电控气动机械手设计摘要腕部回转。.手臂结构的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或俯仰运动。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。.驱动部分的设计在普通的机械运动中，机械的驱动般有气压传动液压传动电机传动等。各种驱动方式的特点见表表常用的驱动方式内容驱动方式液压驱动气动驱动电机驱动输出功率很大大较大控制性能利用液体的不可压缩性，控制精度较高，输出功率大，可无级调速，反应灵敏，可实现连续轨迹控制气体压缩性大，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，难以实现高速高精度的连续轨迹控制控制精度高，功率较大，能精确定位，反应灵敏，可实现高速高精度的连续轨迹控制，伺服特性好，控制系统复杂响应速度很高较高很高结构性能结构适当，执行机构可标准化，模拟化，易实现直接驱动结构适当，执行机构可标准化，模拟化，易实现直接驱动伺服电动机易于标准化，结构性能好，噪音低，电动机般需配置减速装置安全性防爆性能较好，用液压油作传动介质，在定条件下有火灾危险防爆性能好，高于个大气压时应注意设备的抗压性设备自身无爆炸或火灾的危险，直流有刷电动机换向时有火花，对环境的防爆性能较差表对环境的影响液压系统易漏油，对环境有污染排气时有噪声无在工业机械手中应用的范围适用于重载低速驱动，电液伺服系统适用于喷涂机械手点焊机械手和托运机械手适用于中小负载驱动精度要求较低的有限点位程序控制机械手，如冲压机械手本体的气动平衡及装配机械手气动夹具适用于中小负载要求具有较高的位置控制精度和轨迹控制精度速度较高的机械手，如伺服喷涂机械手，点焊机械手，弧焊机械手，装配机械手等成本维修及使用液压元件成本较高方便，但油液对环境温度有定的要求成本低方便成本高较复杂由于设计的是教学用机械手，综合考虑，本次设计选择气压驱动这种驱动方式。.控制部分设计方案考虑到机械手的通用性，同时使用点位控制，因此我们采用单片机对机械手进行控制。当机械手的动作流程改变时，只需改变单片机程序即可实现，非常方便快捷。.机械手的主要参数主参数机械手的最大抓重是其规格的主参数，定该机械手最大抓重为千克。故该机械手主参数定为千克。运动速度是机械手主要的基本参数。设计的速度过低限制了它的使用范围，速度过高对机械手的材料等有很高的要求，而影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩回转升降的速度及手腕的回转速度。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。设计该机械手手臂升降的平均速度为.，平均回转速度设计为，伸缩平均速度为.，手腕平均回转速度为。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。所以，该机械手手臂的伸缩行程定为,最大工作半径约为。手臂回转行程范围定为。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．用途教学型机械手二．设计技术参数．抓重千克．自由度数个自由度．座标型式圆柱型座标．最大工作半径．手臂最大中心高．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．定位精度缓冲方式液压缓冲器．传动方式气压传动.控制方式点位程序控制采用单片机机械手机械系统设计.手部结构设计设计时考虑的几个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二支点两指回转型，由于工件多为圆柱形，故手指形状设计成型，其结构如所示。手爪夹持装置的机构选型手爪夹持装置是种用来抓取和握持工件的末端执行装置，机械于用它来夹持移动或放置工件。夹持器可分为手爪式夹持器和非手爪式夹持器。前者是用手指夹持工件，后者是无指夹持工件，其夹持方式有真空吸附式磁力吸附式静电悬浮式铲挖式钩吊式电控气动机械手设计摘要气动,机械手,设计,毕业设计,全套,图纸图书分类号密级毕业设计论文电控气动机械手设计学生姓名邹仲清学院名称机电工程学院专业名称机械设计制造及其自动化指导教师陈跃年月日徐州工程学院学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名日期年月日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集保存使用学位论文的规定，即本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名导师签名日期年月日日期年月日摘要科学发展观为我国工程技术的发展开辟了广阔道路，而机械手作为种高科技自动化生产设备，已经广泛应用于国民经济的各个领域，这就对我们的教育培训部门提出了新的要求。因此，为了适应社会发展的形势，在现有技术基础上设计台教学型机械手有着深远的科教意义。本课题设计的教学型搬运机械手，主要包括机械手的总体方案设计机械手的机械结构设计以及驱动控制系统设计等，实现了机械手手部的四自由度运动手臂的升降伸缩和手腕手臂的回转。设计中分析了教学型机械手的功能要求和现实意义，通过气压缸来实现手臂的升降和伸缩，采用回转气压缸来实现手腕和手臂的回转。设计的机械手结构简单便于操作，在单片机的控制下完成预期的动作，能给学生以直观的印象，达到教学演示的目的。关键词机械手教学型四自由度单片机绪论.机械手概述.机械手的组成和分类机械手的组成机械手的分类.国内外发展状况.课题研究的主要内容.教学用机械手的功能要求及现实意义教学用机械手的功能要求教学用机械手的现实意义机械手的设计方案.机械手的座标型式与自由度机械手的坐标型式机械手的自由度.机械手的手部结构方案设计.机械手的主要参数.机械手的技术参数列表机械手机械系统设计.手部结构设计设计时考虑的几个问题手爪夹持装置的机构选型手部夹紧气缸的设计.手腕结构设计手腕的自由度手腕的驱动力矩的计算.手臂结构设计手臂伸缩与手腕回转部分手臂升降和回转部分手臂升降气缸的设计手臂回转缸体的设计机械手气压系统的设计.气压传动系统工作原理图.气动元件介绍机械手控制系统设计.控制系统的结构分类.控制方式.机械手的控制结论致谢参考文献绪论.机械手概述机器人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生产设备。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