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械手等。

实践证明，工业机械手可以代替人的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和生产自动化水平。

工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期，频繁，单调的操作，采用机械手是有效的此外，它还能在高温，低温，深水，宇宙，放射性和其他有毒，污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。

设计问题的提出在生产实践中，常常需要将上料加工卸料等工序进行合理的安排，组成条自动流水加工线。

般的分类方式如上表。

工业机器人的分类表机器人分类表分类名称简要解释操作型机器人能自动控制，可重复编程，多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统程控型机器人按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作示教再现型机器人通过引导或其他方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行工作数控型机器人不必使机器人动作，通过数值语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业感觉控制型机器人利用传感器获取的信息控制机器人的动作适应控制型机器人机器人能适应环境变化，控制自身的行为学习控制型机器人机器人能体会工作经验，具有定的学习能力，并能将所学的经济用于工作中智能机器人以人工智能决定其行为的机器人关于机器人如何分类，国际上没有制定统的标准，有的按负载重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，人关于机器人如何分类，国际上没有制定统的标准，有的按负载重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按结构分，有的按应用领域分。

信息控制机器人的动作适应控制型机器人机器人能适应环境变化，控制自身的行为学习控制型机器人机器人能体过引导或其他方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行工作数控型机器人不必使机器人动作，通过数值语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业感觉控制型机器人利用传感器获取的部分内容简介面是示教再现型工业机器人二是智能机器人三是机器人化机械四是以机器人为基础的重组装配系统五是多传感器信息融合与配置技术。

工业机器人的分类表机器人分类表分类名称简要解释操作型机器人能自动控制，可重复编程，多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统程控型机器人按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作示教再现型机器人通过引导或其他方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行工作数控型机器人不必使机器人动作，通过数值语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业感觉控制型机器人利用传感器获取的信息控制机器人的动作适应控制型机器人机器人能适应环境变化，控制自身的行为学习控制型机器人机器人能体会工作经验，具有定的学习能力，并能将所学的经济用于工作中智能机器人以人工智能决定其行为的机器人关于机器人如何分类，国际上没有制定统的标准，有的按负载重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按结构分，有的按应用领域分。

般的分类方式如上表。

工业机械手的应用工业机械手是伴随工业生产和科学技术的发展，特别是电子计算机的广泛应用而迅速发展起来的门新兴技术装备。

它综合应用了机械，电子，自动控制等先进技术以及物理，生物等学科的基础知识，以实现机械化与自动化的有机结合而广泛应用在工业生产的各个部门。

工业机械手是工业生产发展中的必然产物。

它是种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件和握持工具进行操作的自动化技术装备。

这种新颖技术装备的出现和应用，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进步发展起着重要作用，因而具有强大的生命力，受到人们的广泛重视和欢迎。

工业上应用的机械手，由于使用场合和工作要求的不同，其结构形式亦各有不同，技术复杂程度也有很大差别。

但它们都有类似人的手臂，手腕和手的部分动作及功能般都能按预定程序，自动地，重复循环地进行工作。

此外，还有些非自动化的装备，具有与人体上肢类似的部分动作，结构上与工业机械手是致的，亦可归属于工业机械手的范畴。

例如，早期就有种由人直接用绳索牵引进行操作的随动机械手和近期发展起来的由人工进行操作的机械手如平衡吊，以及些就近按扭控制和遥控的非自动的单循环的机械手等。

实践证明，工业机械手可以代替人的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和生产自动化水平。

工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期，频繁，单调的操作，采用机械手是有效的此外，它还能在高温，低温，深水，宇宙，放射性和其他有毒，污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。

设计问题的提出在生产实践中，常常需要将上料加工卸料等工序进行合理的安排，组成条自动流水加工线。

但在流水线上加工时，需要许多工人搬运工件，有时劳动强度较大。

当生产效率很高时，为了减少工人数量，改善工人的劳动条件，提高劳动生产率这就需要使自动线上工件搬运自动化。

于是针对这问题就提出了要研制种搬运机械手来代替工人实现工件的搬运上线，并且能满足定位和重复定位精度。

用搬运机械手来代替工人搬运工件可以减轻工人的劳动强度，减少自动线上的工人数目，同时也提高了生产效率并且精度也得到了保障。

而事实上，在生产领域真正用来加工的时间般不大于整个生产时间的，大部分时间是用在了工件的搬运装夹等辅助工序上。

从这个方面可以看出研制种自动化搬运机械手的迫切性和重要性。

第章机械手的总体设计机械手的组成及各部分关系概述机械手由三大部分机械部分传感部分控制部分六个子系统驱动系统机械结构系统感受系统机器人环境交互系统人机交互系统控制系统组成。

