件的改變產(chǎn)生自適應(yīng)能力，完成工件的加工及裝配，就比如在機(jī)械手上安裝了視覺(jué)和距離傳感器，能夠準(zhǔn)確地自動(dòng)尋找所需的加工工件，完成一條生產(chǎn)線(xiàn)上的完全自動(dòng)化，這樣就能完成以后的無(wú)人工廠(chǎng)的工作。截止到目前，這種機(jī)械手可以說(shuō)是已經(jīng)起步并且取得了一定的成就。這里所說(shuō)的視覺(jué)機(jī)械手即在上面安裝微型攝像機(jī)和光學(xué)測(cè)距儀器還有微型計(jì)算機(jī)，工作的時(shí)候微型攝像機(jī)拍攝出外界的狀況比如說(shuō)一些工件的特征，然后經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的分析傳送至微型計(jì)算機(jī)，在經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的整合與分析傳遞出相應(yīng)的信號(hào)，從而控制機(jī)械手的各種工作動(dòng)作及方式。這種機(jī)械手一般都用在精度比較高的地方。 總的來(lái)說(shuō)，伴隨著傳感技術(shù)的提升工業(yè)機(jī)械手所能達(dá)到的裝配能力也會(huì)大大的提高。與此同時(shí)，機(jī)械手所工作的領(lǐng)域也將會(huì)不斷地?cái)U(kuò)大，未來(lái)的機(jī)械手可以給人類(lèi)帶來(lái)諸多的便利。  1.3本設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容 本次的課題我所設(shè)計(jì)的是擁有四個(gè)自由度的多功能機(jī)械手，采用的傳動(dòng)系統(tǒng)為氣壓傳動(dòng)，主要完成以下任務(wù)： 機(jī)械部分 機(jī)械手結(jié)構(gòu)方面由手爪結(jié)構(gòu)、前臂結(jié)構(gòu)、大臂結(jié)構(gòu)和底座部分組成。手爪是抓取工件的結(jié)構(gòu)，用來(lái)夾緊和放松橡膠塊，采用的是左右的夾緊方式；前臂是連接手爪部分和大臂的部件，它是由一個(gè)空心圓管與一個(gè)方管焊接而成的，通過(guò)法蘭盤(pán)可以進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。大臂是整個(gè)機(jī)械手最大的部件，它的運(yùn)動(dòng)范圍相對(duì)與其它部位要大一些，中間通過(guò)軸承與軸的配合可以進(jìn)行左右擺動(dòng)和俯仰動(dòng)作；支座用來(lái)支撐整個(gè)機(jī)械手，它是固定在相應(yīng)工作環(huán)境中地面上的。 1.3.1機(jī)械結(jié)構(gòu)部分 1.運(yùn)動(dòng)形式方案的選擇 為了讓機(jī)械手能夠完成自己設(shè)置的相應(yīng)動(dòng)作，應(yīng)該選取相應(yīng)的方案。本次我用的是球坐標(biāo)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方式。 2.前臂的結(jié)構(gòu) 前臂的運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)工作，其中左右轉(zhuǎn)動(dòng)采用氣壓驅(qū)動(dòng)。 3.大臂結(jié)構(gòu) 大臂是主要的結(jié)構(gòu)，它能進(jìn)行左右轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物體的上升和下降。俯仰動(dòng)作由俯仰氣缸推動(dòng)活塞桿從而控制活塞桿的長(zhǎng)度來(lái)完成的，。 4.手爪結(jié)構(gòu) 手抓結(jié)構(gòu)采用氣壓直接驅(qū)動(dòng)方式。 5.底座結(jié)構(gòu) 底座結(jié)構(gòu)采用的是立柱的形式。底座能夠進(jìn)行回轉(zhuǎn)的動(dòng)作，采用的氣壓驅(qū)動(dòng)方式。 1.3.2機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式 本次機(jī)械手驅(qū)動(dòng)方式所采用的是氣壓驅(qū)動(dòng)。氣壓傳動(dòng)能夠滿(mǎn)足本次機(jī)械手的各部位的運(yùn)動(dòng)。手臂的回轉(zhuǎn)和俯仰運(yùn)動(dòng)都采用氣壓驅(qū)動(dòng)同時(shí)手爪的驅(qū)動(dòng)也采用氣壓驅(qū)動(dòng)。  2機(jī)械手的總體設(shè)計(jì) 2.1機(jī)械手的組成 大多數(shù)機(jī)械手都是由機(jī)械結(jié)構(gòu)部分、傳動(dòng)系統(tǒng)部分、控制系統(tǒng)部分這三個(gè)部分組成的。 機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分一般包括手爪夾緊裝置、前臂、大臂、立柱這幾個(gè)部分。 