指夹紧驱动液压缸的复位。手指厚度根据需要夹持的工件设定，形指合拢后的的尺寸为工件被夹持部位直径的外接正六边形，保证了机械手工作时的可靠性。手指加在工件上的夹紧力，是设计手部结构的主要依据。夹紧力必须克服工件重力所产生的载荷以及工件运动状态变化所产生的载荷惯性力或惯性力矩，以使工件保持可靠的夹紧状态。手指对工件的夹紧力计算.式中安全系数，通常取工作情况系数，主要考虑惯性力的影响。可估算.其中重力加速度运载工件时重力方向的最大上升加速度，可计算.运载工件时重力方向的最大上升速度，.。系统达到最高速度的时间，般取。方位系数，根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定。。被抓取工件所受重力。计算可得手指夹紧由单作用液压缸驱动实现，则手指夹紧缸的载荷为.手臂伸缩机构载荷的计算手臂伸缩采用双作用液压缸实现，臂部作水平伸缩运动时，首先要克服摩擦阻力，包括油缸与活塞之间的摩擦阻力及导向杆与支承滑套之间的摩擦阻力等，还在克服启动过程中的惯性力。其驱动力可可按下式计算.式中各支承处的的摩擦阻力，其大小可按下式估算.式中运动部件所受的重力外载荷作用于导轨上的正压力，其大小可按下式计算.摩擦系数，取.，详见机械设计手册表.启动过程中的惯性力，其大小可按下式估算.式中重力加速度，取.速度变化量。如果臂部从静止状态加速到工作速度时，则这个过程的速度变化量就等于臂部的工作速度。启动或制动时间，般为.据被操作工件的形状尺寸重量材质及表面形态各有不同，其形式也多种多样，大部分末端操作器的结构是根据特定的工件专门加工的，常用的有四类夹钳式取料手吸附式取料手专用操作器及转换器仿生多指灵巧手。夹钳式取料手是工业机器人最常用的种末端操作器形式，在流水线上应用广泛。它般由手指驱动机构传动机构连接与支承元件组成，工作机理类似于常用的手钳。吸附式取料手靠吸附力取料，根据吸附力的不同分为气吸附和磁吸附两种。吸附式取料手应用于大平面单面接触无法抓取易碎玻璃磁盘微小不易抓取的物体。因为专用操作器及转换器和仿生多指灵巧手的技术难度及成本要求都比较高。.手腕的设计机器人手腕是连接末端操作器和手臂的部件，它的作用是调节或改变工件方位，因而它具有独立的自由度，以使机器人末端操作器适应复杂的动作要求。此处手腕需实现手部的翻转动作,腕部结构主要体现在手部相对于臂部的旋转运动上。.手臂的设计手臂是机器人执行机构中重要的部件，它的作用是将被抓取的工件运动到给定的位置上。手臂的结构要紧凑小巧，才能使手臂运动轻快灵活。手臂般有伸缩运动左右回转运动升降或俯仰运动三个自由度。在般情况，手臂的伸缩和回转俯仰均要求匀速运动，但在手臂的起动和终止瞬间，运动是变化的，为了减少冲击，要求起动时间的加速度和终止前速度不能太大，否则引起冲击和振动。伸缩运动般采用直线液压缸驱动，俯仰运动大多采用伸缩单作用单活塞杆驱动，而回转运动则大多用回转缸或齿条缸来实现。本设计采用单作用单活塞杆缸来实现手臂的伸缩。为了增加手臂的刚性，防止手臂在伸缩运动时绕轴线转动或产生变形，手臂的伸缩机构需设置导向装置，或设计方形花键等形式的臂杆。根据手臂的结构抓重等因素，为了使抓取时不产生偏重力矩使抓取可靠，本设计中采用四根导向柱的臂伸缩结构。这种结构的特点是行程长，抓重大，而工件不规则时还可以防止产生过大的偏重力矩。简图如下图.四导向杆式手臂机构简图从图中可以比较清楚地看到手臂伸缩油缸结构及导向杆的安放方式以及手臂与其他部件的连接点。电机驱动步进或伺服电机可用于程序复杂运动轨迹要求严格的小型通用机械手异步电机直流电机适用于抓重大速度低的专用机械手电源方便，响应快，驱动力较大，信号检测传递处理方便，控制方式灵活，安装维修方便。但控制性能差，惯性大，不易精确定位。