机械结构系统机器人的机械结构又主要包括末端操作器手腕手臂机身立柱。

驱动系统驱动器是把从动力源获得的能量变换成机械能，使机器人各关节工作的装置，常见的驱动形式有步进电机驱动直流电机驱动交流电机驱动液压驱动气压驱动以及近些年出现的些特殊的新型驱动例如超声波驱动磁致伸缩驱动静电驱动等。

控制系统机器人的控制方式多种多样，根据作业任务不同，主要可分为点位控制方式连续轨迹控制方式力力矩控制方式和智能控制方式。

机械手的设计分析设计要求生产线上搬运工件原由人工完成，劳动强度大生产效率低。

为了提高生产线的工作效率，降低成本，使生产线发展成为柔性制造系统，适应现代自动化大生产，针对具体生产工艺，利用机器人技术，设计用台搬运机械手代替人工工作。

该机械手能完成如下的动作循环手臂前伸手指夹紧抓料手臂上升手臂缩回机身回转度手腕回转度手臂下降手臂前伸手指松开手臂缩回机身回转复位手腕回转复位待料。

总体设计任务分析结构形式的设计机械手常见的运动形式有直角坐标型圆柱坐标型球坐标极坐标型关节型回转坐标型平面关节型五种。

圆柱坐标型是由三个自由度组成的运动系统，工作空间为圆柱形，它与直角坐标型比较，在相同的空间条件下，机体所占体积小，而运动范围大。

直角坐标型，其运动部分的三个相互垂直的直线组成，其工作空间为长方体，它在各个轴向的移动距离可在坐标轴上直接读出，直观性强，易于位置和姿态的编程计算，定位精度高，结构简单，但机体所占空间大，灵活性较差。

球坐标型的作用是控制液压系统的油流方向压力和流量，从而控制整个液压系统的全部功能，如系统的工作压力，执行机构的动作程序，工作部件的运动速度方向，以及变换频率，输出力或力矩等等。

液压阀的性能是否可靠，是关系到整个液压系统能否正常工作的问题。

液压阀的分类有压力控制阀主要控制执行机构输出力或输出转矩的大小，并确定液压泵及整个液压系统的工作负载，在过载时起到保护系统的作用。

流量控制阀根据执行机构运动速度的要求供给所需流量。

方向控制阀控制油流的通切断或改变油流的方向，以控制执行机构的运动方向等。

三类阀还可以相互组合，成为复合阀，以减少管路的连接，式结构更为紧凑，提高系统效率。

液压传动系统，选择合适的液压阀，是使系统设计合理，性能优良，安装简便，维修容易，并保证该系统正常工作的重要条件。

根据本液压的设计要求，液压阀的选择按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。

选择换向回路的核心是选择换向阀的形式，以实现对于换向精度及换向平稳性的要求。

般来说，换向性能要求高，应选用机动换向阀或液动换向阀，若对于换向性能无特别要求，应选用电磁阀。

根据本设计液压系统要求，夹紧缸换向选用两位两通电磁阀，其他缸全部选用三位四通电磁换向阀。

为防止俯仰缸因自重自由下滑和伸缩缸在仰起定角度后的自由下滑，都采用单向顺序阀来平横。

为保证夹紧缸夹持工件的可靠性，选用液控单向阀保压和锁紧。

手臂升降缸为立式液压缸，为支承平衡手臂运动部件的自重，采用了单向顺序阀的平衡回路。

液压辅助元件的选择原则蓄能器蓄能器在液压系统中是用来储存释放能量的装置。

其可作为辅助液压源在短时间里提供定数量的压力油，满足系统对速度压力的要求。

滤油器过滤器的功能是清除液压系统工作介质中固体污染物，使工作介质保持清洁，延长元器件的使用使用寿命保证液压元件工作性能可靠。

选择过滤器需考虑如下几点根据使用目的选择过滤器的种类，根据安装位置情况选择过滤器的安装形式。

过滤器应具有足够打的通油能力，并且压力损失要小。

过滤精度应满足液压系统或元件所需的清洁度要求。

滤芯使用的滤材应满足所使用工作介质的要求，并且有足够的强度。

过滤器的强度及压力损失是选择时需重点考虑的因素，安装过滤器后会对系统造成局部压降或产生背压。

滤芯的更换及清洗应方便。

应根据系统需要考虑选择合适的滤芯保护附件。

结构应尽量简单紧凑安装形式合理。

价格低廉。

管道尺寸的确定管道内径计算式中通过管道内的流量管内允许流速见表。

根据所得的内径尺寸，按下表标准系列选取相应的管子。

表软管内径尺寸系列表硬管外径系列管道壁厚计算