觉，触觉，行走机构等按用途分类专用机械手附属于主机的，具有固定程序而无控制系统的机械装置。这种机械手工作对象不变，动作固定，结构简单，使用可靠，适用于成批，大量生产的生产自动线或专机作为自动上，下料用。通用机械手具有控制系统，程序可变，动作灵活多样的机械手。通用机械手的工作范围大，定位精度高，通用性强，适用于工件经常变换的中，小批量自动化生产。工业机械手的组成工业机械手是由执行机构，驱动系统和控制系统所组成执行机构执行机构由抓取部分手部,腕部,肩部和行走机构等运动部件组成驱动机构有气动,液动,电动和机械式四种形式控制系统有点动控制和连续控制两种方式大多数用插销板进行点位程序控制,也有采用可编程序控制器控制,微型计算机数字控制,采用凸轮,磁盘磁带,穿孔卡等记录程序主要控制的是坐标位置,并注意其加速度特性基体机身基体是整个机械手的基础工业机械手的技术发展方向国内外实际上使用的定位控制的机械手,没有视觉和触觉反馈目前世界各国正积极研制带有视觉和触觉的工业机械手,使它能对所抓取的工件进行分辨,选取所需要的工件,并正确地夹持工件,进而精确地在机器中定位,定向为使机械手有眼睛去处理方位变化的工件和分辨形状不同的零件,它由视觉传感器输入三个视图方向的视觉信息,通过计算机进行图形分辨,判别是否是所要抓取的工件为防止握力过大引起物件损坏或握力过小引起物件滑落下来,般采用两种方法是检测把握物体手臂的变形,以决定适当的握力另种是直接检测指部与物体的滑落位移,来修正握力因此这种机械手就具有以下几个方面的性能能准确地抓住方位变化的物体能判断对象的重量能自动闭开障碍物抓空或抓力不足是能检测出来这种具有感知能力并能对感知的信息作出反应的工业机械手称为智能机械手,它是具有发展前途的现在,工业机械手的使用范围只限于在简单复杂的操作方面节省人力,其效益是代替人从事繁重的工作和危险的工作,在恶劣环境下尤其明显至于在汽车工业和电子工业之类的费工的工业部门,机械手的应用情况决不能说是很好的虽然这些工业部门工时不足的问题很尖锐,但采用机械手只限于小部分工序其原因之是,工业机械手的性能还不能满足这些部门的要求,适于机械手工作的范围很小另外经济性问题当然也很重要,采用机械手来节约人力从经济上看不定总是合算的,然而,利用机械手或类似机械设备节省和实现生产合理化的要求,今后还会增长工业机械手的设计的内容拟订整体方案,特别是传感,控制方式与机械本体的有机结合的设计方案根据给定的自由和技术参数选择合适的手部,腕部,肩部和机身的结构各部件的设计计算工业机械手工作装配图的设计与绘图液压系统图的设计与绘图电气控制的绘制编写设计计算说明书第章手部的设计手部的功能分类机械手的手部是用来抓取并握紧工件的，它包括手爪和夹紧装置两部分。夹持工件的迅速灵活准确和牢靠程度，直接影响到机械手的性能，是机械手的关键部件之。由于被握持工件的形状，尺寸大小，重量，材料性能，表面状况等的不同，所以工业机械手的手部结构是多种多样的，大部分的手部结构是根据特定的工件要求而设计的。归纳起来，常用的手部，按其握持工件的原理，大致可分成夹持和吸附两大类。夹持类常见的主要有夹钳式，此外还有钩托式和弹簧式。夹持类手部按其手指夹持工件时的运动方式，可分为手指回转型和手指平移型两种。吸附类可分有气吸式和磁吸式。夹钳式手部设计的基本要求手指握力夹紧力大小要适当。除工件的重力外，要能保证工件在传送过程中不松动或脱落，还考虑转送或操作过程中所产生的惯性和振动，以保证工件夹钳安全可靠夹持范围要与工件相适应。手爪的开闭角度手爪张开或闭合时两个极限位置所摆动的角度应能适应夹紧较大的直径范围夹持精度要高。既要求工件在手爪内有准确的相对位置，又不夹坏工件表面。般需根据工件的形状选择相应的手爪结构如圆柱形工件应采用带形槽的手爪来定位对于工件表面光洁度较高的，应在手爪上镶铜夹布胶木或其他软质垫片等夹持动作要迅速灵活要求结构紧凑，重量轻，效率高。在保证本身刚度，强度的前提下，尽量可能使结构结构紧凑，重量轻，以利于减轻手臂的负载。应考虑通用性和特殊要求。般情况下，手部多是专用的，为了扩大它的使用范围，提高它的通用化程度，以适应夹持不同尺寸和形状的工件需要，通常采取手指可调整的办法。夹钳式手部的计算与分析夹紧液压缸的计算手指加在工件上的夹紧力，是设计手部的主要依据。必须对其大小，方向和作用点进行分析，计算。般来说，夹紧力必须克服工件重力所产生的静载荷以及工件运动状态变化所产生的载荷惯性力或惯性力矩。以使工件保证可靠的夹紧状态。手指加在工件上的夹紧力可按下式计算式中安全系数,通常取工作情况系数，主要考虑惯性力的影响性力的影响可近似按下式估算其中运载工件时重力方向的最大上升加速度重力加速度可按下式估算式中运载工件时重力方中采用缓冲装置,形成缓冲回路。当液压缸运动快到希望点时,由位置检测检测装置电位器发讯号给微机,然后微机控制电磁铁通电切断二位二通阀的通路,液压缸的回路改经节流阀回油箱,增大了回油路的阻力,使液压缸速度减慢,防止冲击达到缓冲目的,这种回路也适用于摆动缸。