（毕业设计图纸全套）缝纫机针摆动机械手设计（含说明书）

但只能用于行程固定的情况下，在专业机械手中被广泛采用。

端部缓冲的缺点是缓冲室小，节流间隙不能调整由于缓冲室截面较小，用于缓冲的油量就小，所能吸收的冲击能量就小由于节流间隙不可调，就不能控制适当的减速度用端部缓冲，活塞的起动力变小，起动时间延长。

机械手手臂回转部分的设计.手臂回转结构在这里表示了手臂回转单向可调节流缓冲阀和死挡铁定位等结构。

手臂回转结构如下图所示。

图.手臂回转结构在底板上固定连接着立柱，立柱上装有支撑座，油缸分配柱和回转套，三者彼此分别与回转套，转柱用螺钉连接，回转缸壳体与动片亦用螺钉连接。

在转柱上支承着配油盘和连接圈，转柱和配油盘间油孔对应情况如下，连接圈可绕点摆回转油缸的定片与回转缸轴两者用螺钉连接通过十字联轴器与立柱连接。

当压力油经立柱内的油路，油路分配器，经管路而进入回转油缸内，使回转缸壳体回转，并带动联接圈使手臂回转。

.手臂驱动力矩的计算根据手臂运动的不同，驱动力可分为两种情况来计算。

．水平伸缩运动时，主要是克服摩擦阻力和惯性力驱摩惯.式中摩摩擦阻力，应包括手臂与伸缩导轨间的摩擦阻力活塞与密封装置处的摩擦阻力惯手臂在启动过程中的惯性力。

其大小可按下式计算.其中手臂移动部件的重量公斤重力加速度.米秒启动或制动前后的速度差米秒起动或制动所需的时间秒．手臂回转时产生的驱动力矩为ε.式中ε角加速度起动或制动前后的角速度差臂部回转件对回转中心的转动力惯量臂部零件对其重心的转动惯量臂部零件作为其重心位置的质点对臂部回转中心的转动惯量。

式中.回转半径计算时，可把形状复杂的零件划分为几个简单的几何形状来计算。

在有关书中可分别查出其的计算公式。

现列几种几何体的计算公式圆柱体.圆盘.长方体.根据实际要求，将臂部简化为直径为毫米的圆柱体。

.所以ε式中手臂回转时产生的惯性力矩抗扭截面系数其上可知手臂在回转时符合设计的要求从上述公式可知，减少惯性力矩，可采取下列措施．减少手臂运动件的重量，如采用铝合金等轻质材料．减少手臂运动件的轮廓尺寸，使手臂结构紧凑小巧．减少回转半径，在安排机械手动作顺序时，般是先缩回再回转或尽可能在较小前伸位置下进行回转动作。

．驱动系统中加设缓冲装置。

.回转油缸缸盖固定螺栓直径校核回转油缸缸盖固定螺栓在工作过程中同时承受拉应力和扭应力，其螺栓直径可下式校核.为油缸负载约为固定螺栓个数为螺纹拧紧系数取.，为材料的屈服点所以设计中采用的螺栓直径.满足强度要求。

活塞杆稳定性校核对受压的活塞杆来说，般其直径应不小于长度的.即此处即.不小于稳定性符合要求。

机械手手腕回转与夹持手部的设计.手腕的定义及作用手腕是连接手指和手臂的结构，它使手指能从不同的角度夹紧和松开工件，以增加机械手的灵活性，手腕的运动和特点是手腕可作回转上下弯曲摆动和左右摆动三个动作，即三个自由度。