机械联动动作可靠，动作范围小，结构比较复杂，适用于自由度少速度快的专用机械手。同其他转动方式相比较，传动功率相同时，液压传动装置的重量轻，体积紧凑，可实现无级变速，调速范围大。运动件的惯性小，能够频繁顺序换向，传动工作平稳，系统容易实现缓冲吸着震，并能自动防止过载。与电气配合，容易实现动作和操作自动化，与微电子技术和计算机配合，能够实现各种自动控制工作。液压元件基本已经上系列化通用化和标准化，利于技术的应用提高工效，降低成本。容易达到较高的单位面积压力，较小的体积可获得较大的出力推力或转距。液压系统介质的可压缩性小，工作较平稳，可靠，并可实现较高的位置精度。液压传动中，力，速度和方向比较容易实现自动控制。液压装置采用油液做介质，具有防锈性和自润滑效能，可以提高机械效率，使用寿命长。综上，本次设计采用液压驱动。控制方式的选择点位控制方式连续轨迹控制方式力力矩控制方式智能控制方式。点位控制的特点是只控制工业机器人末端执行机构在作业空间中些规定的离散点上的位姿。控制时只要求工业机器人快速准确地实现相邻各点之间的运动，而对达到目标点的运动轨迹不做任何规定。这种控制方式的主要技术指标是定位精度和运动所需时间。由于其控制方式易于实现，常应用于上下料搬运点焊等工业机器人。连续轨迹控制的特点是连续的控制工业机器人末端执行器在作业空间的位姿，要求其严格按照预定的轨迹和速度在定的精度要求内运动，而且速度可控，轨迹光滑且运动平稳。这种控制方式的主要技术指标是工业机器人末端操作器位姿的轨迹跟踪精度及平稳性。简单的机械手可以没有手腕，而只有手臂，手臂的动作和手腕相类似，只是动作范围更大，可以前后伸缩，上下俯仰和左右摆动等。支柱用来支撑手臂，它是固定的。机械结构部分.运动形式方案选择为实现不同动作，应选取不同方案。本课题已确定采用球坐标机构。.机身结构机身采用回转与俯仰结构机身。实现回转的驱动方案有几种，摆动油缸驱动，升缩油缸在上，回转油缸在下。实现机身回转采用液压马达驱动。.手臂结构手臂的运动方式为左右转动前后伸缩及上下摆动，其中上下摆动采用手臂俯仰油缸与活塞杆机构连用来实现，手臂的前后伸缩采用直线缸来实现。.手腕结构手腕设计根据我所设计的机械手的要求，选择双自由度手腕。手腕的俯仰动作由液压缸直接驱动，抓取同样用液压缸驱动。机械手驱动方式采用液压驱动，液压实现机身的回转与俯仰，以及各部件的伸缩俯仰运动。为实现机身的旋转，选用液压马达驱动。手臂伸缩与俯仰都采用液压缸驱动。手腕俯仰采用液压缸驱动，手抓的驱动同样采用液压驱动。机械手的总体设计.机械手的组成机械手由三大部分机械部分传感部分控制部分六个子系统驱动系统机械结构系统感受系统机器人环境交互系统人机交互系统控制系统组成。机械结构系统机器人的机械结构又主要包括末端操作器手腕手臂机身立柱。驱动系统驱动器是把从动力源获得的能量变换成机械能，使机器人各关节能够工作的装置，常见的驱动形式有步进电机驱动直流电机驱动交流电机驱动液压驱动气压驱动以及近些年出现的些特殊的新型驱动例如超声波驱动磁致伸缩驱动静电驱动等。控制系统机器人的控制方式多种多样，根据作业任务不同，主要可分为点位控制方式连续轨迹控制方式力力矩控制方式和智能控制方式。.机械手的设计设计要求该机械手的动作流程初始位姿手爪松开抓住物体机身转动手臂向上运动且为此项目投入大量的资金，研究开发并且制造了系列的工业机器人，有由北京机械自动化研究所设计制造的喷涂机器人，广州机床研究所和北京机床研究所合作设计制造的点焊机器人，大连机床研究所设计制造的氩弧焊机器人，沈阳工业大学设计制造的装卸载机器人等。这些机器人的控制器，都是由中国科学院沈阳自动化研究所和北京科技大学机器人研究所开发的，同时系列的机器人关键部件也被开发出来，如机器人专用轴承，减震齿轮，直流伺服电机，编码器等。