必须克服手腕起动时所产生的惯性阻力矩，手腕的转动轴与支承处的摩擦阻力矩以及由于转动件的中心与转动轴线不重合所产生的偏置力矩。计算方法如下摩擦阻力矩.式中摩擦系数，对于滚动轴承，对于滑动轴承,轴承的支承反力，可按手腕转动轴的受力分析求解，轴承直径.工件重心偏置引起的偏置力矩.式中，工件重量偏心距即工件重心到回转中心线的垂直距离，当工件重心与手腕回转中心线重合时，为。本设计中工件外形比较规则，且工件尺寸不大，所以，可以考虑为工件中心直与手腕回转中心线重合，即为。腕部启动时的惯性阻力矩当知道手腕回转角速度时，可用下式计算.式中参与手腕转动的部件对转动轴线的转动惯量工件对手腕转动轴线的转动惯量手腕转动时的角速度弧度起动过程所需的时间当知道手腕回转启动过程中转过的角度时，可用下式计算.式中手腕转动时的角速度弧度启动过程中转过的角度手腕转动时所需的驱动力矩可按下式计算.本设计中腕部启动时间设计为.考虑到摩擦损失等因素，般将取大些，可取.考虑到步进电机的扭矩可能不够，而且为了减小轴向尺寸，因此使步进电机与液压缸平行安装，中间通过对减速齿轮来增大扭矩。.本章小结本章主要介绍了冲压机械手的腕部结构设计，腕部的功能是通过与手部的连接，直接控制手部的旋转与直线运动。其在使用的过程中同样承受力矩的作用，所以在结构设计的过程中同样应注重理论计算。腕部的刚度和强度是设计冲压机械手的主要设计环节，本章通过理论计算的方式校核了腕部尺寸及其结构设计的合理性。图回转缸第章工业机械手臂部的设计.概述臂部是冲压机械手的主要执行部件，其作用是支承手部和腕部，并改变手部在空间的位置。工业机械手的臂部般具有个自由度，即伸缩回转俯仰和升降。臂部总重量较大，受力般较为复杂，在运动时，直接承受腕部手部和工件或工具的动静载荷，尤其高速运动时，将产生较大的惯性力或惯性矩，引起冲击，影响定位的准确性。臂部运动部分零部件的重量直接影响着臂部结构的刚度和强度。专用机械手的臂部般直接安装在主机上，工业机械手的臂部般与控制系统和驱动系统起安装在机身上，机身可以是固定式的，也可以带有行走机构，可沿地面或导轨运动。臂部的结构形式必须根据机械手的运动形式抓取重量动作自由度运动精度等因素来确定。同时，设计时必须考虑到手臂的受力情况油气缸及导向装置的布置内部管路与手腕的连接形式等因素。因此设计臂部机构时般要注意下述要求刚度要大为防止臂部在运动过程中产生过大的变形，手臂的截面形状要合理。工字形截面的弯曲强度般比圆截面大空心管的弯曲刚度和扭转刚度都比是新轴大。所以常用钢管作臂杆及导向杆，用工字钢和槽钢作支承板。导向性要好为防止手臂在直移运动中，沿运动轴线发生相对转动，或设置导向装置，或设计方形花键等形式的臂杆。偏重力矩要小所谓偏重力矩就是指臂部的重量对其支承回转轴所产生的静力矩。为提高机械手的运动速度，要尽量减小臂部运动部分的重量，以减小偏重力矩和整个臂部对回转轴的转动惯量。运动要平稳，定位精度要高由于臂部运动速度越高，重量越大，惯性力引起的定位钱的冲击也就越大，运动既不平稳，定位精度也不会高。故应尽量减小臂部运动部分的重量，使结构紧凑重量轻，同时要采取定形式的缓冲措施。.冲压机械手臂部的结构形式冲压机械手的臂部结构般包括臂部伸缩回转俯仰升降等运动的结构以及与其有关的构件，如传动机构驱动装置导向定位装置支承连接件和位置检测元件等。此外还有与腕部连接的有关构件及配管线等。冲压机械手臂部伸缩运动的结构伸缩运动的结构主要有以下几种形式.采用倍增机构的臂伸缩结构这种结构的特点是传递效率高，易于实现较大的行程和速度。.采用单导向杆的臂伸缩结构这种结构由于活塞杆导向杆和检测棒全部藏在缸体内，结构紧凑外观整洁，但增加了缸体厚度，将大幅度增加臂部结构的重量，般用于小型机械手。采用大直径导向管的臂伸缩结构该结构根大直径导向管作伸缩臂。采用燕尾型导轨的臂伸缩结构采用这种导轨导向，刚度大工作平稳。采用双导向杆的臂伸缩结构其特点是手里均衡，可用于抓重大行程较长的场合采用四根导向柱的臂伸缩结构其特点是行程长抓重较大。工件形状不规则时，为了防止产生较大的偏重力矩，采用四根导向柱。本设计的手部伸缩运动的机构采用形式，即双导向杆结构。如图图手部伸缩缸冲压机械手臂部俯仰运动的结构冲压机械手的臂部俯仰运动，般采用铰接油气缸来实现。铰接油气缸位于油缸下方，活塞杆与手臂之间用铰链连接，缸体与立柱之间用耳插销轴等方式连接。如图所示，臂部的俯仰由铰接臂部的活塞杆的运动来实现。冲压机械手臂部回转及升降的结构本设计采用齿条缸式臂回转结构，如图所示。这种齿条缸比般回转缸有较大的输出扭矩和较大的回转角可大于，但结构尺寸般比较大，所以安装在升降缸的下部固定在底座上。回转运动由齿条活塞杆驱动齿轮带动输出轴转动，输出轴和升降缸缸体连接，带动缸体转动，再带动手臂回转。升降运动由升降缸活塞杆带动手臂升降。图手臂导向装置冲压机械手的手臂伸缩及升降运动机构上设有导向装置，其目的是.防止移动件在伸缩及升降时产生不必要的转动，以保证手臂运动方位的准确性。冲压机械手的手臂伸缩及升降运动机构上设有导向装置，其目的是.防止移动件在伸缩及升降时产生不必要的转动，以保证手臂运动方位的准确性。.增大移动部件的刚性，减少移动部件由于自重与抓取重量变化所引起的变形与位移。承受移动部件的部分自重和抓取工件或工具的部分重量。增大移动部件的刚性，减少移动部件由于自重与抓取重量变化所引起的变形与位移。承受移动部件的部分

（图纸） 冲压机械手臂装配图.dwg

（其他） 冲压机械手--手臂部分设计论文.doc

（图纸） 夹紧缸.dwg

（其他） 评语.doc

（其他） 任务书.doc

（图纸） 伸缩缸.dwg

（图纸） 手腕回转缸.dwg