用得较多的就是通过手腕的回转运动，而上下摆动可以通过手臂来实现，这就简化了手腕的结构。

手腕的三个自由度是用来调整该工件或工具的方向用的。

由于手腕是装在手臂的前端，所以手腕动作精度是综合的定位精度，它直接受手臂的定位精度和刚度的影响。

手腕和手臂的动作关系是手臂的三个自由度是用来使工件或工具做上下左右或前后往复移动和定位用的，而手腕的三个自由度是用来调整工件的方向用的。

手腕的动作虽不多，但是它要求结构极其紧凑。

在具有足够力量的情况下，重量尽可能要轻，手指的夹紧机构往往要与手腕机构同时考虑。

手腕回转度，可采用摆动油缸，该油缸的转轴又可兼做手指夹紧油缸之用，这种复合结构布置紧凑，重量轻。

在设计手腕部件时，要求结构简单紧凑小巧。

手腕动作的动力源要从手臂内部通过，使手腕在摆动时，油缸不至于扭转。

并要求能随时根据工件需要更换手爪，以扩大机械手的应用范围。

.手腕回转和夹持式手部的结构如下图所示为手腕回转和夹持式手部的结构。

手臂支承着手腕回转油缸和手部。

手腕回转半径缸的壳体通过端盖与手臂用螺钉联接，回转缸动片与转轴因定联接，通过转轴右端的牙嵌式联轴器把运动传给夹紧油缸和夹紧缸顶盖，致使手部和手指及橡皮垫子共同回转。