也可以在油路中设置单向行程节化程度和通用性方面不如上述方案。系统安全可靠性手臂俯仰缸或手臂升降缸在系统失压情况下会自由下落或超速下行，所以应在回路中增加平衡回路，方法可用单向顺序阀做平衡阀。手臂伸缩缸有俯仰状态时，亦应同样考虑。夹紧缸在夹紧工件时，为防止失电等意外情况，应加锁紧保压回路。为防止夹紧缸压力受系统压力波动的影响或过高，导致夹紧力过大损坏工件，或过低无法夹紧工件，造成意外的安全事故，需在油路上增加减压阀保证夹紧缸的压力恒定不变。液压系统的合成和完善在上述主要液压回路选好后，在配上其他功用的辅助油路如卸荷，测压等油路，就可以进行合并，完善为整体的液压系统，并编制液压系统动作循环及电磁铁动作顺序表。计算和选择液压元件液压泵计算液压泵的工作压力泵的工作压力是所有液压缸中工作压力最大者与泵至该液压缸的全部压力损失之和即式中管道和各阀的全部压力损失之和计算液压泵的流量式中所有液压缸中所需流量最大的流量泄漏折算系数，般选择液压缸的规格参考设计手册或产品样本，选取其额定压力比高，其流量与上述计算致的液压泵。计算功率,选用电动机按工况图找出所有缸图最高功率点的对应的计算值和泵的额定流量的乘积，然后除以泵的总效率选择液压控制阀按控制阀的额定压力和额定流量大于系统最高工作压力和通过该阀的最大流量的原则来选用系统的各类液压阀。选择液压辅助元件滤油器按泵的最大流量选取流量大些的滤油器油管和管接头油管和管接头的通径按与阀致来选取油箱体积油箱容量与系统的流量有关，其容量的大小可从散热角度来设计计算出系统发热量与散热量，在考虑冷却散热后，从热平衡角度计算出油箱容箱。般式中液压泵的额定流量油箱的有效容积与系统压力有关的经验数字拟定液压系统换向回路夹紧缸换向选用二位二通电磁阀，其它缸全部选用型三位四通电磁换向阀选电磁阀便于微机控制，选中位为型使定位准确如图图换向回路调速方案本系统功率较小，故选简单的进油路节流阀调速同样理由选用单泵供油，力求获得较好的经济性。如图图进油节流调速方案系统的安全可靠性为防止伸缩缸在俯仰定角度后自由下滑，都采用单向顺序阀来平衡，如图图液压防滑保护回路为保证夹紧缸夹持工作的可靠性选用液控单向阀保压和锁紧，如图图夹紧缸保压回路合成并完善液压系统合成后的液压系统图如图压力继电器在夹紧工件后发讯，让微机控制其他缸开始动作。二位二通电磁换向阀用于系统卸荷。图液压系统图根据动作要求编制液压动作循环及电磁铁动作顺序表，如表所示表电磁铁的动作顺序表选择液压控制阀和辅助元件根据工况图中选元件额定流量，根据选元件的额定压力如表所示第六章电气控制系统电气控制系统简介工业机械手的电气控制系统相当于人的大脑，它指挥机械手的动作，并协调机械手与生产系统之间的关系。机械手的工作顺序，应达到的位置，如手臂上下移动，伸缩，回转及摆动，手指的开闭动作，以及各个动作的时间，速度等，都是在控制系统的指挥下，通过每运动部件沿各坐标轴的动作按照预先整定好的程序来实现的。般机械设备的控制系统，多着眼于自身运动的控制，而机械手的控制系统更注意本部与操作对象的关系。因此，对于机械手的控制系统来说，无论多么高级的系统，如果不能控置，都是毫无意义的。控制系统的结构般分为开环系统和闭环系统两种闭环控制系统也叫反馈控制系统，是种不断把给定值和各控制量进行比较，使其偏差为零的控制系统。而开环控制系统，即使有局部的小的闭环存在，但主要控制量是不用反馈控制的。对比两者，通常闭环系统的抵抗外部干扰和系统中主要单元的特性变化和能力强，而开环系统较弱。机械手的闭环系统控制受各种因素的影响，如外部负荷力，活动部分的内部摩擦，伺服阀的漂移，滞后，比较仪，伺服放大器的漂移，随动系统的粘滞性摩擦，反向电动势的影响等导致闭环控制系统产生静态误差。因而闭环控制的精度和定位时间等控制性能也有定限度，要超过闭环控制系统的控制性能的界限必须采用由最佳控制理论所规定的控制结构，其中有时采用开环控制。因此要提高机械手的性能，应不局限于开环或闭环的系统而吸收两者之长。运动控制方式有点位控制和连续控制两种。点位控制方式就是由点到点的控制方式，只对机械手运动部件手腕臂所应到达空间点的定位进行控制，而对两个定位点之间的运动轨迹则不加控制。这种方式可达到较高的重复定位精度。点位控制又分为两点控制和多点控制两种。如果机械手抓取和放置工件的位置都是准确而固定的，如上下料专用机械手，可由挡块，行程开关等来定位，采用起点的终点的两点控制方式。通用工业机械手则要求多点定位，而且要经常更换设定位置，这时般装有位置检测器作为运动位置的反馈，即采用多点式控制。两点的点位控制可用普通的继电器控制线路实现，多点式的点位控制则常常采用继电器顺序控制器，可编程序控制器和微机控制系统等。机械手的电气控制机械手电气控制系统，除了有多工步特点之外，还要求有连续控制和手动控制等操作方式。本次设计采用步进控制的方式来实现对机械手工作过程的控制。步进控制工作流程如图图步进控制工作流程