。目前，在国外，也在研究用碳纤维复合材料制造机器人手臂。碳纤维复合材料抗拉强度高，抗振性好，比重小其比重相当于钢的，相当于铝合金的，但是，其价格昂贵，且在性能稳定性及制造复杂形状工件的工艺上尚存在问题，故还未能在生产实际中推广应用。目前比较有效的办法是用有限元法进行机器人手臂结构的优化设计。在保证所需强度与刚度的情况下，减轻机器人手臂的重量。机器人各关节的轴承间隙要尽可能小，以减小机械间隙所造成的运动误差。因此，各关节都应有工作可靠便于调整的轴承间隙调整机构。机器人的手臂相对其关节回转轴应尽可能在重量上平衡，这对减小气缸负载和提高机器人手臂运动的响应速度是非常有利的。在设计机器人的手臂时，应尽可能利用在机器人上安装的机电元器件与装置的重量来减小机器人手臂的不平衡重量，必要时还要设计平衡机构来平衡手臂残余的不平衡重量。机器人手臂在结构上要考虑各关节的限位开关和具有定缓冲能力的机械限位块，以及驱动装置，传动机构及其它元件的安装。工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件如油缸气缸齿轮齿条机构连杆机构螺旋机构和凸轮机构等与驱动源如液压气压或电机等相配合，以实现手臂的各种运动。手臂在进行伸缩或升降运动时，为了防止绕其轴线的转动，都需要有导向装置，以保证手指按正确方向运动。此外，导向装置还能承担手臂所受的弯曲力矩和扭转力矩以及手臂回转运动时在启动制动瞬间产生的惯性力矩，使运动部件受力状态简单。导向装置结构形式，常用的有单圆柱双圆柱四圆柱和形槽燕尾槽等导向型式。毕业设计论文具体到本设计，机械手的垂直手臂大臂升降和水平手臂小臂的伸缩运动都为直线运动。考虑到机械手的动态性能及运动的稳定性，安全性，两手臂的调节采用手动螺栓调节，不用再设计另外的执行件了。气缸选择单活塞杆的双作用气缸，他是气缸中应用最广泛的种。活塞杆上的驱动推力，驱动拉力和活塞直径的计算驱动推力推驱动拉力拉两式中活塞直径，工作压力，η气缸的效率，般取η左右活塞杆直径，。从两式中将η带入可得活塞直径的计算公式，即推拉以上两式的计算结果应取较大的那个值作为活塞直径即缸筒内径。式中活塞杆的直径在初步计算时应先估定算出后亦应按单作用气缸所述的方法进行圆整。机械手手部的结构设计由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手部。夹持式手部由手指或手爪和传力机构所构成。手指是与物件直接接触的构件，常用的手指运动形式有回转型和平移型。回转型手指结构简单，制造容易，故应用较广泛平移型应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆形零件时，工件直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围大的工件。毕业设计论文手指结构取决于被抓取物件的表面形状被抓部位是外廓或是内孔和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的形面的和曲面的手指有外夹式和内撑式指数有双指式多指式和双手双指式等。而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。传力机构型式较常用的有滑槽杠杆式连杆杠杆式斜面杠杆式齿轮齿条式丝杠螺母式，式弹簧式和重力式等。附式手部主要由吸盘等构成，它是靠吸附力如吸盘内形成负压或产生电吸磁力吸附物件，相应的吸附式手部有负压吸盘和电磁盘两类。对于轻小片状零件光滑薄板材料等，通常用负压吸盘吸料。造成负压的方式有气流负压式和真空泵式。对于导磁性的环类和带孔的盘类零件，以及有网孔状的板料等，通常用电磁吸盘吸料。电磁吸盘的吸力由直流电磁铁和交流电磁铁产生。用负压吸盘和电磁吸盘吸料，其吸盘的形状数量吸附力大小，根据被吸附的物件形状尺寸和重量大小而定。此外，根据特殊需要，手部还有勺式如浇铸机械手的浇包部分托式如冷齿轮机床上下料机械手的手部等型式。具体到本设计，因为抓取的零件为钣金件毛坯或成品件,使用气流负压式吸盘。机械手理论分析和设计计算机械手理论分析和设计计算系统设计计算确定气压系统基本方案气压执行元件大体分为气缸和气动马达，气缸是利用压缩空气的压力能转换为机械能的种能量转换装置，他可以输出力，驱动工作部分作直线往复运动或往复摆动。部分气缸简要说明见表表气缸简要说明表名称特点简要说明柱塞式气缸加工简单单方向运动活塞式气缸结构简单单方向运动薄膜式气缸结构紧凑单向工作，无漏气现象，行程短普通气缸应用广发压缩空气推动活塞双向运动双活塞杆气缸应用广泛活塞双向运动速度相等不可调缓冲气缸带缓冲作用活塞临近行程终端时，减速制动，减速值不可调可调缓冲气缸带缓冲缓冲值可根据需要调整活塞带导向杆气缸运动平稳增加根偏心导向杆，可防止活塞转动串联式气缸活塞杆输出力可增大倍径向结构紧凑，轴向尺寸增大本设计因为机械手的形式为圆柱坐标形式，具有个自由度，个转动自由度。