（答辩稿）气动机械手回转臂结构设计（CAD图纸+DOC论文）

.机械手的技术参数列表用途用于自动输送线的上下料。

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腕运动参数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第三章手臂伸缩，回转气缸的尺寸设计与校核.手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核手臂伸缩气缸方案的尺寸设计与校核为方便大规模生产需求以及采购，根据实验设计要求，手臂伸缩气缸采用烟台气动元件厂生产的标准气缸，参看此公司生产的各种型号的结构特点，尺寸参数，结合本设计的实际要求，气缸用型气缸，尺寸系列初选内径为在校核尺寸时，只需校核气缸内径，半径.的气缸的尺寸满足使用要求即可，设计使用压强，则驱动力.测定手腕质量为，设计加速度，则惯性力.考虑活塞等的摩擦力，设定摩擦系数，.总受力所以标准气缸的尺寸符合实际使用驱动力要求要求。

手臂伸缩部分方案二的尺寸设计与校核为使所设计的机械手拥有更高精度，同时便于安装调试，现设计手臂伸缩部分第二套方案。

活塞杆上输出力和缸径的计算活塞左行时活塞杆产生推力，活塞右行时产生拉力。

式中活塞杆的推力活塞杆的拉力活塞直径活塞杆直径气缸工作压力气缸工作总阻力气缸工作时的总阻力与众多因素有关，如运动部件惯性力，背压阻力，密封处摩擦力等.以上因素可以载荷率的形式计入公式，如要求气缸的静推力和静拉力，则计入载荷率后计入载荷率就能保证气缸工作时的动态特征.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。

根据要求本次设计中，我们取。

活塞杆拉力为克服机械手的自重.和克服抓取物的重量.所用的力为可求得气缸直径。

当推力作功时活塞杆可根据气缸拉力预先估定。

估定活塞杆直径可按计算得式中系数在缸径较大时取小值，缸径较小时取大值。

以上公式计算出的气缸内径应圆整为标准值。

根据可估算得活塞杆的计算按强度条件计算当活塞杆的长度较小时，可以只按强度条件计算活塞杆直径式中气缸的推力活塞杆材料的许用应力，材料的抗拉强度安全系数，.。

按纵向弯曲极限力计算气缸承受轴向压力以后，会产生轴向弯曲，当纵向力达到极限力以后，活塞杆会产生永久性弯曲变形，出现不稳定现象。

该极限力与缸的安装方式活塞杆直径及行程有关。

当长细比时当长细比时式中活塞杆计算长度，见表活塞杆横截面回转半径，实心杆空心杆活塞杆横截面惯性矩，实心杆空心杆空心活塞杆内径直径活塞杆截面积实心杆空心杆系数，见表材料弹性模量，对钢取材料强度实验值，对钢取系数，对钢取.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，应该采用导向装置。

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。

导向杆目前常采用的装置有单导向杆，双导向杆气动机械手回转臂结构设计摘要气动，机械手，回转，结构设计，毕业设计，全套，图纸第章概述.气动机械手概述气动机械手由操作机机械本体控制器伺服驱动系统和检测传感装置构成，是种仿人操作，自动控制可重复编程能在三维空间完成各种作业的机电体化自动化设备。

特别适合于多品种变批量的柔性生产。

它对稳定提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。

机器人技术是综合了计算机控制论机构学信息和传感技术人工智能仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。

机器人应用情况，是个国家工业自动化水平的重要标志。

机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作精确度高抗恶劣环境的能力，从种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序轨迹和要求实现自动抓取搬运或操作的自动机械装置。

在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。

生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率可以减轻劳动强度保证产品质量实现安全生产尤其在高温高压低温低压粉尘易爆有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。

因此，在机械加工冲压铸锻焊接热处理电镀喷漆装配以及轻工业交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。

随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。

由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。

.机械手的组成和分类机械手的组成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。

各系统相互之间的关系如方框图所示。

图机械手组成方框图执行机构包括手部手腕手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。

手部即与物件接触的部件。

由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手在本课题中我们采用夹持式手部结构。

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。

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。

传力机构型式较多时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弹簧式和重力式等。

手腕是连接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓取物件的方位即姿势手臂手臂是支承被抓物件手部手腕的重要部件。

手臂的作用是带动手指去抓取物件，并按预定要求将其搬运到指定的位置.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。

立柱立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的部分，手臂的回转运动和升降或俯仰运动均与立柱有密切的联系。

机械手的立柱因工作需要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。

行走机构当工业机械手需要完成较远距离的操作，或扩大使用范围时，可在机座上安滚轮式行走机构可分装滚轮轨道等行走机构，以实现工业机械手的整机运动。

滚轮式布为有轨的和无轨的两种。

驱动滚轮运动则应另外增设机械传动装置。

机座机座是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上，故起支撑和连接的作用。

二驱动系统驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的动力装置调节装置和辅助装置组成。

常用的驱动系统有