傳動(dòng)系統(tǒng)：傳動(dòng)系統(tǒng)就是能使機(jī)械手產(chǎn)生各種運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力所在部分，機(jī)械能傳遞到機(jī)械手的各個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)部分從而使得這些關(guān)節(jié)工作。 控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)就是能夠控制機(jī)械手的各種動(dòng)作，比如夾緊放松，上升下降以及急停等這些動(dòng)作。 2.2機(jī)械手的設(shè)計(jì) 2.2.1設(shè)計(jì)要求 我設(shè)計(jì)的機(jī)械能完成以下一系列的運(yùn)動(dòng)方式：原始狀態(tài)→手爪張開(kāi)→抓住工件→手臂俯仰運(yùn)動(dòng)→機(jī)身轉(zhuǎn)動(dòng)→放下物體→立柱回轉(zhuǎn)到原始狀態(tài) 本次機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)參數(shù)： （1） 機(jī)械手的服務(wù)半徑為3000mm。 （2） 機(jī)械手的上下行程為1300mm。 （3） 工件（橡膠）的尺寸為270mm-650mm。 （4） 工件（橡膠）的重量為50kg-110kg 2.2.2總體設(shè)計(jì)任務(wù) （1）多功能機(jī)械手結(jié)構(gòu)模塊的選擇：立柱式機(jī)械手。 （2）自由度的確定：自由度是機(jī)械手在空間立體上的能夠運(yùn)動(dòng)個(gè)數(shù)的多少，自由度越高說(shuō)明機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)方向越多，控制起來(lái)也不容易，本次我所設(shè)計(jì)的是四自由度的機(jī)械手，它能夠完成我的任務(wù)要求。 （3）傳動(dòng)方式的選擇 a:液壓傳動(dòng)、b：氣壓傳動(dòng)、c：電機(jī)傳動(dòng)、d：機(jī)械聯(lián)動(dòng)。其中液壓和氣壓傳動(dòng)較為常見(jiàn)和通用。 液壓傳動(dòng)：一般的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)的精度很大，主要是因?yàn)樗臐?rùn)滑系統(tǒng)很好，能夠以很高的速度運(yùn)動(dòng)，控制起來(lái)也比較方便，因?yàn)橐后w不可被壓縮，所以它的動(dòng)力很大，因此一般的液壓系統(tǒng)用在重型或大型工業(yè)生產(chǎn)中，然而液壓在工廠(chǎng)中有污染并且很臟，一旦液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題維修起來(lái)也會(huì)是一個(gè)很大的問(wèn)題。 氣壓傳動(dòng)：氣動(dòng)配置的結(jié)構(gòu)相對(duì)與簡(jiǎn)單了許多，同時(shí)安裝和維護(hù)的成本較低。工作氣壓比較低，這樣使用起來(lái)就比較安全。氣壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)是空氣也就是說(shuō)這樣有很多的資源供我們使用同時(shí)還不會(huì)污染大氣；氣壓傳動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象所以可以在超負(fù)載的工作環(huán)境中正常工作。但是氣壓傳動(dòng)也存在著許多缺點(diǎn)，比如在氣壓傳動(dòng)過(guò)程中排氣系統(tǒng)的噪音比較大，所以一般我們加上消聲器來(lái)減小噪音；氣壓傳動(dòng)定位精度不夠高，工作速度不夠快，所以氣壓傳動(dòng)不適合高速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。 電機(jī)傳動(dòng)：通常我們用電機(jī)傳動(dòng)一般是步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)，這種電機(jī)可以用于那些程序復(fù)雜同時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡又有很明確要求的小中型的機(jī)械手。然而直流電機(jī)就可以進(jìn)行重型手同時(shí)運(yùn)行速度低的機(jī)械手。電機(jī)傳動(dòng)適合于驅(qū)動(dòng)力矩大，信號(hào)傳遞快，控制方式相對(duì)于靈活的機(jī)械手。 機(jī)械聯(lián)動(dòng)：機(jī)械聯(lián)動(dòng)的動(dòng)作穩(wěn)定，其運(yùn)動(dòng)范圍小同時(shí)結(jié)構(gòu)又比較繁瑣，一般用在自由度數(shù)少而傳動(dòng)速度較快的一些特定的機(jī)械手。 綜上所述，本次設(shè)計(jì)我們選用的傳動(dòng)系統(tǒng)為氣壓傳動(dòng)。 