第一章引言1.1工業(yè)機(jī)械手概述工業(yè)機(jī)器人的組成部分有機(jī)械自身，控制器，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還有檢測(cè)傳感部分，可以仿照人手進(jìn)行工作，控制是自動(dòng)化的，能夠?qū)Τ绦蜻M(jìn)行編寫，在三維空間里面進(jìn)行工作，機(jī)械手實(shí)際上是機(jī)電自動(dòng)一體化的機(jī)器。他可以將產(chǎn)品質(zhì)量變得更好，更穩(wěn)定，并且生產(chǎn)效率還高，將勞動(dòng)條件變得更好，對(duì)于產(chǎn)品的更新?lián)Q代也有很多的幫助。一個(gè)國(guó)家工業(yè)水準(zhǔn)如何，從機(jī)器人的使用狀況就能看出來。在生產(chǎn)里面使用機(jī)械手，可以將自動(dòng)化水準(zhǔn)變高，對(duì)于使用者勞動(dòng)強(qiáng)度沒有那么大，確保加工出來產(chǎn)品的質(zhì)量，生產(chǎn)能夠安全進(jìn)行，特別是在一些非常惡劣的狀況下，比方說溫度很高，壓力很高，有毒的地方，機(jī)械手都可以代替人類去完成任務(wù)，所以在現(xiàn)實(shí)中使用還是非常有意義的。所以，現(xiàn)在很多行業(yè)都開始使用機(jī)械手，最開始的時(shí)候機(jī)械手結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，工作專一性非常強(qiáng)，裝在某個(gè)機(jī)床上只能進(jìn)行上料，下料的工作，是依附于機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)的一部分。現(xiàn)在工業(yè)技術(shù)發(fā)展這么快，能夠獨(dú)立于程序，對(duì)工作進(jìn)行完成，這種機(jī)械手能夠使用的范圍很大，叫他通用機(jī)械手。因?yàn)檫@種機(jī)械手可以將工作程序改變，適應(yīng)性很好，現(xiàn)在生產(chǎn)批量不多，并且產(chǎn)品品種不停更換的時(shí)候會(huì)用它。氣壓傳動(dòng)機(jī)械手，他對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，帶動(dòng)執(zhí)行裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。它的特征是：需要的介質(zhì)尋找非常便利，輸出力不大，啟動(dòng)很快，結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，花的錢也比較少。不過，因?yàn)榭諝饽軌蜻M(jìn)行壓縮，工作的時(shí)候穩(wěn)定性不好，沖擊很大，還有起源的壓力沒有多大，抓取重量最多只能是三十公斤，一樣的抓重條件下，它的結(jié)構(gòu)跟液壓機(jī)械手對(duì)比，還是要大很多的，正常工作的環(huán)境只能是速度更快，載荷更輕，溫度更高，并且粉塵比較大的地方。氣動(dòng)技術(shù)的好處有:(1)尋找介質(zhì)，還有處理介質(zhì)非常便利。進(jìn)行氣壓傳動(dòng)的時(shí)候，工作壓力很小，提取工作需要的介質(zhì)非常簡(jiǎn)單，之后將空氣排入進(jìn)去，處理起來很便利，不需要專門安排回收的裝置，很干凈，也不會(huì)在管道里面堵起來的狀況。(2)損失的阻力還有出現(xiàn)泄漏的狀況不多，運(yùn)輸壓縮空氣的時(shí)候，損失的阻力沒有多大，空氣可以集中起來提供，距離很遠(yuǎn)也能進(jìn)行運(yùn)輸，就算是漏到外面，也不可能像液壓傳動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致壓力明顯的降低，另外對(duì)環(huán)境也不會(huì)造成污染。(3)動(dòng)作很快，反應(yīng)也很快。啟動(dòng)系統(tǒng)要想將需要的壓力還有速度都建立起來，只需要0.02s-0.3s就行了。氣動(dòng)系統(tǒng)過載也會(huì)進(jìn)行保護(hù)的，自動(dòng)化控制方便實(shí)現(xiàn)。(4)能夠保存能源。可以在儲(chǔ)氣罐里面將壓縮空氣保存進(jìn)去，所以一旦有斷電的狀況出現(xiàn)，機(jī)器還有正在進(jìn)行工作也不會(huì)突然停下來。(5)工作環(huán)境適應(yīng)性好。在一些非常惡劣的工作環(huán)境里面，比方說易燃易爆，輻射強(qiáng)的地方，將氣壓傳動(dòng)還有控制系統(tǒng)來對(duì)比機(jī)械，電器還有液壓的系統(tǒng)，明顯好很多，并且它也不會(huì)受到周邊溫度的影響。(6)前期的投入少。因?yàn)闅怏w系統(tǒng)工作的壓力不高，所以氣動(dòng)零配件對(duì)于材質(zhì)還有生產(chǎn)精度要求自然就沒有那么高，加工起來簡(jiǎn)單，花的錢也就少。