我国的工业机械手发展主要是逐步扩大其应用范围。在应用专业机械手的同时，相应的发展通用机械手，研制出示教式机械手计算机控制机械手和组合式机械手等。所以，在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专业机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的要研制示教式机械手计算机控制机械手和组合机械手等。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。可以将机械手各运动构件，如伸缩摆动升降横移俯仰等机构，设计成典型的通用机构，以便根据不同的作业要求，选用不用的典型机构，组装成各种用途的机械手，即便于设计制造，又便于跟换工件，扩大了应用范围。目前国内机械手主要用于机床加工锻造。热处理等方面，数量品种性能方面都不能满足工业生产发展的需要。此外还应大力研究伺服型记忆再现型，以及具有触觉视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的个基本单元。国外研究现状国外机械手在机械制造行业中应用较多，发展也很快。目前主要用于机床横锻压力机的上下料，以及点焊喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。国外机械手的今后趋势是大力研制具有种智能的机械手。使它具有定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如发生少许偏差时候，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得定的成绩。年，美国又试制成台数控示教再现型机械手。运动系统仿造坦克炮塔，臂可以回转俯仰伸缩，用液压驱动控制系统用磁鼓做储存装置。自由度,机械手,设计,毕业设计,全套,图纸绪论.选题背景及其意义.国内外研究现状与发展趋势国内的研究现状国外研究现状发展趋势.本设计主要研究的内容机械设计结构部分机械手驱动方式机械手的总体设计.机械手的组成.机械手的设计设计要求总体设计任务总体方案拟定机械手结构件设计.末端操作器的设计.手腕的设计.手臂的设计.机身和机座的设计机械手各部件的载荷计算.设计要求分析.手指夹紧机构的设计.手臂伸缩机构载荷的计算.手臂俯仰机构载荷的计算.机身摆动机构载荷力矩的计算.初选系统工作压力机械手各部件结构尺寸计算及校核.手腕油缸尺寸的设计校核.手臂伸缩机构结构尺寸的设计校核.手臂俯仰机构结构尺寸的设计校核.机身摆动机构的设计校核.强度校核.弯曲稳定性校核液压系统的设计.基本回路的选择.液压元件的选择与校核液压泵的选择液压泵所需电机功率的确定液压阀的选择液压辅助元件的选择原则油箱容量的确定液压原理图结论参考文献致谢毕业论文独创性声绪论.选题背景及其意义随着工业自动化程度的提高，工业现场的很多易燃易爆等高危及重体力劳动场合必将由机器人所代替。这方面可以减轻工人的劳动强度，另方面可以大大提高劳动生产率。通过本课题，让学生在毕业设计过程中综合大学所学基础课程及专业课程，培养学生综合应用所学知识和技能去分析和解决般工程技术问题的能力进步培养学生分析问题创造性地解决实际问题的能力。本课题中多自由度机械手系统主要采用液压驱动。.国内外研究现状与发展趋势国内的研究现状工业机械手最早应用在汽车制造工业，常用于焊接喷漆上下料和搬运。工业机械手延伸和扩大了人的手足和大脑功能，它可替代人从事危险有害有毒低温和高温等恶劣环境中工作，代替人完成繁重单调重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。