2.2.3總體方案擬定 本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手為四自由度立柱式機(jī)械手 這四個(gè)自由度的分配具體方式如下所述： （1） 手腕回轉(zhuǎn)自由度。采用氣壓缸來(lái)完成腕部的回轉(zhuǎn)自由度，這個(gè)氣缸主要為剎車(chē)氣缸，能夠使手腕部位立刻停止運(yùn)動(dòng)。 （2） 前臂回轉(zhuǎn)自由度。同樣也是采用氣壓缸來(lái)完成前臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，該氣缸也為剎車(chē)氣缸，能夠使臂桿運(yùn)動(dòng)部位產(chǎn)生急停動(dòng)作。 （3） 大臂的俯仰運(yùn)動(dòng)自由度。大臂俯仰運(yùn)動(dòng)采用氣壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)，它的行程靠活塞桿的長(zhǎng)度和行程開(kāi)關(guān)來(lái)決定。 （4） 底座的回轉(zhuǎn)自由度。底座也是采用的氣壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也是剎車(chē)氣缸的制動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)底座的急停。  3 機(jī)械手各部件的載荷計(jì)算及校核 3.1 設(shè)計(jì)要求分析 本次我所設(shè)計(jì)的多功能機(jī)械手所用的是立柱式，全氣壓傳動(dòng)方式。能夠?qū)崿F(xiàn)的是手腕的回轉(zhuǎn)、前臂桿的回轉(zhuǎn)、大臂桿的俯仰、底座的回轉(zhuǎn)這四個(gè)自由度。相對(duì)應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為手部抓取裝置、手腕的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、前臂的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、大臂的俯仰機(jī)構(gòu)、底座的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成，這些機(jī)構(gòu)都是由氣缸驅(qū)動(dòng)和控制的。 3.2手指夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 圖3-1為手指夾緊裝置 設(shè)計(jì)中采用夾鉗式取料手，夾取面采用Q235材料，設(shè)計(jì)成凸點(diǎn)分布來(lái)增加摩擦力，查閱資料可得工件與夾持面的摩擦系數(shù)約為0.5。手指的夾緊放松動(dòng)作采用單活塞，雙作用氣缸來(lái)完成，采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)往復(fù)的傳動(dòng)。 手指對(duì)工件的夾緊力計(jì)算： 式中： ——安全系數(shù)，取1.5。 ——考慮慣性力的工作情況系數(shù) 可估算： = 其中：——重力加速度； ——提升工件時(shí)豎直方向的最大上升加速度，可計(jì)算： ——提升工件時(shí)豎直方向的最大上升速度，0.05。 —系統(tǒng)達(dá)到最高速度所需要的時(shí)間，一般取0.3～0.5。我們?nèi)?.5s。 計(jì)算得：=1.01。 ——方位系數(shù) 查表2-1計(jì)算=1。 表3-1 ——工件的重力（）。 計(jì)算可得： 手指夾緊放松動(dòng)作由雙作用氣缸驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中損耗的能量約15％。則手指夾緊缸的載荷為： 1666.5/0.85=1960.6 3.3軸的設(shè)計(jì)： 軸是一個(gè)非常重要的零件。軸在機(jī)械手中一般都作為支撐件和回轉(zhuǎn)件，它在里面有不可替代的作用，其中軸套要與軸完美的配合起來(lái)，這樣才能使得軸的壽命增加，使用效果更好，一般都是軸的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)支撐機(jī)械臂的回轉(zhuǎn)俯仰等動(dòng)作，所以也可以這樣說(shuō)，軸是機(jī)械手的核心所在。 我們根據(jù)承受載荷的方式不同，可以將軸分為回轉(zhuǎn)軸、傳動(dòng)軸、心軸這三種。在機(jī)器運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中有彎矩的作用也有扭矩的作用我們叫這樣的為轉(zhuǎn)軸，傳動(dòng)軸一般只承受轉(zhuǎn)矩，可能會(huì)有一點(diǎn)彎矩的作用，因?yàn)橐话愕臋C(jī)器它的同軸度可能沒(méi)有那么精確。那么最后一種心軸就只承受彎矩的作用了。