之前大家都覺得：因?yàn)闅怏w能夠被壓縮，那么在氣動(dòng)伺服系統(tǒng)里面，想要定位精準(zhǔn)的話難度大，特別是速度很快的時(shí)候，更沒法實(shí)現(xiàn)。還有起源進(jìn)行工作壓力不大，抓舉時(shí)候力氣很小。盡管在機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)里面，氣動(dòng)現(xiàn)在大家都可以接受，機(jī)械手要是簡(jiǎn)單的話，控制系統(tǒng)基本上都開始用氣動(dòng)零件了，只是氣動(dòng)的發(fā)展之前說的不多，所以在工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展中，氣動(dòng)機(jī)械手還有氣動(dòng)機(jī)器人究竟實(shí)用性怎么樣，現(xiàn)在大家還是心里有擔(dān)憂的。1.2氣動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)要求1.2.1課題的設(shè)計(jì)要求這篇論文要做的事情有：(1)機(jī)械手通用的，跟專用型的進(jìn)行對(duì)比，它的使用范圍更大。(2)對(duì)機(jī)械手的坐標(biāo)型式還有自由度來進(jìn)行確定。(3)將機(jī)械手每一個(gè)執(zhí)行部分設(shè)計(jì)出來，有機(jī)械手，機(jī)械手腕，機(jī)械手臂等。要想通用性更好，設(shè)計(jì)機(jī)械手的時(shí)候，它的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是可以更換的，不光能夠?qū)Π袅线M(jìn)行抓取，有的時(shí)候還能夠更換成吸盤裝置，對(duì)板料進(jìn)行吸取。(4)設(shè)計(jì)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)論文對(duì)機(jī)械手的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要是用哪些氣動(dòng)零部件，氣動(dòng)回路如何，將氣動(dòng)的原理圖紙給畫出來。1.3機(jī)械手的系統(tǒng)工作原理及組成機(jī)械手的工作原理：通過PLC來進(jìn)行控制，傳動(dòng)用的氣壓，這樣就可以讓機(jī)械手去按照事先的規(guī)定完成任務(wù)，順序，運(yùn)動(dòng)軌跡，速度，還有時(shí)間這些都是事先設(shè)定好的，執(zhí)行裝置受到控制部分發(fā)來的信息，有需要的話還要監(jiān)視機(jī)械手的動(dòng)作，一旦動(dòng)作有不對(duì)，或者是出現(xiàn)故障的話，就要進(jìn)行報(bào)警。機(jī)械手有位置檢測(cè)裝置，任何時(shí)候都可以將執(zhí)行部分具體的地點(diǎn)告訴控制系統(tǒng)，將這個(gè)位置跟設(shè)定的地點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，之后控制系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)行更正，那么執(zhí)行裝置的精度才能夠滿足要求，達(dá)到預(yù)期設(shè)定的要求。(一)執(zhí)行機(jī)構(gòu)這個(gè)部分有手，手腕，手臂還有立柱等，有的機(jī)械手還加裝了行走裝置。1、手部也就是跟抓取物品接觸的零部件，因?yàn)楦鷸|西接觸的樣子不一樣，有夾持式的，還有吸附式的。論文里面的機(jī)械手是夾持式的。夾持式手爪它的組成有手指還有傳力部分。跟抓取的物品進(jìn)行接觸的就是機(jī)械手指，用的比較多的機(jī)械手指有回轉(zhuǎn)型的，還有平移型的。手指要是回轉(zhuǎn)型，結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，生產(chǎn)起來簡(jiǎn)單，花的錢少，所以用的很多。平移的這種類型用的很少，是因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，花的錢也多，這樣的機(jī)械手指抓取圓形物品的時(shí)候，東西的直徑有改變對(duì)于軸心所處地點(diǎn)不會(huì)改變，所以可以用來抓取直徑改變比較大的物品。手指是什么樣的結(jié)構(gòu)就在于抓取物件的面是什么樣子，抓的這個(gè)地方還有抓的這個(gè)東西有多大，有多重。手指會(huì)有夾緊力產(chǎn)生，通過它將物品進(jìn)行夾放。用的比較多的傳力裝置有：滑槽杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式等。2、手腕用來對(duì)機(jī)械手還有機(jī)械手臂進(jìn)行連接的，能夠?qū)ψト∥锲返奈恢眠M(jìn)行修正，那樣就會(huì)在正確的地點(diǎn)上。