西安文理學院機械電子工程系本科畢業(yè)設計（論文）題目連桿裝箱機械手設計專業(yè)班級機電08級二班學號08102080223學生姓名陳凡指導教師姚慧設計所在單位西安文理學院2012年5月連桿裝箱機械手的機械設計摘要：工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產設備。工業(yè)機械手也是工業(yè)機器人的一個重要分支。主要敘述了機械手的設計計算過程。本文比較全面地討論了工業(yè)機械手的手部和腕部、手臂伸縮機構以及上升和回轉機構等主要部件的結構設計。并在最后做了一些液壓控制方面的設計，繪制了液壓系統圖等。工業(yè)機械手是近代自動控制領域中出現的一項新技術，并已成為現代機械制造生產系統中的一個重要組成部分，這種新技術發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學科機械手工程。機械手涉及到力學、機械學、電器液壓技術、自動控制技術、傳感器技術和計算機技術等科學領域，是一門跨學科綜合技術關鍵字：機械手；氣動；自由度；ConnectingrodloadingmanipulatordesignAbstract:Industrialrobotisdevelopedinrecentdecadesasahigh-techautomatedproductionequipment.Industrialrobotmanipulatorisanimportantbranchofindustry.Mainlydescribesthedesignofthemechanicalhandcalculation.Thismorecomprehensivediscussionoftheindustrialrobothandandwrist,armstretchingupandrotatingbodiesandagenciesandothermajorcomponentsofthestructuraldesign.Modernautomaticcontrolofindustrialrobotsisanewemergingfieldoftechnology,andhasbecomeamodernmechanismintheproductionsystemisanimportantpart,thisnewtechnologyhasdevelopedrapidly,andgraduallybecomeanewsubject-Mechanicalhand.Manipulatorinvolvesmechanics,mechanics,electricandhydraulictechnology,automaticcontroltechnology,sensortechnologyandcomputertechnologyfieldsofscience,isacross-disciplinarytechnology.Keywords:manipulator，pneumatic，freedom西安文理學院畢業(yè)設計（論文）第1頁目錄第一章緒論.11.1機械手的基本概念.11.2國內外的發(fā)展狀況.11.3機械手特點、研究意義.21.3.1機械手的特點.21.3.2機械手的研究意義.21.4機械手的組成.31.4.1機械手的組成.31.5設計任務介紹及意義.3第二章機械手總體結構的確定.42.1機械手的運動自由度.42.2工作空間的確定.42.3額定負載的確定.42.4機械手結構形式的確定.42.5運動速度.52.6定位精度.62.7機械手的技術參數列表.62.8機械傳動系統設計.6第三章手部結構設計.83.1夾持式手部結構.83.1.1手指的形狀和分類.83.1.2設計時考慮的幾個問題.83.1.3手部夾緊氣缸設計.9第四章手腕結構設計.134.1手腕的自由度.134.2手腕的驅動力矩的計算.144.2.2回轉氣缸的驅動力矩計算.164.2.3手腕回轉缸的尺寸.16第五章手臂伸縮，升降，尺寸設計與校核.165.1手臂伸縮氣缸的尺寸設計與校核.165.2縱向氣缸的設計.185.3導向裝置.215.4平衡裝置.21第六章總結.22第七章致謝.23參考文獻.24西安文理學院畢業(yè)設計（論文）第1頁第一章緒論1.1機械手的基本概念機械手，屬工業(yè)機器人的范疇，機器人學是近幾十年來迅速發(fā)展起來的一門綜合學科。它集中了機械工程、電子工程、計算機科學、自動控制以及人工智能等多種學科的最新研究成果，體現了光機電一體化技術的最新成就，是當代科學技術發(fā)展最活躍的領域之一，也是我國科技界跟蹤國際高技術發(fā)展的重要課題?！皺C械手”（manipulator）：多數指附屬于主機、程序固定的自動抓取、操作裝置（國內一般稱作機械手或專用機械手）。一個完整的氣壓系統是由以下幾部分組成的：(1)能源部分。包括泵裝置和蓄能器，它們能夠輸出氣體，把原動機的機械能轉變?yōu)闅怏w壓力能，并儲存起來。(2)執(zhí)行機構部分。是氣缸、氣動機等，它們用來帶動運動部件，將氣體壓力能轉變成使部件運動的機械能。(3)控制部分。是各種液壓閥，用于控制流體的壓力、流量和流動方向，從而控制執(zhí)行部件的作用力、運動速度和運動方向，也可以用來卸載，實現過載保護等。(4)輔助部分。是系統中除了上述三部分以外的所有其他元件，如油箱、壓力表、管路等。液壓系統中機械手主要實現的輔助功能：(1)機械手的伸、縮、回轉和工件的松開和拉緊動作等。(2)工件的自動松開、夾緊。(3)工作臺的松開夾緊、交換工作臺的自動交換動作。(4)機械手的運動部件平衡。如機械手軸箱的重力平衡、機械手的平衡裝置等。(5)機械手運動部件的制動和離合器的控制、齒輪撥又換擋等。(6)機械手的自動開關。液壓系統在機械手中所起的作用是通過電一氣轉換元件把控制信號進行功率放大，對氣壓動力機構進行方向、位置和速度的控制，進而控制機械手的手臂按給定運動規(guī)律動作。氣壓動力機構多數情況下采用直線氣壓缸或擺動氣壓缸，用于實現手臂的伸縮、升降以及手腕的回轉。1.2國內外的發(fā)展狀況專用機械手經過幾十年的發(fā)展，如今已進入了以通用機械手為標志的時代。通用機械手可以應用于更加多的場合，從而節(jié)約了不少的開發(fā)以及設計的成本。由于通用機械手的發(fā)展，進而促進了智能機器人的研制。通用機械手涉及的內容，不僅包括一般的機械、液壓、氣動等基礎知識，而且還應用了一些電子技術、電視技術、通訊技術、計算技術、無線電控制、仿生學等，因此它是一項綜合性較強的技術。目前國內外對發(fā)展這一技術都很重視。幾十年來，這項技術的研究和發(fā)展一直比較活躍，