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般為了讓它能滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)要求，我們需要對(duì)軸進(jìn)行抗彎強(qiáng)度的分析和抗扭能力的計(jì)算，找到軸的最大強(qiáng)度從而防止軸的斷裂或者受拉而產(chǎn)生的變形，也讓軸在工作中能按照實(shí)際的要求能夠穩(wěn)定性的工作，一般對(duì)整個(gè)軸的校核就是對(duì)那個(gè)最危險(xiǎn)的截面進(jìn)行校核，如果它能滿(mǎn)足校核的各種強(qiáng)度要求，那么整個(gè)軸就可以安全的在你設(shè)定的環(huán)境中工作。如下，我們來(lái)進(jìn)行軸的設(shè)計(jì)與校核。 3.3.1前臂回轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度初選尺寸及校核 圖3-2為前臂桿 本次設(shè)計(jì)的前臂回轉(zhuǎn)軸主要受拉應(yīng)力，所以進(jìn)行抗拉強(qiáng)度分析即可，軸的主要分為碳鋼和合金鋼，因?yàn)樘间摫群辖痄摰膬r(jià)錢(qián)更便宜，碳鋼能夠很好的應(yīng)對(duì)應(yīng)力集中的問(wèn)題，同時(shí)還可以對(duì)碳鋼進(jìn)行表面熱處理以及一些化學(xué)加工的方法從而提高軸的強(qiáng)度和耐磨性能。所以本次設(shè)計(jì)采用Q235材質(zhì)。 前臂桿腕部回轉(zhuǎn)軸的尺寸選擇及校核: 圖3-3為前臂桿回轉(zhuǎn)軸 1. 選擇回轉(zhuǎn)軸的尺寸 初選回轉(zhuǎn)軸最薄弱截面的直徑是40mm 2. 拉壓強(qiáng)度的校核 經(jīng)分析小臂回轉(zhuǎn)軸主要受拉力作用 由σ=FA Ｆ＝（Ｍ爪+m）×g ∴σ=（Ｍ爪+m）×gπ×r2 ∴σ=73+110×10π×x202=1.46Mpa 表3-2 由上表3-2可知，Q235材料在直徑為40mm的時(shí)候[σ]=225Mpa ∴σ?[σ] 所以這個(gè)回轉(zhuǎn)軸符合強(qiáng)度的要求。  3.3.2前臂桿空心圓桿載荷的計(jì)算及校核 圖3-4為空心圓桿 表3-3抗彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算軸頸公式 空心圓桿受到的拉力F=M爪+m×g 空心圓桿受到的彎矩為M=F×L圓桿 ∴ M=M爪+m×g×L圓桿=73+110×10×0.584N?m =1068N?m 如表3-2所示，軸d=21.68×3MσP×131-α4 ∴σP=M1-α4×21.683d3 由表可得α=d1d 其中 d1=71mm ， d=76mm 由計(jì)算可得： σp=98.4Mpa 因?yàn)槲覀冞x用的是固定的圓桿同時(shí)處于載荷平穩(wěn)狀態(tài) ∴ σp=σ+1p 材料牌號(hào): Q235,Q235F 毛坯直徑/mm: 76mm 　 硬度（HB）: 　 MPa 不小于|抗拉強(qiáng)度σb: 440 MPa 不小于|屈服點(diǎn)σs: 240 MPa 不小于|彎曲疲勞極限σ-1: 180 MPa 不小于|扭轉(zhuǎn)疲勞極限τ-1: 105 許用靜應(yīng)力[σ+1]|MPa: 176 許用疲勞應(yīng)力[σ-1]|MPa: 120～138 ∴ σp<[σp] 所以這個(gè)空心圓桿滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度的要求。  3.3.3升降臂桿回轉(zhuǎn)軸的尺寸選擇及校核 圖3-5 升降臂桿主回轉(zhuǎn)軸剖視圖 1：主回轉(zhuǎn)軸的尺寸選擇 初選，主要回轉(zhuǎn)軸的危險(xiǎn)截面的直徑為60mm 2：對(duì)回轉(zhuǎn)軸進(jìn)行受力分析及校核 經(jīng)分析可得本次回轉(zhuǎn)軸主要受彎矩，可得： F=M總×g=（M爪+M管+m）×g =（73+20+110）×10=2030N M=F×L ∴ M=2030×1.465N?m=2974N?m 因?yàn)榇舜芜x擇的是實(shí)心軸，所以： d=21.683Mσp ∴ σp=M×21.683d3=140MPa ∴ ∴σp<[σp] 所以該回轉(zhuǎn)軸滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度的校核。 3.3.4升降臂桿重要心軸尺寸選擇及校核 圖3-6升降臂桿主受力心軸 本次設(shè)計(jì)的升降臂桿主心軸只受彎矩，所以進(jìn)行抗彎強(qiáng)度分析即可，升降臂桿心軸的材料主要分為碳鋼和合金鋼，由于碳鋼比合金鋼價(jià)格便宜實(shí)惠，碳鋼對(duì)應(yīng)力集中的敏感性比較低，同時(shí)還能進(jìn)行熱處理和化學(xué)處理的方法從而提高耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，所以本次設(shè)計(jì)采用Q235材質(zhì)。表面進(jìn)行鍍鉻處理。 1. 心軸尺寸的選取 初選軸徑為40mm 2. 