3、手臂被抓取的物品，機(jī)械手，還有機(jī)械手腕都是通過機(jī)械手臂來支承的。手臂可以帶著機(jī)械手指對(duì)物品來進(jìn)行抓取，根據(jù)之前設(shè)定好的地點(diǎn)，將物品搬運(yùn)到哪里去。工業(yè)上的機(jī)械手臂，在驅(qū)動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)的零部件配合動(dòng)力源之后，這樣機(jī)械手臂不管多復(fù)雜的動(dòng)作都能實(shí)現(xiàn)。4、立柱對(duì)機(jī)械手臂進(jìn)行支承的零件是立柱，它跟機(jī)械手臂可以看成一個(gè)整體，機(jī)械手臂進(jìn)行回轉(zhuǎn)還有升降的時(shí)候，都跟立柱的關(guān)系很大。因?yàn)楣ぷ鞯男枰⒅軌蛟跈M向上進(jìn)行移動(dòng)，也叫做可移式立柱。5、機(jī)座對(duì)機(jī)械手來說，機(jī)座是基礎(chǔ)部分，在機(jī)座上安裝機(jī)械手的執(zhí)行零部件還有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它能夠進(jìn)到支撐還有連接的作用。(二)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)這個(gè)部分可以讓機(jī)械手動(dòng)作起來，它的組成有動(dòng)力部分，調(diào)節(jié)部分還有輔助部分。用的比較多的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有液壓的，氣壓的還有機(jī)械的。

第二章機(jī)械手的整體設(shè)計(jì)方案機(jī)械手是氣動(dòng)的，需要它能夠很快，很準(zhǔn)的對(duì)物品進(jìn)行搬運(yùn)，所以它的精度要求很高，反應(yīng)速度很快，對(duì)系統(tǒng)要求能夠滿足之后，將產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，樣子，還有材料特征都進(jìn)行確定，定位一定要精準(zhǔn)，在對(duì)貨品進(jìn)行抓取，搬運(yùn)的時(shí)候受到的力有哪些，尺寸是多少，質(zhì)量怎么樣等，這樣就可以將機(jī)械手的結(jié)構(gòu)定下來，并且將運(yùn)行控制要求給定下來，使用定型的標(biāo)準(zhǔn)件，那么設(shè)計(jì)加工就很簡(jiǎn)單了，不光要通用還要專用，這樣可以進(jìn)行柔性轉(zhuǎn)換，還能夠?qū)Τ绦蜻M(jìn)行編制，讓成本沒有那么高。論文設(shè)計(jì)的機(jī)械手是通用的，圖紙2-1里面展示，生產(chǎn)批量不多的可以用，能夠?qū)?dòng)作程序改變，可以自己進(jìn)行搬運(yùn)，操作環(huán)境要是很差的話可以拿來使用。圖2-1機(jī)械手的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)2.1機(jī)械手的座標(biāo)型式與自由度機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)狀況不一樣，組合狀況不同，它的坐標(biāo)能分成直角的，圓柱座的，球坐標(biāo)的還有關(guān)節(jié)式的。因?yàn)檎撐睦锩鏅C(jī)械手對(duì)料要上還要下，所以它要能夠升降，收縮還有回轉(zhuǎn)。所以坐標(biāo)用的是圓柱坐標(biāo)的。對(duì)應(yīng)的機(jī)械手自由度有三個(gè)，要想機(jī)械手在進(jìn)行升降的時(shí)候，行程沒有太大的缺陷，加裝手臂擺動(dòng)裝置，這樣手臂多了一個(gè)自由度，能夠進(jìn)行上下擺動(dòng)。圖2-2機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)示意圖2.2機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)要想機(jī)械手更加通用，那么設(shè)計(jì)它手的結(jié)構(gòu)的時(shí)候要能夠更換，需要抓取的是棒料，那么手部用夾持式的，要是板料的話，用氣流負(fù)壓式吸盤。2.3機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)因?yàn)槭峭ㄓ脵C(jī)械手，還有抓取的物品是放在水平面上的，那么手腕要能夠回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)才行，那么設(shè)計(jì)手腕的時(shí)候，它的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是回轉(zhuǎn)的，所以要用回轉(zhuǎn)氣缸才能實(shí)現(xiàn)這個(gè)動(dòng)作。