同时考虑机械手的工作载荷和工作现场环境对机械手布局以及定位精度毕业设计论文的具体要求以及计算机的控制的因素，腰部的回转用气缸带动齿条实现，剩下的两个运动均为直线运动。气压缸的总机械载荷的计算根据机构的工作情况气压缸所受的总机械载荷为式中，为外加的载荷，因为水平方向无外载荷，故为为活塞上所受的惯性力为密封阻力为导向装置的摩擦阻力为回气被压形成的阻力的计算式中，为气缸所要移动的总重量，取为为重力加速度，为速度变化量启动或制动时间，般为，取将各值带入上式，得的计择,以提高真空吸着的能力,又不致使吸着响应过长。可选用标准型真空发生器,其最大真空度其中其它元件选定供给阀选外部先导型,因设置在压力管路中,选用般换向阀即可。其有效截面积不宜小于真空发生器喷嘴几何面积的倍,且真空发生器供气口的连接管内径也不宜小于喷嘴直径的倍。以减少供给回路的压力损失。真空破坏阀选真空型。由于设置于真空回路中,故必须选用能在真空条件下工作的换向阀。常见的结构形式有截止式膜流式和滑阀式。真空换向阀要求不泄漏,且不用油雾润滑。故使用截止式和膜流式阀芯结构比较理想。真空过滤器选择型,通过真空过滤器的最大吸入流量应小于该过滤器的推荐流量。空气压缩机的型号选择工作压力容积流量所以选择型号为的空气压缩机。总结总结机械手为冲床上料机械手。选用圆柱坐标和自由度。机械手的各执行机构，包括手部手腕手臂等部。用气流负压式吸盘来吸取板料工件。该机械手在工作中需要三个具体动作,即为手臂的回转运动，自由度为腰座的转动,机械手的升降和伸缩，采用螺母和螺栓调节，综合考虑，机械手自由度数目取为，即个转动自由度，坐标形式选择圆柱坐标形式，其特点是结构比较简单,手臂运动范围大,且有较高的定位准确度。考虑到腰座是机器人的第个回转关节，对机械手的最终精度影响大，故采用气缸带动齿条齿轮驱动来实现腰部的回转运动。在分析了具体工作要求后，综合考虑各个因素。机械手腰部的旋转运动需要定的定位控制精度，故采用步进电机驱动来实现机械手的手部结构设计在工件是板料，使用气流负压式吸盘，采用气动驱动致谢参考文献李允文工业机械手设计北京机械工业出版社，蔡自兴机械人学的发展趋势和发展战略北京机械人技术王承义机械手及其应用北京机械工业出版社，金茂青国外工业机械人发展的态势分析北京中国铁道出版社，张建民工业机器人北京北京工业大学出版社，唐保宁，高学满机械设计与制造简明手册上海同济大学出版社，费仁元，张慧慧机器人机械设计和分析北京北京工业出版社，周宏气动工程手册北京国防工业出版社，周洪，陆鑫盛自动化系统的优化设计上海上海科学技术文献出版社柳洪义，宋伟刚机械人技术基础北京冶金工业出版社，李允文工业机械手上册上海上海科学技术出版社王承义机械手及其应用北京机械工业出版社，万胜狄,王运赣等锻造机械化与自动化北京机械工业出版社，宋伟刚机械零件设计手册第三版北京冶金工业出版社，苏别洛夫АПВелов著闻清译机械手北京市原子能出版社,沈阳市机床工业公司七二大学编著工业机械手沈阳市辽宁人民出版社,天津大学工业机械手设计基础编写组编工业机械手设计基础天津市天津科学技术出版社,陆祥生，杨秀莲编机械手理论及应用北京市中国铁道出版社加藤郎编著何学文译图解机械手正言出版社,,,,,致谢致谢首先诚挚的感谢我的论文指导老师王老师。她在忙碌的教学工作中挤出时间来审查修改我的论文。还有教过我的所有老师们，你们严谨细致丝不苟的作风直是我工作学习中的榜样他们循循善诱的教导和不拘格的思路给予我无尽的启迪。感谢四年中陪伴在我身边的同学朋友，感谢他们为我提出的有益的建议和意见，有了他们的支持鼓励和帮助，我才能充实的度过了四年的学习生活。本论文是在导师王教授的悉心指导下完成的。导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己宽以待人的崇高风范，朴实无华平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成，每步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢,本论文的顺利完成，离不开各位老师同学和朋友的关心和帮助。没有他们的帮助和支持是没有办法完成我的学士学位论文的，同窗之间的友谊永远长存。独创性声明毕业设计论文独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的毕业设计论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计论文中不包含其他人已经发表或撰写过的成果，不包含他人已申请学位或其他用途使用过的成果。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明