對(duì)心軸進(jìn)行受力分析及校核 則支反力 作出此心軸的受力分析圖與彎矩圖如下圖3 圖3-7 軸的受力分析圖 T=0 該軸主要材料為Q235，查閱表3-2，得Q235許用彎曲應(yīng)力=40MPa 表 3-4軸的常用材料及其主要力學(xué)性能  4機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本次的傳動(dòng)系統(tǒng)主要為氣缸的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)的主要為兩個(gè)雙作用氣缸和三個(gè)夾緊氣缸。橫向氣缸的作用是實(shí)現(xiàn)物料的夾緊與放松，縱向氣缸的作用是實(shí)現(xiàn)中臂桿的俯仰運(yùn)動(dòng)，三個(gè)夾緊氣缸主要是為了使機(jī)械手實(shí)現(xiàn)急停保護(hù)。氣缸結(jié)構(gòu)的要求主要分為兩點(diǎn)，第一點(diǎn)是氣缸的質(zhì)量要盡可能的輕一點(diǎn) ，這樣不但能節(jié)約材料還可以提高運(yùn)動(dòng)速度；第二點(diǎn)是氣缸上的活塞桿要有一定的剛度，如果剛度不夠那么活塞桿可能產(chǎn)生變形，這樣它的運(yùn)動(dòng)和定位精度就得不到保障，所以這一點(diǎn)很重要。 氣缸的設(shè)計(jì)流程圖如圖1所示 圖4-1 氣缸設(shè)計(jì)流程圖 通常氣缸可以分為單作用氣缸和雙作用氣缸，單作用氣缸就是只在氣缸的一端通入高壓氣體，然后通過(guò)氣體的壓力作用推動(dòng)活塞桿的單向運(yùn)動(dòng)，然后活塞桿的反向運(yùn)動(dòng)是由其它外力來(lái)完成的，不同的是雙作用氣缸它的氣源都可以來(lái)自氣缸的兩端，活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)都是兩端的氣壓的推動(dòng)作用，然而兩端的氣壓大小并不相同，也就是說(shuō)產(chǎn)生的力的大小不一樣。為了能使活塞桿左右往復(fù)有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，我選擇的是雙作用單活塞桿氣缸來(lái)完成本次的傳動(dòng)設(shè)計(jì)。 4.1俯仰氣缸設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 在進(jìn)行氣缸的計(jì)算時(shí)要考慮到氣缸與活塞之間的摩擦、活塞桿與限位之間的接觸摩擦，以及氣缸在沒(méi)有工作時(shí)所能產(chǎn)生的實(shí)際輸出力，也就是額定輸出。此次要能產(chǎn)生的負(fù)載力的大小為267kg。通常為了確定氣缸缸徑以及氣缸的各種參數(shù)，我們通常會(huì)用到負(fù)載率 β： 表4-1 由《液壓與氣壓傳動(dòng)》表4-1： 負(fù)載的平均運(yùn)動(dòng)速度 v=3m/min=50mm/s，取β=0.60，所以實(shí)際氣壓缸的負(fù)載大小為： F=F0×β 其中F0=M爪+M管+M中臂桿+m×g =73+20+110+64×10 =2670N ∴ F=2670×0.6=1602N 4.1.1氣缸內(nèi)徑的確定 表4-2 D=1.27FP=1.2716020.6×106 =65.62mm F—?dú)飧椎妮敵隼?N； P —?dú)飧椎墓ぷ鲏毫a 按照GB/T2348-1993標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，取D=80 mm 氣缸缸徑尺寸系列 表4-3 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （90） 100 （110） 125 （140） 160 （180） 200 （220） 250 320 400 500 630 4.1.2活塞桿直徑的確定 由d=0.3D 估取活塞桿直徑 d=24mm，由表：活塞桿直徑取d=25mm 活塞桿直徑系列 表4-4 4.1.3缸筒長(zhǎng)度的確定 缸筒長(zhǎng)度S=L+B+30 L為活塞行程； B為活塞厚度 活塞厚度B=(0.6~1.0)D= 0.7×80=56mm 由于氣缸的行程L=500mm ,所以S=L+B+30=586mm 導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A: 通常導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度為A，當(dāng)D<80mm時(shí)，可取A=(0.6~1.0)D；當(dāng)D>80mm時(shí),取A=(0.6~1.0)d。 所以A=25mm 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H： 已知?dú)飧椎淖畲笮谐虨長(zhǎng)，當(dāng)缸筒直徑為D時(shí)，則最小導(dǎo)向長(zhǎng)度為： H≥L20+D2 代入數(shù)據(jù) 即最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H≥50020 +802 =65mm 活塞桿的長(zhǎng)度l=L+B+A+65=500+56+25+65=646mm 4.1.4氣缸筒的壁厚的確定 由《液壓與氣動(dòng)手冊(cè)》可查氣缸筒的壁厚δ可根據(jù)薄壁筒公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算：δ ≥P.D2σ 式中 δ—缸筒壁厚（m）； D—缸筒內(nèi)徑（m）； P—缸筒承受的最大工作壓力（MPa）； σ—缸筒材料的許用應(yīng)力（MPa）； 理論氣缸筒壁厚的取值：對(duì)于普通用途的氣缸一般取計(jì)算值的7倍；對(duì)于大型氣缸一般取計(jì)算值的20倍，再圓整到規(guī)范管材尺碼。 