2.4機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)根據(jù)對(duì)物品抓取的要求，這個(gè)機(jī)械手自由度有三個(gè)，手臂伸縮，向左向右回轉(zhuǎn)，手臂升降。在立柱的幫助下機(jī)械手臂能夠進(jìn)行回轉(zhuǎn)還有升降，立柱進(jìn)行橫向移動(dòng)其實(shí)就是機(jī)械手臂橫移。通過氣缸能夠讓機(jī)械手臂實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作。2.5機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)因?yàn)闅鈮簜鲃?dòng)部分動(dòng)作很快，反應(yīng)也很快，損失的阻力不大，泄漏也不大，占據(jù)面積不大，花銷不多。那么這個(gè)機(jī)械手傳動(dòng)用的是氣壓。2.6機(jī)械手的主要技術(shù)參數(shù)=1\*CHINESENUM3一.主參數(shù)：對(duì)機(jī)械手來說主參數(shù)就是它抓取物品最大重量，驅(qū)動(dòng)是氣動(dòng)，所以抓取的物品太重不行，對(duì)他的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查看，加上實(shí)際生產(chǎn)時(shí)候的需求，設(shè)計(jì)論文機(jī)械手抓取物品的重是5kg。=2\*CHINESENUM3二.基本參數(shù)：對(duì)機(jī)械手來說，基本數(shù)據(jù)是運(yùn)動(dòng)速度。對(duì)于機(jī)械手的速度來說，操作節(jié)拍對(duì)它的要求更高，設(shè)計(jì)的速度要是太慢的話，那它能用的區(qū)間就小。2-3圖里面畫的就是，對(duì)機(jī)械手動(dòng)作快慢有影響的是機(jī)械手臂進(jìn)行伸縮還有回轉(zhuǎn)。這個(gè)機(jī)械手移動(dòng)最快的速度是每秒一米，回轉(zhuǎn)最快速度是。移動(dòng)時(shí)候速度的平均值。回轉(zhuǎn)速度的平均值。機(jī)械手有時(shí)候開啟，有時(shí)候停止，有時(shí)候加速度，有時(shí)候減速帶，也就是速度多快多慢對(duì)于速度特征更加滿足。除了運(yùn)動(dòng)速度來說，設(shè)計(jì)機(jī)械手臂的數(shù)據(jù)，伸縮距離多少，另外工作半徑是多少。很多機(jī)械手進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，就看做是人坐著工作，或者是站著工作，要保留一定空間讓它操作。伸縮距離太大，還有工作半徑，那么偏重力矩就會(huì)變大，并且剛性變差。這個(gè)時(shí)候傳送裝置還是用自動(dòng)化的。按照統(tǒng)計(jì)進(jìn)行對(duì)比，這個(gè)機(jī)械手臂伸縮距離在600mm,工作時(shí)候最大半徑在。機(jī)械手臂升降距離在。基本數(shù)據(jù)還有一個(gè)是定位精度，論文里面機(jī)械手定位精度是。=3\*CHINESENUM3三.用途:在自動(dòng)運(yùn)輸線上對(duì)物料進(jìn)行上料，還有下料。=4\*CHINESENUM3四．設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù):1、抓取物品的重2、自由度數(shù)自由度有四個(gè)3、座標(biāo)圓柱座標(biāo)4、工作半徑的最大值5、手臂中心高度的最大值6、手臂運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)伸縮距離伸縮快慢升降距離升降快慢回轉(zhuǎn)區(qū)間回轉(zhuǎn)快慢7、手腕動(dòng)的數(shù)據(jù)回轉(zhuǎn)區(qū)間回轉(zhuǎn)快慢8、手指抓取的區(qū)間棒料:9、定位的辦法行程開關(guān)或可調(diào)機(jī)械擋塊等10、定位精度11、驅(qū)動(dòng)辦法氣壓傳動(dòng)12、控制辦法PLC圖2-3機(jī)械手的工作范圍

第三章夾持式手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械手是夾持式的，它的組成有機(jī)械手指還有傳力部分。它的傳力結(jié)構(gòu)很多，比方說滑槽杠桿式，齒輪齒條式等等。3.1手指的形狀和分類見得最多就是夾持式，手指有兩個(gè)的，多個(gè)手指的，還有雙手雙指的，按照夾持物品的地點(diǎn)不一樣，分成內(nèi)卡式的，還有外夾式的；從對(duì)人手指的模仿來進(jìn)行劃分，有一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型的，還有兩支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型，還有移動(dòng)型，在這個(gè)里面基本類型是二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型的，在這種類型的機(jī)械手指上支點(diǎn)之間的距離變得非常小的時(shí)候，手指就變成一個(gè)支點(diǎn)；一樣的道理，這兩個(gè)支點(diǎn)手指的長(zhǎng)變得很長(zhǎng)的話，那就成為移動(dòng)型的。