当长细比时，当长细比时，上式中活塞杆计算长度活塞杆横截面回转半径实心杆半径空心杆半径活塞杆断面惯性矩实心杆惯性矩空心杆惯性矩空心活塞杆内孔直径活塞杆截面积实心杆截面积空心杆截面积系数，查手册材料弹性模量，对钢取材料强度实验值，对钢取系数，对钢取查阅机械手册气缸设计章由表得安装方式为固定自由式，取，代入公式至实心杆半径由于，用公式所以该活塞杆满足稳定性条件。
驱动力校核测定手爪与手爪夹紧气缸质量为，估算为，设计加速度，则惯性力原式。
考虑活塞等的摩擦力，设定摩擦系数，总受力为因为，所以该气缸的尺寸符合实际使用驱动力要求。
前后运动气缸部分质量估算活塞杆及导向套材料采用钢缸体采用铝合金连接件采用。
查相关手册，号钢密度为.的密度为.密度为.经计算，可算出质量约为.导向装置气压驱动的机械手臂在进行伸缩运动时，为了防止手臂绕轴线转动，以保证手指的正确方向，并使活塞杆不受较大的弯曲力矩作用，以增加手臂的刚性，在设计手臂结构时，采用导向装置。
具体的安装形式应该根据本设计的具体结构和抓取物体重量等因素来确定，同时在结构设计和布局上应该尽量减少运动部件的重量和减少对回转中心的惯量。
目前常采用的导向装置有单导向杆，双导向杆，四导向杆等，在本设计中才用单导向杆来增加手臂的刚性和导向性。
.本章小结本章主要对机械手的手臂结构进行了设计计算，确定了手臂气缸的具体尺寸，对活塞杆进行了计算和稳定性的校核。
导向装置选用单向导杆。
机械手腰部和基座结构设计及计算.结构设计通过安装在机座上的旋转气缸转动，从而实现机器人的旋转运动，通过安装在转动壳体上的气缸实现手臂的上下移动。
采用了双导柱导向，以防止手臂在气缸活塞杆上转动，确保手臂随机座可以起转动。
支撑梁采用铝合金，以减轻重量和节省材料。
.控制手臂上下移动的腰部气缸的设计确定主要尺寸气缸内径和活塞杆直径的确定根据设计要求，结合末端执行器的尺寸以及伸缩气缸的结构尺寸，采用单活塞杆双作用气缸，初定内径为。
由，可得活塞杆直径圆整后，取活塞杆直径。
查手册取气缸工作压力。
由公式计入载荷率就能保证气缸工作时的动态特性。
若气缸动态参数要求较高且工作频率高，其载荷率般取，速度高时取小值，速度低时取大值。
若气缸动态参数要求般，且工作频率低，基本是匀速运动，其载荷率可取。
得。
缸筒壁厚和外径的设计缸筒直接承受压缩空气压力，必须有定厚度。
般气缸缸筒壁厚与内径之比小于或等于，其壁厚可按薄壁筒公式计算气缸缸筒材料采用为铝合金，代入己知数据，则壁厚为取，则缸筒外径为手部活塞杆行程长确定按设计要求，腰部上下运行距离为，即。
为防止活塞与缸壁碰撞，活塞行程留有定的余量。
故行程查有关手册圆整为。
活塞杆稳定性的计算当活塞杆的长度时，般按压杆稳定性来计算活塞杆直径。
当气缸承受的轴向负载达到极限值后，极微小的干扰力都会使活塞杆产生弯曲变形，出现不稳定现象，导致气缸不能正常工作。
活塞杆稳定性条件公式当长细比时，用公式实心杆回转半径实心杆截面积系数，由查表安装方式为固定固定式，得材料强度实验值，对钢取系数，对钢取代入公式至得，所以该活塞杆满足稳定性条件。
上下移动气缸部分质量估算活塞杆及导向套材料采用钢，缸体采用铝合金，连接件采用。
查相关手册，可得号钢密度为.的密度为.密度为.经计算，可算出质量约为所以总质量约为气缸结构设计缸筒和缸盖的连接查阅机械设计手册，选择拉杆式螺栓连接。
该结构简单，易于加工，易于装卸。
活塞杆与活塞的连接结构活塞杆与活塞的常用连接形式分整体结构和组合结构。
组合式结构又分为螺纹连接半环连接和锥销连接。
该气缸选择螺纹连接，结构简单，装卸方便，应用较多。
密封气缸密封的好坏，直接影响气缸的性能和使用寿命，正确设计选择和使用密封装置，对保证气缸的正常工作非常重要。
采用型密封圈。
工作可靠，静摩擦因素大，活塞的结构比较简单，目前使用的范围较广。
气缸的安装连接结构根据安装位置和工作要求不同可有法兰式脚架式支座式铰轴式。
由于结构需要，该气缸用法兰式安装连接。
.导向装置气压驱动的机械手臂在进行上下运动时，为了防止手臂绕轴线转动，以保证手指的正确方向，并使活塞杆不受较大的弯曲力矩作用，以增加手臂的刚性，在设计手臂结构时，采用导向装置。
具体的安装形式应该根据本设计的具体结构和抓取物体重量等因素来确定，同时在结构设计和布局上应该尽量减少运动部件的重量和减少对回转中心的惯量。
在本设计中才用双导向杆来增加腰部的刚性和导向性。
.平衡装置在本设计中，为了使手臂的两端能够尽量接近重力矩平衡状态，减少手爪侧的重力矩对性能的影响，故在手臂伸缩气缸侧加装平衡装置，根据抓取物体的重量和气缸的运行参数配块重量为的铁块。
这样，机械手臂的倾覆力矩就非常小，不会有翻到的状况发生。
.机身回转机构的计算旋转气压缸所需，。
计算将回转部件等效为
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（图纸）
PLC接线图 A3.dwg
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基座 A3.dwg
（图纸）
气路原理图 A3.dwg
（图纸）
手腕转动体 A3.dwg
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手抓装配图 A1.dwg
（论文）
说明书.doc
（图纸）
转动壳体 A3.dwg
（图纸）
装配图 A0.dwg
（独家原创）基于PLC控制四自由度气动式机械手设计（全套CAD图纸）