參考《液壓與氣壓傳動(dòng)》缸筒壁厚強(qiáng)度計(jì)算及校核 σ=σbn,我們的缸體的材料選擇45鋼，σb=600 MPa，σ =6005=120 MPa n為安全系數(shù) 一般取 n=5； σb 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(Pa) P—缸筒壁所能承受的最大工作壓力（MPa）。當(dāng)p≤16 MPa時(shí)，P取1.5p； 當(dāng)p＞16 MPa時(shí)，P取1.25p 由此可知工作壓力0.6 MPa小于16 MPa P=1.5p=1.5×0.6=0.9 MPa δ ≥P.D2σ= 0.9×802×120 =0.3mm 參照下表4-5， 氣缸筒的壁厚圓整取δ = 7 mm 表4-5 4.1.5氣缸耗氣量的計(jì)算 Q = πD24ts = πD2?V4ηv P+PaPa = π 0.082 ×0.05m/s4×0.95?0.6+0.10.1 =1.85×10-3m3/s 4.1.6氣缸進(jìn)排氣口直徑的計(jì)算 v—空氣流經(jīng)進(jìn)排氣口的速度，可取v=10~15（ms） 選取v = 12 m/s 由公式 d0 = 2Qπv 代入數(shù)據(jù)得 d0 = 2×1.85×10-3π×12=14.014 mm 氣缸排氣口直徑 表4-6 所以取氣缸排氣口直徑為15 mm Q— —工作壓力下輸入氣缸的空氣流量（m3s） V----空氣流經(jīng)進(jìn)排氣口的速度，可取v=10~25（ms） 4.1.7活塞桿的校核 由于本次所選活塞桿的長(zhǎng)度L>10d，所以不僅要進(jìn)行強(qiáng)度校核而且還需要對(duì)穩(wěn)定性進(jìn)行校核?；谝陨峡紤]本活塞桿的材質(zhì)選擇45號(hào)鋼。 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 由《液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)》 活塞桿的穩(wěn)定性校核： 由公式 FP0 ≤ FKnK 式中 FP0— 活塞桿所承受的最大軸向力（N）； FP0=1602N FK — 縱向彎曲極限力（N）； nK — 穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取1.5~4。綜合考慮選取2 K—活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑，對(duì)于實(shí)心桿K=d/4 代入數(shù)據(jù) K =25/4=6.25mm 由于細(xì)長(zhǎng)桿比LK ≥ 85m 即 FK = mEJπ2L2 實(shí)心圓桿： J = πd464 式中 L— 氣缸的安裝長(zhǎng)度 ； m— 末端系數(shù)；選擇固定—自由 m = 1/4 E— 材料彈性模量，鋼材 E = 2.1 × 1011 Pa ； J— 活塞桿橫截面慣性力矩（m4）； d— 活塞桿的直徑（m）； 表4-7 L— 氣缸的安裝長(zhǎng)度為活塞桿的長(zhǎng)度為646mm 代入數(shù)據(jù)得 FK =5.942× 104 N 因?yàn)? FKnK = 2.971× 104 > FP0 ∴ 活塞桿的穩(wěn)定性滿(mǎn)足條件； 活塞桿的強(qiáng)度校核： 由公式 d ≥ 4Fp0πσ σ=σbn ，n為安全系數(shù) 一般取 n=5； σb 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(Pa) 45鋼的抗拉強(qiáng)度，σb=600 MPa ，σ=σbn = 6005 = 120 MPa 則 4Fp0πσ = 4.16 mm ＜ d ，所以強(qiáng)度滿(mǎn)足要求； 綜上所述：活塞桿的穩(wěn)定性和強(qiáng)度的校核都通過(guò)了，即滿(mǎn)足要求。 4.2夾緊氣缸設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 如果按照普通的安裝方式夾緊氣缸活塞桿需承受特別大的徑向力，這樣的話(huà)就對(duì)活塞桿的強(qiáng)度要求很高同時(shí)又耗費(fèi)許多原材料最重要的就是活塞桿的壽命減短，所以這種安裝方式很不合理。所以需要在夾緊氣缸下面加上一組滑動(dòng)工字型導(dǎo)軌來(lái)承受夾緊氣缸的徑向力，這樣的方案就使得整個(gè)的系統(tǒng)變得更加的簡(jiǎn)單與合理。 