手指是回轉(zhuǎn)型的，開閉角不大，結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，生產(chǎn)起來簡(jiǎn)單，用的地方很多。移動(dòng)型用的不多，它的結(jié)構(gòu)很大也很復(fù)雜，在抓取的物品直徑有改變，對(duì)它軸心的地點(diǎn)沒有改變，這樣抓取的物品直徑不一樣也行。3.2設(shè)計(jì)時(shí)考慮的幾個(gè)問題(一)要有很大的夾緊力對(duì)手指的夾緊力進(jìn)行確定的時(shí)候，不光要注意物品的重量，還要注意在進(jìn)行運(yùn)送的時(shí)候出現(xiàn)的慣性力還有振動(dòng)，那么在傳送物品的時(shí)候，不能有松動(dòng)或者是脫落出現(xiàn)。(二)手指跟手指中間的開閉角要一定機(jī)械手指的開比較就是他們打開還有關(guān)閉時(shí)候極限地點(diǎn)行程的角度，這個(gè)角度要能夠確保產(chǎn)品順利的被抓取住，或者是松下來，要是抓取物品直徑不一樣，那么考慮的話按照最大直徑來進(jìn)行。手指要是移動(dòng)型的，那么只需要對(duì)開閉的幅度進(jìn)行考慮。(三)保證工件準(zhǔn)確定位要想機(jī)械手指跟抓取物品之間處的地點(diǎn)正確，那么按照抓取物品的樣子，選用適合的手指。比方說物品要是圓柱型的話，手指應(yīng)該是V型的，這樣自動(dòng)定心就能實(shí)現(xiàn)了，位置也對(duì)。(四)強(qiáng)度，剛度都要滿足要求機(jī)械手指抓取物品，不光會(huì)有反作用力還有摩擦力作用在上面，它在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，還會(huì)有慣性力，振動(dòng)作用在上面，那么對(duì)于強(qiáng)度，剛度都有很高的要求，避免機(jī)械手指出現(xiàn)折斷或者是彎曲變形的狀況出現(xiàn)。機(jī)械手指的結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單點(diǎn)，結(jié)構(gòu)也要緊湊些，自身重量不大，機(jī)動(dòng)性不錯(cuò)，讓機(jī)械手的中心在機(jī)械手腕回轉(zhuǎn)軸線的上面，那么機(jī)械手腕的扭轉(zhuǎn)力矩最好是最小的。(五)對(duì)抓取物品的要求進(jìn)行思考因?yàn)闄C(jī)械手工作有一定要求，進(jìn)行對(duì)比，用的機(jī)械手是一個(gè)支點(diǎn)的，兩指回轉(zhuǎn)類型的，抓取的物品大部分是圓柱形狀的，設(shè)計(jì)機(jī)械手指的時(shí)候，設(shè)計(jì)成V字形狀的，3-1里面就是它的結(jié)構(gòu)。3.3手部夾緊氣缸的設(shè)計(jì)1、算機(jī)械手部的驅(qū)動(dòng)力3-2圖紙里面就是論文設(shè)計(jì)的機(jī)械手的手部：圖3-2齒輪齒條式手部抓取物品的重，手指是V型的，它的角度是，,摩擦系數(shù)為(1)按照機(jī)械手部的結(jié)構(gòu)圖紙，將它的驅(qū)動(dòng)力算出來:(2)按照對(duì)物品進(jìn)行抓取的位置，將夾緊力算出來:就有(3)真正的驅(qū)動(dòng)力算出來:1、傳動(dòng)裝置用的是齒輪齒條，所以確定，跟著確定。要是要抓取物品的時(shí)候最快加速度是，那么說:計(jì)算對(duì)物品進(jìn)行夾緊的時(shí)候，需要的夾緊氣缸，它的驅(qū)動(dòng)力就是。2、氣缸的直徑這個(gè)氣缸是單向作用的，按照力平衡，這種氣缸輸出的推力一定要比彈簧的反作用力還有活塞工作時(shí)候阻力的總數(shù)還要大，式子就是:-活塞桿上的推力N-彈簧反作用力N-氣缸進(jìn)行工作阻力的總數(shù)N-氣缸進(jìn)行工作的時(shí)候壓力大小Pa用底下的式子算出來彈簧的反作用力:Gf=式子里面設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要對(duì)負(fù)載率進(jìn)行思考，那么按照前面的分析，單向作用氣缸的直徑就能知道:把數(shù)值放到里面算那么說:翻查資料對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行圓整，就有已經(jīng)知道,那就可以知道活塞桿的直徑:進(jìn)行圓整之后，確定活塞桿直徑是對(duì)它進(jìn)行校核，用式子那么說:這個(gè)里面，[]，那么說:對(duì)設(shè)計(jì)要求是完全符合的。3、設(shè)計(jì)缸筒壁的厚度有壓縮空氣的壓力作用在缸筒上，那么說厚度肯定存在，正常氣缸筒壁的厚比上里面直徑，數(shù)值要比1/10還要小，用下面的式子將壁厚算出來:6-缸筒壁的厚度mm-氣缸里面的直徑mm用的材質(zhì)是:ZL3,[]將已經(jīng)知道的數(shù)值放到里面算，那么壁的厚度就知道:確定，那么缸筒外面的直徑是:

