气缸工作时的总阻力，气缸工作压力，弹簧反作用力按下式计算.式中弹簧刚度，弹簧预压缩量，活塞行程，弹簧钢丝直径，弹簧平均直径，弹簧外径，弹簧有效圈数弹簧材料剪切模量，般取在设计中，必须考虑负载率的影响，则.由以上分析得单向作用气缸的直径.代入有关数据，可得所以查有关手册圆整，得由,可得活塞杆直径圆整后，取活塞杆直径校核，按公式有其中则满足实际设计要求。缸筒壁厚的设计缸筒直接承受压缩空气压力，必须有定厚度。般气缸缸筒壁厚与内径之比小于或等于，其壁厚可按薄壁筒公式计算.式中缸筒壁厚，气缸内径，实验压力，取,材料为,代入己知数据，则壁厚为取，则缸筒外径为手腕结构设计因为腕部处于臂部的最前端，它连同手部的静动载荷均由臂部承受。所以，腕部的结构重量和动力载荷，直接影响着臂部的结构重量和运转性能。故而，腕部的设计，必须做到结构紧凑，重量轻。同时腕部作为机械手的执行结构，又承担连接和支承作用，除保证力和运动的要求以及具有足够的强度刚度外，还应综合考虑，合理布局，应解决好腕部与臂部和手部的连接。.手腕的自由度手腕是连接手部和手臂的部件，它的作用是调整工件的方位，故而它具有独立的自由度，能够使机械手适应复杂的动作要求。由于本机械手抓取的工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才能满足工作需要。所以，手腕设计成回转机构，选用回转气缸来达到运动需求。它的结构紧凑，但回转角度小于，并且要求严格的密封。.手腕的驱动力矩的计算手腕的回转上下和左右摆动均为回转运动，驱动手腕回转时的驱动力据必须克服手腕启动时所产生的惯性力矩，手腕的转动轴与支承孔处的摩擦阻力矩，动片与缸径定片端盖等处密封装置的摩擦阻力矩以及由于转动件的中心与转动轴线不重合所产生的偏重力矩。腕部回转支承处的摩擦力据.式中轴承处支反力，可由静力平衡方程求得手是已装箱打印机下线操作的机械手，是种适合于成批或中小批生产的可以改变动作程序的自动搬运或操作设备，它可用于操作环境恶劣，劳动强度大和操作单调频繁的生产场合。.机械手的座标型式与自由度按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其座标型式可分为直角座标式圆柱座标式球座标式和关节式。由于本机械手在工作时手臂具有升降收缩及回转运动，因此，采用圆柱座标型式。.机械手的手部结构方案设计因为本次设计的机械手为已装箱打印机下线专用机械手，所以把机械手的手部结构设计成夹持式手部。.机械手的手腕结构方案设计考虑到机械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转运动的机构为回转气缸。.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。.机械手基座部分设计基座是机械手的第个回转关节，机械手的运动部分全部安装在基座上，它承受了机械手的全部重量。.机械手的驱动方案设计由于气压传动系统的动作迅速，反应灵敏，阻力损失和泄漏较小，成本低廉因此本机械手采用气压传动方式。.机械手的技术参数用途办公打印机整箱码垛二设计技术参数抓重.自由度数个自由度坐标型式圆柱坐标最大工作半径手臂最大中心高手臂运动参数伸缩行程升降行程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定位方式可调机械挡块定位精度缓冲方式液压缓冲器驱动方式气压传动控制方式点位程序控制手部结构设计手部是用来直接握持工件的部件，由于被握持工件的形状尺寸大小重量材料性能表面状况等的不同，所以机械手的手部结构是多种多样的，大部分手部结构根据特定的工件要求而设计的。归结起来，常用的手部，大致可分为夹持式和吸附式两大类。.夹持式手部夹持式手部是由手指传动机构和驱动装置三部分组成，它对抓取各种形状的工件具有较大的适应性，可以抓取轴盘套类零件。般情况下，多采用两个手指，少数采用三指或多指。它常被用于工作主机的上下料。电力传动机械手即有特殊结构的感应电动机直线电机或功率步进电机直接驱动执行机构运动的机械手，因为不需要中间的转换机构，故机械结构简单。其中直线电机机械手的运动速度快和行程长，维护和使用方便。此类机械手目前还不多，但有发展前途。三按控制方式分点位控制它的运动为空间点到点之间的移动，只能控制运动过程中几个点的位置，不能控制其运动轨迹。若欲控制的点数多，则必然增加电气控制系统的复杂性。目前使用的专用和通用工业机械手均属于此类。连续轨迹控制它的运动轨迹为空间的任意连续曲线，其特点是设定点为无限的，整个移动过程处于控制之下，可以实现平稳和准确的运动，并且使用范围广，但电气控制系统复杂。这类工业机械手般采用小型计算机进行控制。.本课题研究的主要内容搬运码垛作业在现代企业的物流管理过程中占有重要的地位，尤其是我国的办公产品生产企业已基本实现自动化流水生产，但办公产品整机下线时的搬运码垛作业仍要依靠人工来完成这项工作，存在劳动强度大效率低安全性差等弊端，以不能满足现代生产发展，针对此类问题本课题研究并设计种用于办公打印机下线搬运码垛的专用机械手。现在的机械手大多采用液压传动，液压传动存在以下几个缺点液压传动在工作过程中常有较多的能量损失摩擦损失泄露损失等液压传动易泄漏，不仅污染工作场地，限制其应用范围，可能引起失火事故，而且影响执行部分的运动平稳性及正确性。