圖4-2為夾緊氣缸裝置 由手抓夾緊力可知：橫行氣缸的總載荷為:F總=1960.6N ∴ F=F總×β=1960.5×0.6 =1176.3N 4.2.1氣缸內(nèi)徑的確定 表4-8 D=1.27FP= 1.27 F總P?=1.271176.30.6×106 =56.23mm F—?dú)飧椎妮敵隼?N； P —?dú)飧椎墓ぷ鲏毫a 按照GB/T2348-1993標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，取D=63 mm 氣缸缸徑尺寸系列 表4-9 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （90） 100 （110） 125 （140） 160 （180） 200 （220） 250 320 400 500 630 4.2.2活塞桿直徑的確定 由d=0.3D 估取活塞桿直徑 d=18.9mm 由表活塞桿直徑取d=20mm 活塞桿直徑系列 表4-10 4.2.3缸筒長(zhǎng)度的確定 缸筒長(zhǎng)度S=L+B+20 L為活塞行程；B為活塞厚度 活塞厚度B=(0.6~1.0)D= 0.7×63=44mm 由于氣缸的行程L=350mm ,所以S=L+B+20=414mm 導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A: 通常導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度為A，當(dāng)D<80mm時(shí)，可取A=(0.6~1.0)D；當(dāng)D>80mm時(shí),取A=(0.6~1.0)d。 所以A=20mm 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H： 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)氣缸的最大行程為L(zhǎng)，缸筒直徑為D，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度為：H≥L20+D2 代入數(shù)據(jù) 即最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H≥35020 +632 =49 mm 活塞桿的長(zhǎng)度l=L+B+A+40=350+44+20+49=463 mm 4.2.4氣缸筒的壁厚的確定 根據(jù)《液壓與氣動(dòng)手冊(cè)》可查氣缸筒的壁厚δ可以根據(jù)薄壁筒公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算：δ ≥P.D2σ 式中 δ—缸筒壁厚（m）； D—缸筒內(nèi)徑（m）； P—缸筒可以承受的最大工作壓力（MPa）； σ—缸筒所選材料的許用應(yīng)力（MPa）； 理論氣缸筒壁厚的取值：對(duì)于普通用途的氣缸約取計(jì)算值的7倍；大型氣缸約取計(jì)算值的20倍，再圓整到規(guī)范管材尺碼。 參考《液壓與氣壓傳動(dòng)》缸筒壁厚強(qiáng)度計(jì)算及校核 σ=σbn,我們的缸體的材料選擇45鋼，σb=600 MPa，σ =6005=120 MPa n為安全系數(shù) 一般取 n=5； σb 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(Pa) P—缸筒壁所能承受的最大工作壓力（MPa）。當(dāng)p≤16 MPa時(shí)，P取1.5p； 當(dāng)p＞16 MPa時(shí)，P取1.25p 由此可知工作壓力0.6 MPa小于16 MPa，P=1.5p=1.5×0.6=0.9 MPa δ ≥P.D2σ= 0.9×632×120 =0.24mm 參照下表4-11 氣缸筒的壁厚圓整取δ = 6mm 表4-11 4.2.5氣缸耗氣量的計(jì)算 Q = πD24ts = πD2?V4ηv P+PaPa = π 0.0632 ×0.05m/s4×0.95?0.6+0.10.1 =1.15×10-3m3/s 4.2.6氣缸進(jìn)排氣口直徑的計(jì)算 v—空氣流經(jīng)進(jìn)排氣口的速度，可取v=10~15（ms） 選取v = 12 m/s 由公式 d0 = 2Qπv 代入數(shù)據(jù)得 d0 = 2×1.15×10-3π×12=11.05 mm 氣缸進(jìn)排氣口直徑 表 4-12 所以取氣缸排氣口直徑為10 mm R— —工作壓力下輸入氣缸的空氣流量（m3s） V----空氣流經(jīng)進(jìn)排氣口的速度，可取v=10~25（ms） 4.2.7活塞桿的校核 由于本次所選活塞桿的長(zhǎng)度L>10d，所以不僅要進(jìn)行強(qiáng)度校核而且還需要對(duì)穩(wěn)定性進(jìn)行校核?；谝陨峡紤]本活塞桿的材質(zhì)選擇45號(hào)鋼。 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 由《液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)》 穩(wěn)定性校核： 由公式 FP0 ≤ FKnK 式中 FP0— 活塞桿所能承受的最大軸向壓力（N）； FK — 縱向彎曲極限力（N）； nK — 穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取1.5~4。