1、.多功能機械手的設(shè)計摘要: 本次設(shè)計的多功能機械手用于加工自動線上，主要由手爪、手腕、手臂、機身、機座等組成，具備上料、翻轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)位等多種功能，并按該自動線的統(tǒng)一生產(chǎn)節(jié)拍和生產(chǎn)綱領(lǐng)完成以上動作。本機械手機身采用機座式，自動線圍繞機座布置，其坐標形式為球坐標式，具有立柱旋轉(zhuǎn)、手臂伸縮、手臂俯仰、腕部轉(zhuǎn)動和腕部擺動5個自由度；驅(qū)動方式為液壓驅(qū)動，且選用雙聯(lián)葉片泵，系統(tǒng)壓力為2.5MPa，電機功率為5.5KW，共有整機回轉(zhuǎn)油缸、手臂俯仰油缸、手臂伸縮油缸、手腕擺動油缸、手腕回轉(zhuǎn)油缸、手爪夾緊油缸6個液壓缸；定位采用機械擋塊定位，定位精度為0.51mm，采用行程控制系統(tǒng)實現(xiàn)點位控制。 關(guān)鍵字： 機械手，

2、球坐標，液壓，機械擋塊 ，點位控制Abstract: The current design of multifunctional mechanical hand used for R175-type diesel organisms automatic processing line, mainly consist of claw, wrists, arms, body, base and so on. With moving the materials, turnover and transfer spaces, and many other functions, the automatic

3、 line with the unified production rhythms and production program completed more moves. With the automatic production line rhythms and the production of complete reunification of the above movements, automatic line is around the machine arrange, the coordinates of the ball coordinates of the form, wi

4、th huge rotary, extendable arm, arm pitch, hitting and hitting back five moves freedom; Driven approach to hydraulic-driven, and the choice of double leaves pumps, the system pressure to 2.5MPa, 5.5KW electrical power for a total of whole sets of rotation tank, arm tilt cylinders, fuel tanks extenda

5、ble arm, wrist swing tank, wrist rotation tank, claw clip tank six hydraulic oil tank; positioning a piece of machinery turned positioning, positioning accuracy for 0.51mm, using control systems to achieve their point spaces control. Key words: Mechanical hand, the ball coordinates, hydraulic, mecha

6、nical turned pieces, control point spaces前 言本次畢業(yè)設(shè)計是在學完大學四年的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，進行了一系列的生產(chǎn)實習和以前各次課程設(shè)計的基礎(chǔ)上進行的一次綜合性的大總結(jié)。旨在培養(yǎng)我們綜合運用所學的基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識去分析和解決生產(chǎn)實際問題的能力及培養(yǎng)正確的設(shè)計思想，并通過運用設(shè)計標準、規(guī)范、手冊、圖冊、和查閱有關(guān)技術(shù)資料去進行理論計算、結(jié)構(gòu)思考、繪制圖樣、寫相關(guān)說明性材料，培養(yǎng)我們機械設(shè)計的基本技能和工程設(shè)計工作者的基本素質(zhì)，為我們走上工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計課題為R175型柴油機機體加工自動線上用的多功能機械手。隨著生產(chǎn)率水平的提高，人們

7、對產(chǎn)品精度和質(zhì)量要求越來越來嚴格，企業(yè)生產(chǎn)線的自動化程度要求越來越高，工業(yè)機械手已成為多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備。此次設(shè)計的機械手各組成部分有：手爪、手腕、手臂、機身、機座等。并對其進行了嚴謹、詳細的設(shè)計、計算、校核和繪圖。由于自身缺乏實踐經(jīng)驗，而且本次設(shè)計內(nèi)容較多，任務繁重，而且這方面的資料少，加重了設(shè)計的難度。所以在設(shè)計中難免會出現(xiàn)這樣那樣的錯誤，還請各位老師斧正?？傊蚁Ｍㄟ^本次畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應性的訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為將來的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。目 錄一、方案設(shè)計及主要參數(shù)的確定5（一）方案設(shè)計 5（二）主要參數(shù)的確定 6二、

8、抓取機構(gòu)的設(shè)計7（一）抓取機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的確定 7（二）夾緊力（握力）的確定7（三）夾緊缸驅(qū)動力的計算 10（四）夾鉗式抓取機構(gòu)的定位誤差分析 11（五）夾緊液壓缸主要尺寸的確定 13三、送放機構(gòu)的設(shè)計 16（一）概述16（二）液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 18（三）機械手的腕部設(shè)計 21（四）機械手的手臂和機身的設(shè)計 32（五） 液壓系統(tǒng)元件的選擇 38（六）液壓系統(tǒng)回路的分析39四、控制系統(tǒng)的設(shè)計42五、參考文獻43六、謝辭44七、附錄：科技論文翻譯45一、方案設(shè)計及主要參數(shù)的確定（一）方案設(shè)計根據(jù)課題要求，機械手需要具備上料、翻轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)位等多種功能，并按該自動線的統(tǒng)一生產(chǎn)節(jié)拍和生產(chǎn)綱領(lǐng)完成以上動作

9、，因此可采用以下多種設(shè)計方案。（1）直角坐標系式，自動線成直線布置，機械手空中行走，順序完成上料、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)位等功能。這種方案結(jié)構(gòu)簡單，自由度少，易于配線，但需要架空行走，油液站不能固定，這使設(shè)計復雜程度增加，運動質(zhì)量增大。（2）機身采用立柱式，機械手側(cè)面行走，順序完成上料、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)位等功能，自動線仍呈直線布置。這種方案可以集中設(shè)計液壓站，易于實現(xiàn)電氣、油路定點連接，但占地面積大，手臂懸伸量較大。（3）機身采用機座式，自動線圍繞機座布置，順序完成上料、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)位等功能。這種案具有電液集中、占地面積小、可從地面抓取工件等優(yōu)點，但配線要求較高。本設(shè)計擬采用第三種方案，如圖（1）所示。這是一種球坐標式

10、機械手，具有立柱旋轉(zhuǎn)z、手臂伸縮x、手臂俯仰y、腕部轉(zhuǎn)動x和腕部擺動y五個自由度。圖（1）（二）主要參數(shù)的確定1. 抓取重量15kg2. 坐標形式和自由度坐標形式為球坐標式，有五個自由度。3.工作行程工作行程由已知條件及方案分析確定：最大工作半徑1500mm；手臂最大中心高1000mm；手臂水平中心高700mm；手臂伸縮行程450mm；手臂回轉(zhuǎn)范圍：=0270；手腕回轉(zhuǎn)范圍：翻轉(zhuǎn)=0180；腕部擺動范圍：轉(zhuǎn)位=090；手臂上下擺動角度：=060。4.運動速度直線運動速度：手臂伸縮行程l=450mm，運動時間t=2s，則手臂伸縮速度為：v=0.45/2=0.225m/s；回轉(zhuǎn)運動速度：定為60/s。5.驅(qū)動方式驅(qū)動方式采用液壓驅(qū)動的方式。由于機械手操作時各缸不同時工作，手臂伸縮缸和手臂回轉(zhuǎn)缸所需的流量大，其余各缸所需的流量均較小，因此可選用雙聯(lián)葉