第四章手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1手腕的自由度對(duì)機(jī)械手還有機(jī)械手臂連接用的是機(jī)械手腕，他可以進(jìn)行調(diào)整，并且將物品的方位改變掉，它的自由度是獨(dú)立的，那么整個(gè)機(jī)械手完成多復(fù)雜的動(dòng)作都可以。手腕自由度有哪幾個(gè)跟機(jī)械手是否通用，生產(chǎn)工藝的需要，產(chǎn)品擺放地點(diǎn)還有定位精度等有很大關(guān)聯(lián)。因?yàn)檫@個(gè)機(jī)械手抓取物品擺放在水平面上，另外還要注意通用性，所以安排這個(gè)手腕能夠繞著X軸進(jìn)行回轉(zhuǎn)動(dòng)作，這樣工作要求才能實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在最多用回轉(zhuǎn)缸來讓手腕進(jìn)行回轉(zhuǎn)動(dòng)作，論文里面用回轉(zhuǎn)氣缸，結(jié)構(gòu)非常緊湊，回轉(zhuǎn)角度達(dá)不到360°，對(duì)于密封性要求很高。4.2手腕的驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算4.2.1手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩回轉(zhuǎn)動(dòng)作表現(xiàn)在手腕的回轉(zhuǎn)，手腕的上下動(dòng)作，手腕的左右動(dòng)作。要想讓手腕進(jìn)行回轉(zhuǎn)，那么驅(qū)動(dòng)力矩對(duì)于開啟時(shí)候出現(xiàn)的慣性力矩要能夠克服，手腕的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與支承孔處的摩擦阻力矩，動(dòng)片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩以及由于轉(zhuǎn)動(dòng)件的中心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不重合的話，會(huì)有偏重力矩出現(xiàn)。4-1圖紙里面就是手腕承受的力。1.工件2.手部3.手腕圖4-1手碗回轉(zhuǎn)時(shí)受力狀態(tài)用下面式子將手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候的驅(qū)動(dòng)力矩算出來:-能夠帶動(dòng)手腕進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力矩();-慣性力矩();-進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的零部件的重量對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線可以出現(xiàn)多大的偏重力矩().-手腕回轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片與定片、缸徑、端蓋等這些地方密封部分產(chǎn)生多大摩擦力矩();4-1里面就使作用在手腕上的力，將每個(gè)阻力矩給算出來:1、手腕運(yùn)動(dòng)加速，出現(xiàn)的慣性力矩要是手腕啟動(dòng)的時(shí)候，運(yùn)動(dòng)是等加速的，那么轉(zhuǎn)動(dòng)角速度就是，啟動(dòng)需要的時(shí)間是那么:-實(shí)現(xiàn)手腕轉(zhuǎn)動(dòng)零部件跟轉(zhuǎn)動(dòng)軸線之間的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;-物品相對(duì)于手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。要是物品的中心跟轉(zhuǎn)動(dòng)軸線沒有重合的話，它的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就是:-物品從重心軸線經(jīng)過的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:-物品有多重(N);-從物品的重心到轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，出現(xiàn)的偏心距(cm),-手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，它的角速度(弧度/s);-啟動(dòng)要花多長(zhǎng)時(shí)間(s);—啟動(dòng)時(shí)候轉(zhuǎn)動(dòng)多大角度(弧度)。