綜合考慮選取2 K—活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑，對(duì)于實(shí)心桿K=d/4 代入數(shù)據(jù) K =10/4=2.5mm 由于細(xì)長(zhǎng)桿比LK ≥ 85m 即 FK = mEJπ2L2 實(shí)心圓桿： J = πd464 式中 L— 氣缸的安裝長(zhǎng)度 ； m— 末端系數(shù)；選擇固定—自由 m = 1/4 E— 材料彈性模量，這里 E = 2.1 × 1011 Pa ； J— 活塞桿橫截面所受慣性力矩（m4）； d— 活塞桿的直徑（m）； 表4-13 L— 氣缸的安裝長(zhǎng)度為活塞桿的長(zhǎng)度為463mm 代入數(shù)據(jù)得 FK =1.18× 104 N 因?yàn)? FKnK =0.59 × 104 > FP0 所以活塞桿的穩(wěn)定性滿(mǎn)足條件； 強(qiáng)度校核： 由公式 d ≥ 4Fp0πσ σ=σbn ，n為安全系數(shù) 一般取 n=5； σb 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(Pa) 45鋼的抗拉強(qiáng)度，σb=600 MPa ，σ=σbn = 6005 = 120 MPa 則 4Fp0πσ = 1.92 mm ＜ d ，因此強(qiáng)度滿(mǎn)足要求； 綜上所述：活塞桿的穩(wěn)定性和強(qiáng)度的校核都通過(guò)了，即滿(mǎn)足要求。  5 氣壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的氣壓控制系統(tǒng)有三個(gè)剎車(chē)氣缸，一個(gè)手指夾緊放松氣缸和一個(gè)大臂升降氣缸。通過(guò)按下控制面板上的急停按鈕來(lái)控制三個(gè)剎車(chē)氣缸的剎車(chē)制動(dòng)；按下夾緊按鈕控制手指氣缸的夾緊，按下放松按鈕控制手指氣缸的放松；按下上升和下降按鈕可以控制大臂氣缸的上升和下降運(yùn)動(dòng)。具體的控制方式如下圖5-1所示： 圖5-1 結(jié) 論 本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)做的是多功能機(jī)械手。此次畢設(shè)我主要的任務(wù)是完成機(jī)械手的結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)比如手指夾緊機(jī)構(gòu)，臂桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，同時(shí)采用氣壓傳動(dòng)控制的系統(tǒng)來(lái)完成機(jī)械手的傳動(dòng)和控制。主要的工作包含： 1. 經(jīng)過(guò)查看閱覽與機(jī)械手相關(guān)的資料，了解介紹了當(dāng)今國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展情況和以后的發(fā)展前景還有我們國(guó)家需要加強(qiáng)的方面。在一定形式上拿出一些高端科技和日常生活生產(chǎn)中的常見(jiàn)的多種工業(yè)機(jī)器人。 2. 通過(guò)本次課題所給定的要求，我選取了四個(gè)自由度的機(jī)械手來(lái)完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)，經(jīng)過(guò)多次的分析和總結(jié)，更加的論實(shí)了這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和可實(shí)施性。 3. 通過(guò)對(duì)機(jī)械手夾緊力矩的多次計(jì)算，然后對(duì)比各種傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，我最后選用了氣壓傳動(dòng)和控制的方案。 4. 通過(guò)機(jī)械手在實(shí)際工作工程中的工作要求，我選取了合適的氣壓元件主要為氣壓缸和活塞桿的選取，并對(duì)它們進(jìn)行了穩(wěn)定性和強(qiáng)度的校核，從而確定了氣壓元件的尺寸大小以及所選用的材料等，最后畫(huà)出了一些主要的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖，能夠更好的輔助設(shè)計(jì)的說(shuō)明。 參考文獻(xiàn) [1] 郭洪紅.工業(yè)機(jī)器人運(yùn)用技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社.2008-7.7～11，15，19，26～30，40，44～45，51，68，79～84，91. 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