（答辩稿）气动机械手升降臂结构及面板操纵式点位示教部分控制软件设计（CAD图纸+DOC论文）

本文设计的是抓握直径为的零件。

.机械手的手臂结构方案设计按照抓取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩左右回转和升降运动。

手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。

手臂的各种运动由气缸来实现。

手臂的伸缩升降运动由伸缩气缸来实现，回转由回转气缸实现。

.机械手的主要参数.机械手的最大抓重是其规格的主参数，由于是采用气动方式驱动，因此考虑抓取的物体不应该太重，查阅相关机械手的设计参数，结合工业生产的实际情况，本设计设计要求抓取的工件质量为.。

.基本参数运动速度是机械手主要的基本参数。

操作节拍对机械手速度提出了要求，设计速度过低限制了它的使用范围。

而影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩及回转的速度。

该机械手最大移动速度设计为。

最大回转速度设计为。

平均移动速度为。

平均回转速度为。

机械手动作时有启动停止过程的加减速度存在，用速度行程曲线来说明速度特性较为全面，因为平均速度与行程有关，故用平均速度表示速度的快慢更为符合速度特性。

除了运动速度以外，手臂设计的基本参数还有伸缩行程和工作半径。

大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。

过大的伸缩行程和工作半径，必然带来偏重力矩增大而刚性降低。

在这种情况下宜采用自动传送装置为好。

根据统计和比较，该机械手手臂的伸缩行程定为，最大工作半径约为。

手臂升降行程定为。

定位精度也是基本参数之。

该机械手的定位精度为。

.机械手的技术参数列表用途用于教学实验课程设计等内容研究。

二设计技术参数抓重自由度数个自由度座标型式圆柱座标最大工作半径手臂运动参数伸缩行程伸缩速度升降行程升降速度回转范围回转速度手指夹持范围棒料定位方式行程开关定位精度驱动方式气压传动控制方式点位程序控制采用图机械手的模型第三章手部结构的选择，手臂伸缩，升降回转气缸的设计与校核为了使机械手的通用性更强，把机械手的手部结构设计成可更换结构，当工件是棒料时，使用夹持式手部如果有实际需要，还可以换成气压吸盘式结构。

.夹持式手部结构夹持式手部结构由手指或手爪和传力机构所组成。

其传力结构形式比较多，如滑槽杠杆式斜楔杠杆式齿轮齿条式弹簧杠杆式等。

手指的形状和分类夹持式是最常见的种，其中常用的有两指式多指式和双手双指式按手指夹持工件的部位又可分为内卡式或内涨式和外夹式两种按模仿人手手指的动作，手指可分为支点回转型，二支点回转型和移动型或称直进型，其中以二支点回转型为基本型式。

当二支点回转型手指的两个回转支点的距离缩小到无穷小时，就变成了支点回转型手指同理，当二支点回转型手指的手指长度变成无穷长时，就成为移动型。

回转型手指开闭角较小，结构简单，制造容易，应用广泛。

移动型应用较少，其结构比较复杂庞大，当移动型手指夹持直径变化的零件时不影响其轴心的位置，能适应不同直径的工件。

设计时注意的问题具有足够的握力即夹紧力在确定手指的握力时，除考虑工件重量外，还应考虑在传送或操作过程中所产生的惯性力和振动，以保证工件不致产生松动或脱落。

二手指间应具有定的开闭角两手指张开与闭合的两个极限位置所夹的角度称为手指的开闭角。

手指的开闭角应保证工件能顺利进入或脱开，若夹持不同直径的工件，应按最大直径的工件考虑。

对于移动型手指只有开闭幅度的要求。

三保证工件准确定位为使手指和被夹持工件保持准确的相对位置，必须根据被抓取工件的形状，选择相应的手指形状。

例如圆柱形工件采用带形面的手指，以便自动定心。

四具有足够的强度和刚度手指除受到被夹持工件的反作用力外，还受到机械手在运动过程中所产生的惯性力和振动的影响，要求有足够的强度和刚度以防折断或弯曲变形，当应尽量使结构简单紧凑，自重轻，并使手部的中心在手腕的回转轴线上，以使手腕的扭转力矩最小为佳。

五考虑被抓取对象的要求根据机械手的工作需要，通过比较，我们采用的机械手的手部结构是支点两指回转型，由于工件多为圆柱气动机械手升降臂结构及面板操纵式点位示教部分控制软件设计摘要气动，机械手，升降，结构，面板，操纵，动力，点位示教，部分，部份，控制，节制，软件设计，毕业设计，全套，图纸，下载北京信息科技大学毕业设计论文题目气动机械手升降臂结构设计，面板操纵式有动力点位示教部分控制软件设计学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化机电方向学生姓名指导老师督导老师摘要本文简要介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，气动技术的特点，控制的特点，触摸屏的特点及国内外的发展状况。

本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的技术参数。

同时，设计计算了机械手的升降臂和回转臂结构，设计了机械手的手部结构。

本文系统地研究了机械手的气动系统，对气压系统工作原理图的参数进行了了解，大大提高了绘图效率和图纸质量。

利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，对机械手的面板操纵式有动力点位示教部分控制软件进行了设计。

关键词工业机器人机械手气动可编程序控制器触摸屏示教克斯洛伐克小说家剧作家恰佩克在他写的科学幻想戏剧罗素姆万能机器人中第次使用了机器人词。

此后被欧洲各国语言所吸收而成为专门名词。

世纪年代末，美国在机械手和操作机的基础上，采用伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置，并将其称为工业机器人年代初，美国研制成功两种工业机器人，并很快地在工业生产中得到应用年，美国通用汽车公司用台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。

此后，各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人。

由于工业机器人具有定的通用性和适应性，能适应多品种中小批量的生产，年代起，常与数字控制机床结合在起，成为柔性制造单元或柔性制造系统的组成部分。

工业机器人由主体驱动系统和控制系统三个基本部分组成。

主体即机座和执行机构，包括臂部腕部和手部，有的机器人还有行走机构。

大多数工业机器人有个运动自由度，其中腕部通常有个运动自由度驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作圆柱坐标型工业机器人示意图控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。

工业机器人按臂部的运动形式分为四种。

直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动圆柱坐标型的臂部可作升降回转和伸缩动作球坐标型的臂部能回转俯仰和伸缩关节型的臂部有多个转动关节。

工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。

点位型只控制执行机构由点到另点的准确定位，适用于机床上下料点焊和般搬运装卸等作业连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。

工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。

编程输入型是以穿孔卡穿孔带或磁带等信息载体，输入已编好的程序。

示教输入型的示教方法有两种种是由操作者用手动控制器示教操纵盒，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演遍另种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演遍。

在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。

示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。

具有触觉力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作如具有识别功能或更进步增加自适应自学习功能，即成为智能型工业机器人。

它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。

.机械手的组成及分类机械手的分类机械手主要由执行机构驱动系统控制系统以及位置检测装置等所组成。

如下示意图.图机械手示意图机械手的分类工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国内尚无统的分类标准，在此暂按使用范围驱动方式和控制系统等进行分类。

按用途分机械手可分为专用机械手和通用机械手两种专用机械手专用机械手是附属于主机的具有固定程序而无独立控