2、手腕轉(zhuǎn)動(dòng)零件跟產(chǎn)品的偏重對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線出現(xiàn)的偏重力矩M偏+()-手腕上轉(zhuǎn)動(dòng)零件的重(N);-手腕轉(zhuǎn)動(dòng)零件的重心到轉(zhuǎn)動(dòng)軸線之間的偏心距(cm)在抓取物品的重心跟手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候的軸線重合起來，那么.3、手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸在軸頸這個(gè)地方摩擦阻力矩()，-轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸頸這個(gè)地方的直徑(cm);-摩擦系數(shù)，要是滾動(dòng)軸承，要是滑動(dòng)軸承;,-代表支承反力(N)，從手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸受到的力進(jìn)行分析和計(jì)算可，已經(jīng)知曉,就有:一樣的道理，按照(F),就有:4、轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片與缸徑、定片、端蓋等地方密封部分摩擦力阻力矩，跟使用的密封裝置屬于哪一種有關(guān)聯(lián)，分析的話按照具體狀況進(jìn)行。4.2.2回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算機(jī)械手進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它用的回轉(zhuǎn)缸是單葉片式的，4-2里面是它工作原理，定片1連接缸體2，動(dòng)片3連接回轉(zhuǎn)軸5，氣腔被動(dòng)片分圈4分成兩部分，孔a這個(gè)地方有壓縮空氣進(jìn)去，輸出軸被帶著進(jìn)行逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，那么低壓腔里面的氣從b孔這個(gè)地方出來。反過來，輸出軸回轉(zhuǎn)是順時(shí)針的話，單葉氣缸的壓力跟驅(qū)動(dòng)力矩之間的關(guān)系式:或4.2.3手腕回轉(zhuǎn)缸的尺寸及其校核1.設(shè)計(jì)尺寸設(shè)計(jì)氣缸的長(zhǎng)是,氣缸里面的直徑是=96mm,半徑,軸的直徑是,半徑,氣缸工作時(shí)候角速度=，加速度需要時(shí)長(zhǎng)=0.1s,壓強(qiáng),將力矩算出來：2.校核尺寸（1）將幫著實(shí)現(xiàn)手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的零部件的質(zhì)量確定,按照它質(zhì)量的布局，這些質(zhì)量在一個(gè)圓盤上等效分布，這個(gè)圓盤的半徑是，將轉(zhuǎn)動(dòng)慣量算出來：（）抓取的物品重5,質(zhì)量在棒料上分布，這個(gè)棒料長(zhǎng)是，將轉(zhuǎn)動(dòng)慣量算出來：如果物品的中心線沒有重合轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，棒料長(zhǎng)是，偏心距的最大值，它的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就是:（2）手腕轉(zhuǎn)動(dòng)零件跟物品的偏重相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線就會(huì)有偏重力矩出現(xiàn)，是M偏，因?yàn)闄C(jī)械手腕轉(zhuǎn)動(dòng)零件的重心重合轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，夾緊物品一頭的時(shí)候，物品的重心偏離轉(zhuǎn)動(dòng)軸,那么：+（3）在軸頸這個(gè)地方，手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸產(chǎn)生的摩擦阻力矩，軸承要是滾動(dòng)的，軸承要是滑動(dòng)的=0.1，，代表手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸上軸頸這個(gè)地方直徑，,,,代表軸頸這個(gè)地方支承反力，粗略計(jì)算,,4．回轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片與缸徑、定片、端蓋等這些密封地方的摩擦阻力矩，跟使用的哪一種密封裝置有關(guān)系，按照具體狀況進(jìn)行分析，在這里應(yīng)該=3，3設(shè)計(jì)的大小對(duì)于用的要求能夠滿足，非常安全。