当压力油经油管经过二位四通手腕回转用与二位三通手指夹紧用两个电缝纫机针摆动机械手设计摘要殊情况可以增加个横向移动。

有的机械手没有手腕动作。

臂部是支撑手部，腕部的构件。

机械手的臂部是为取代人的手臂而研究设计的，但它却达不到象人臂的灵巧和适应功能。

因此，只有把结构简化，把运动轨迹分为沿三坐标轴线方向往复移动和绕三坐标轴线进行回转。

立柱是支撑手臂等构件的。

般机械手的立柱为固定不动的，也有的因工作需要立柱作横向移动，此种称可移动式立柱。

驱动部分驱动部分是驱动臂部，腕部，手部的动力源，常用的有液压，气压，电力和机械式等四种形式。

液压驱动主要是通过油缸阀油泵和油箱等实现传动。

它利用油缸，油马达加齿轮齿条实现直线运动利用摆动油缸油马达与减速器油缸与齿条齿轮或链条等实现回转运动。

液压驱动的优点是压力高体积小，出力大，动作平缓，可无级变速，自锁方便并能在中间位置停止。

缺点是需配置压力源，系统复杂，成本较高。

气压驱动所采用的元件为气压缸气压达气阀等，般采用个大气压，个别的达到个大气压。

它的优点是气源方便，维护简单，成本低。

缺点是出力小，体积大。

由于空气的可压缩性大，很难实现中间位置的停止，只能用于点位控制，而且润滑性较差，气压系统容易生锈。

电气驱动采用的不多，电气驱动的优点是动力源简单维护使用方便。

驱动机构和控制系统可以采用同型式的动力，出力比较大缺点是控制响应速度比较慢。

机械驱动只用于动作固定的场合。

般用凸轮连杆机构实现规定的动作。

它的优点是动作确实可靠，工作速度高，成本低，缺点是不易于调整。

控制部分控制部分是机械手动作的指挥系统，由它来控制动作的顺序程序，位置和时间甚至速度与加速度等。

机械手的控制分为点位控制和连续轨迹控制两种，目前以点位控制的占以上。

控制系统可根据动作的要求，设计采用数字顺序控制。

它首先要编制程序加以存贮，然后再根据规定的程序，控制机械手进行工作。

.机械手的分类按用途分类.专用机械手专用机械手是专为定设备服务的，简单实用，目前在生产中运用比较广泛。

它般只能完成二种特定的作业。

如用来抓取和传送工件。

它的工作程序是固定的，也可根据需要编制程序控制，以获得多种工作程序，适用多种作业的需要。

.通用机械手通用机械手是在专用机械手的基础上发展起来的。

它能对不同的物件完成多种动作，具有相当的通用性。

它是种能独立工作的自动化装置。

它的动作程序可以按照工作需要来改变，大都是采用顺序控制系统。

通用机械手又分简易型示教型示教再现型和智能机械手操作式机械手等几种。

工业机械手便属于通用机械手。

按控制型式分类.点位控制型机械手点位控制型机械手的运动轨迹是空间两个点之间的联接。

控制点数愈多，性能愈好。

它基本能满足于各种要求，结构简单。

绝大部分机械手是点位控制型。

.连续轨迹控制型机械手这种机械手的运动轨迹是空间的任意连续曲线，它在三维空间中作极其复杂的动作，工作性能完善，但控制部分比较复杂。

控制方式分开关式和伺服式两种。

.机械手的参数机械手的参数有规格参数和基本参数以及其他参数。

规格参数有.主参数抓重臂力额定抓取重量或称额定负荷，单位为公斤。

.自由度数目和坐标型式整机手臂及腕部共有几个自由度。

.定位方式固定机械挡块，可调机械挡块，行程开关，电位器及其他各种位置设定和检测装置各自由度设定的位置数目或位置信息用量多少点点位控制或连续轨迹控制。

.驱动方式液压气压电动和机械基本参数有行程速度定位精度程序编制方法和程序容量受信发信数目控制系统动力。

其他参数有驱动源手抓部分轮廓尺寸重量。

设计方案的拟定.工业机械手总体设计的原则总体设计的任务，包括进行机械手的运动设计，确定主要工作参数，选择驱动系统和电控系统，整机结构设计，最后绘出方案草图，总体设计之后要进行各部件的强度，刚度，驱动力的计算。

运动设计及确定主要参数运动设计是结构设计的基础，它包括选用机械手的运动形式和确定自由度数。

通用机械手是为了满足不同的生产上的要求，通常是个自由度，采用作业范围较大的园柱坐标和求坐标的运动形式。

专用机械手般运动简单只要个自由度就能满足特定的工艺要求。

专用机械手的运动设计应根据生产条件满足条件的与动形式，力求合理。

最少的自由度数，达到机械手机构最简单。

机械手的运动取决于生产工艺，主机和料道的空间位置和工件在料道上的方位。

专用机械手的运动设计要求采用多种方案进行比较的方法，对自由度数，运动路程的长短，定位点数目等全面分析。

自由度数少，运动路程短，定位点少可使用的机械手结构简单。

运动速度低，机械手的运动易稳定，定位准确。

设计的具体步骤如下按生产条件和要求选定工艺操作路线。

根据工艺操作路线选择最合适的臂部运动形式。

将机械手的运动分解为各个独立的自由度。

画出机械手运动简图，进行方案比较。

确定主要参数抓取重量是机械手设计的重要措施，在用机械手抓取重量就是工件的重量。

通用机械手的抓取重量是在规定的运动速度下，能抓取的工件重量的最大值，它是根据通用机械手使用范围来确定的。

必要时除规定出标准运动速度的抓取重量之外，可给出。

.工业机械手总体设计的目的机械手总体设计的目的是根据生产的具体要求进行总体方案设计，以选择和确定其型式，基本参数，控制方式，驱动方式和结构形式。

目前，工业机械手大部分还属于第代，主要依靠人工进行控制控制方式则为开环式，没有识别能力改进的方向主要是降低成本。

第二代机械手设有微型电子计算机控制系统，能把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。

现在，都在加紧研制智能机器人也就是第三代机械手。

.工艺要求机械手是实现生产过程自动化，提高劳动生产率的种有力工具。

若要使用权个生产过程自动化，需要对各种机械化，自动化装置进行综合的动手术和经济分析，确定使用机械手是否合适。

设计人员要熟悉工艺要求，深入实际调查研究，吸取工人的合理化建议，参加具体工艺实践。

般的工艺要求有生产工艺和各种机械设备由于生产特点不同，对机械手提出的要求也不同。

如全切机床和自动线，加热泪盈眶炉，压力机，铸造生产线，装焊生产线等机械设备对机械手的运动形式和范围，机型，安装位置，运动速度等提出的要求。

此外，对于热加工工艺本身的特点，例如高温，粉尘，有害气体及高速频繁工作等，对机械手的设计提出了些特殊的要求。

又