工作时受温度变化影响较大。油温变化时，液体粘度变化，引起运动特性变化。因液压脉动和液体中混入空气，易产生噪声。为了减少泄漏，液压元件的制造工艺水平要求较高，故价格较高且使用维护需要较高技术水平。鉴于以上这些缺陷，本机械手拟采用气压传动，气动技术有以下优点介质提取和处理方便。气压传动工作压力较低，工作介质提取容易，而后排入大气，处理方便，般不需设置回收管道和容器介质清洁，管道不易堵塞不存在介质变质及补充的问题。阻力损失和泄漏较小，在压缩空气的输送过程中，阻力损失较小般仅为油路的千分之，空气便于集中供应和远距离输送。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。手臂在进行伸缩或升降运动时，为了防止绕其轴线的转动，都需要有导向装置，以保证手指按正确方向运动。此外，导向装置还能承担手臂所受的弯曲力矩和扭转力矩以及手臂回转运动时在启动制动瞬间产生的惯性力矩，使运动部件受力状态简单。导向装置结构形式，常用的有单圆柱双圆柱四圆柱和形槽燕尾槽等导向型式。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。机械手的立往通常为固定不动的，但因工作需要，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。滚轮式行走机构可分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，通常由动力源控制调节装置和辅助装置组成。常用的驱动系统有液压传动气压传动电力传动和机械传动等四中形式。三控制系统控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。目前工业机械手的控制系统般由程序控制系统和电气定位或机械挡块定位系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息如动作顺序运动轨迹运动速度及时间，同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。四位置检测装置控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以定的精度达到设定位置。性低于国外产品机器人应用工程起步较晚，应用领域狭窄，生产线系统技术与国外相比仍有差距在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约多台，仅占全球已安装台数的万分之四。形成以上现象的主要原因是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是迎合客户的要求，即“个客户，次重新设计”，品种规格多，批量小，零部件通用化程度低，供货周期长，成本高，而且质量和可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，完善系列化通用化模块化设计，积极推进产业化进程。但从技术方面来说，我国已经具备了独立自主发展中国机械手技术的基础。国外机器人研究情况最早将工业机器人技术用于物体的码放和搬运是日本和瑞典。世纪年代末日本第次将机器人技术用于码垛作业。年，瑞典公司研发了全球第台全电控式工业机器人，主要应用于工件的取放和物料的搬运。除此之外，德国意大利韩国等国家工业机器人的研发水平也相当高。随着计算机技术工业机器人技术以及人工智能控制等技术的发展和日趋成熟，日本德国美国瑞典意大利韩国等国家在包装码垛机器人的研究上做了大量工作，相应推出了自己的码垛机器人，如日本的和以及系列，德国的系列，瑞典的系列等。德国瑞典以及日本等国家的码垛机器人般为轴机器人，主要由固定底座连杆连杆臂臂部腕部以及末端执行器组成。机器人主体多采用优质轻巧的铸铝材料制造和连杆式关节型的机构形式，均利用和有限元技术进行结构优化设计，具有较高的机械性能和抗震能力驱动系统均采用模块式数字化伺服电机和减速器，取消了腕部关节驱动电机和平衡块，大大优化了整机结构针对不同类型的产品和包装件，还设计了真空吸持夹持义式等多种形式的智能末端执行器。这些先进码垛机器人最显著的技术特点就是采用了基于的开放式控制系统，令机器人能够高速精准稳定可靠地运行。如瑞典公司为系列码垛机器人研发了主动安全软件和被动安全软件，可对机器人的运动和载荷情况进行监控电子稳定路径功能可确保机器人在考虑加速度阻力重力惯性等条件的同时，遵循预定运行路径主动制动系统可以确保机器人维持运行路径的同时对制动予以控制，被动安全功能可实现机器人进行负载识别。日本系列码垛机器人软件体系也非常强大，用于码垛设置仿真和操作用于减少机器人夹持器箱袋以及外围设备的碰撞损坏基于网络的软件工具用于远程联机诊断和生产监控还专门配备了机器视觉引导系统，用于引导机器人完成拆垛和检查工作。办公,打印机,码垛,机械手,设计,毕业设计,全套,图纸目录绪论.课题背景及研究意义.国内外相关研究情况国内机器人研究情况国外机器人研究情况.机械手的组成和分类机械手的组成机械手的分类.本课题研究的主要内容.完成本课题的工作方案及进度计划.毕业设计的工作量要求机械手的设计方案.机械手的座标型式与自由度.机械手的手部结构方案设计.机械手的