第五章手臂伸縮，升降，回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核5.1手臂伸縮氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核5.1.1手臂伸縮氣缸的尺寸設(shè)計(jì)機(jī)械手臂的伸縮氣缸用的是標(biāo)準(zhǔn)的，煙臺(tái)廠家生產(chǎn)的，再加上這次設(shè)計(jì)的真正需要，氣缸型號(hào)CTA，內(nèi)徑確定100/63，對(duì)于這個(gè)氣缸的詳細(xì)數(shù)據(jù)看這家公司的介紹就行。5.1.2尺寸校核1.對(duì)尺寸進(jìn)行校核，只需要對(duì)氣缸內(nèi)徑進(jìn)行校核,半徑，氣缸的大小符合用的需要，用的時(shí)候壓強(qiáng),那么驅(qū)動(dòng)力是：2．手腕質(zhì)量測(cè)量出來50kg,加速度是，將慣性力算出來：3.因?yàn)榛钊葧?huì)有摩擦力，假設(shè)摩擦系數(shù)是,總共承受的力選用的氣缸CTA對(duì)于驅(qū)動(dòng)力的要求能夠滿足。5.1.3導(dǎo)向裝置機(jī)械手臂驅(qū)動(dòng)是氣動(dòng)，在它進(jìn)行伸縮的時(shí)候，為了避免機(jī)械手臂圍繞著軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械手指能夠指向正確的地方，并且不會(huì)有很大的彎曲力矩作用在活塞桿上，這樣手臂的剛性就變大了，對(duì)機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，安排導(dǎo)向裝置在上面。安裝時(shí)候具體的結(jié)構(gòu)要按照論文里面設(shè)計(jì)的構(gòu)造還有抓取物品有多重等，并且設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)格局的時(shí)候，最好少用點(diǎn)運(yùn)動(dòng)零部件，那么重量就可以變輕，這樣對(duì)于回轉(zhuǎn)中心的慣量就變少了。論文里面導(dǎo)向桿用的是單的，這樣手臂的剛性會(huì)變好，導(dǎo)向性也更強(qiáng)。5.1.4平衡裝置論文里面，要想讓機(jī)械手臂兩頭跟重力矩品狀況靠近一點(diǎn)，將手爪一邊的重力矩影響變少一些，所以加裝平衡裝置在伸縮氣缸的一邊，擺放砝碼在裝置里面，砝碼有多重按照抓取物料多重，還有氣缸運(yùn)行數(shù)據(jù)來進(jìn)行調(diào)整，一定要讓手臂兩頭盡量平衡些。5.2手臂升降氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核5.2.1尺寸設(shè)計(jì)氣缸運(yùn)行的長(zhǎng)是=118mm,氣缸里面直徑是=110mm,半徑R=55mm,氣缸進(jìn)行加速度需要的時(shí)間=0.1s,壓強(qiáng)p=0.4MPa,那么將驅(qū)動(dòng)力算出來：5.2.2尺寸校核1．測(cè)出來手腕重是80kg,那么重力：2．假設(shè)加速度是，那么慣性力就是：3.因?yàn)榛钊葧?huì)有摩擦力，假設(shè)摩擦系數(shù)是，總共承受的力那么設(shè)計(jì)的大小對(duì)于真正用的時(shí)候要求能夠滿足。5.3手臂回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核5.3.1尺寸設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)氣缸的長(zhǎng)是,氣缸里面直徑是,半徑R=105mm,軸徑半徑,氣缸工作起來角速度=，加速度時(shí)間0.5s,壓強(qiáng),將力矩算出來：5.3.2尺寸校核1．測(cè)出來跟手臂一起轉(zhuǎn)動(dòng)的零部件重,對(duì)零部件質(zhì)量布局狀況進(jìn)行分析，圓盤半徑是，質(zhì)量在它上面等效布局，將轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算出來：（）軸承，油封的中間會(huì)有摩擦力出現(xiàn)，假設(shè)摩擦系數(shù)是,驅(qū)動(dòng)力矩的總值是：對(duì)于設(shè)計(jì)要求完全能夠滿足。

第六章氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理圖如下：6-1圖里面展示的機(jī)械手氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)如何工作的。通過空氣壓縮機(jī)，在快換接頭的作用下，進(jìn)到儲(chǔ)氣罐里面，從分水這里到過濾器，調(diào)壓閥，油霧器，進(jìn)到每一個(gè)并聯(lián)氣路上的電磁閥上，這樣可以對(duì)氣缸還有機(jī)械手的動(dòng)作