（终稿）多用途气动机器人结构设计（全套完整有CAD）

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《（终稿）多用途气动机器人结构设计（全套完整有CAD）》修改意见稿

1、“.....对于滚动轴承，对于滑动轴承,处的支承反力，可按手腕转动轴的受力分析求解，根据,得同理，根据,得式中的重量,如图所示的长度尺寸.转缸的动片与缸径定片端盖等处密封装置的摩擦阻力矩封，与选用的密衬装置的类型有关，应根据具体情况加以分析。回转气缸的驱动力矩计算在机械手的手腕回转运动中所采用的回转缸是单叶片回转气缸，它的原理如图所示，定片与缸体固连，动片与回转轴固连。动片封圈把气腔分隔成两个.当压缩气体从孔进入时，推动输出轴作逆时回转，则低压腔的气从孔排出。反之，输出轴作顺时针方向回转。单叶气缸的压力驱动力矩的关系为或手腕回转缸的尺寸及其校核.尺寸设计气缸长度设计为,气缸内径为,半径,轴径,半径,气缸运行角速度，加速度时间.,压强,则力矩.尺寸校核测定参与手腕转动的部件的质量,分析部件的质量分布情况，质量密度等效分布在个半径的圆盘上......”。

2、“.....质量分布于长的棒料上，那么转动惯量假如工件中心与转动轴线不重合，对于长的棒料来说，最大偏心距，其转动惯量为手腕转动件和工件的偏重对转动轴线所产生的偏重力矩为偏，考虑手腕转动件重心与转动轴线重合夹持工件端时工件重心偏离转动轴线,则手腕转动轴在轴颈处的摩擦阻力矩为，对于滚动轴承，对于滑动轴承.为手腕转动轴的轴颈直径为轴颈处的支承反力，粗略估计．回转缸的动片与缸径定片端盖等处密封装置的摩擦阻力矩封，与选用的密衬装置的类型有关，应根据具体情况加以分析。在此处估计为的倍，设计尺寸符合使用要求，安全。第五章手臂伸缩，升降，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的尺寸设计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......”。

3、“.....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......”。

4、“.....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，由于工件多为圆柱形，故手指形状设计成型，其结构如附图所示。手部夹紧气缸的设计手部驱动力计算本课题气动机械手的手部结构如图所示图齿轮齿条式手部其工件重量公斤，形手指的角度摩擦系数为根据手部结构的传动示意图，其驱动力为根据手指夹持工件的方位，可得握力计算公式所以实际驱动力因为传力机构为齿轮齿条传动，故取，并取。若被抓取工件的最大加速度取时，则所以所以夹持工件时所需夹紧气缸的驱动力为。气缸的直径本气缸属于单向作用气缸。根据力平衡原理，单向作用气缸活塞杆上的输出推力必须克服弹簧的反作用力和活塞杆工作时的总阻力，其公式为式中活塞杆上的推力，弹簧反作用力，气缸工作时的总阻力，气缸工作压力，弹簧反作用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，......”。

5、“.....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.机械手的控制方案设计考虑到机械手的通用性，同时使用点位控制，因此我们采用可编程序控制器对机械手进行控制。当机械手的动作流程改变时，只需改变程序即可实现，非常方便快捷。.机械手的主要技术参数.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，本设计设计抓取的工件质量为公斤。二.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......”。

6、“.....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。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......”。

7、“.....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。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。它由动力装置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机械传动。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......”。

8、“.....该机械手采用的是程序控制系统，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.第二章机械手的整体设计方案对气动机械手的基本应和远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样，造成压力明显降低和严重污染。动作迅速，反应灵敏。气动系统般只需要即可建立起所需的压力和速度。气动系统也能实现过载保护，便于自动控制。能源可储存。压缩空气可存贮在储气罐中，因此，发生突然断电等情况时，机器及其工艺流程不致突然中断。工作环境适应性好......”。

9、“.....气压传动与控制系统比机械电器及液压系统优越，而且不会因温度变化影响传动及控制性能。成本低廉。由于气动系统工作压力较低，因此降低了气动元辅件的材质和加工精度要求，制造容易，成本较低。传统观点认为由于气体具有可压缩性，因此，在气动伺服系统中要实现高精度定位比较困难尤其在高速情况下，似乎更难想象。此外气源工作压力较低，抓举力较小。虽然气动技术作为机器人中的驱动功能已有部分被工业界所接受，而且对于不太复杂的机械手，用气动元件组成的控制系统己被接受，但由于气动机器人这体系己经取得的系列重要进展过去介绍得不够，因此在工业自动化领域里，对气动机械手气动机器人的实用性和前景存在不少疑虑。.气动机械手的设计要求课题的设计要求本课题将要完成的主要任务如下机械手为通用机械手，因此相对于专用机械手来说，它的适用面相对较广......”。