（终稿）模切机上下料机械手结构设计（全套完整有CAD）

容积型压缩机是利用特殊形状的转子或活塞压缩吸入封闭容积室空气的体积来增加空气的压力。

容积型结构简单使用方便。

本设计选用容积型压缩机。

储气罐储气罐可以调节气流，减少输出气流的脉动，使输出气流连续和气压稳定，也可以作为应急气源使用，还可以进步分离油水杂质。

储气罐上装有安全阀，使其极限压力比正常工作压力高，并装有指示罐内压力的压力表和排污阀等。

罐的型式可分为立式和卧式两种。

本设计选用立式储气罐，因为它的进气口在下，出气口在上，以利用进步分离空气中的油水。

执行元件执行元件是以压缩空气为工作介质产生机械运动，并将气体的压力能转变为机械能的能量转换装置，如气缸输出直线往复式机械能，摆动气缸输出回转摆动式机械能。

气缸输出直线往复式气缸是气动执行元件之。

目前最常选用的是标准气缸，其结构和参数都已系列化标准化通用化。

水平伸缩气缸选用单活塞杆双作用气缸。

单活塞杆双作用气缸般由缸筒前后缸盖活塞活塞杆密封件和紧固件等组成。

其工作原理对于前伸回缩气缸，当左侧无杆腔进气，右侧有杆腔排气时活塞杆前伸，反之，活塞杆回缩对于上升下降气缸，当上侧无杆腔进气，下侧有杆腔排气时，活塞杆下降，反之活塞杆上升。

摆动气缸输出回转摆动式摆动气缸分为单叶片式和双叶片式。

单叶片式摆动气缸压缩空气由进气口输入，作用在叶片上，带动轴回转产生转矩，另腔的空气从排气口排出。

双叶片式摆动气缸从进气口进入的压缩空气作用在个叶片上，同时通过轴上的气路也作用在另叶片上带动轴回转。

这样双叶片式产生的转矩将是单叶片式的倍。

本设计采用双叶片式摆动气缸，这样就能产生更大的转矩，以利于机械手的转动。

控制元件控制元件是用来调节压缩空气的压力流量和控制其流动方向，使气动执行机构获得必要的力动作速度和改变运动方向，并按规定的程序工作。

活塞杆的材料为钢，其需用应力为以后的设计计算的依据。

按强度条件确定活塞杆的直径活塞上作用的机械载荷为工作阻力的数值要根据油缸工作的实际情况定其有无，并进行计算和估算。

本次设计中假设导向装置处摩擦阻力不同配置和不同截面形状，其摩擦阻力不同。

要根据实际情况进行估算。

本次设计其导向截面为圆截面，在油缸启动时，导向装置处的摩擦力较大，由于考虑安全系数，夸大考虑数据。

伸缩油缸加油加钢板加纸巾的总重量最大估计为。

当量摩擦系数，其数值与导向支撑截面的形状及材料有关，取所以.在压力油驱动下，各密封装置处的摩擦阻力，随其密封结构的不同而不同。

对于行密封圈本设计采用当油缸工作压力不大于时，油缸密封处总压力为.油缸直径进油压力压阻力油缸回油腔低压油液所造成的阻力，般在速度不是很大的时候，阻力较小，可按.，本次设计中，所以。

惯性力机械手的手臂在启停时，活塞杆上受到的平均惯性力可近似计算如下其中参与运动零件的总重速度变化量，如果机械手由静止直接加速到速度，则。

启动时间，般为所以由上面的活塞杆受力，通过公式来计算活塞直径.根据计算，且从实际出发，取.计算油缸内径由，推出即由液压传动书中查的.所以查机械设计手册取直径。

臂厚为.垂直升降油缸的计算由于升降油缸没有特殊要求，故选取同样材料。

由计算伸缩油缸的过程，举同样的原理对升降油缸进行计算计算活塞杆的直径.由强度条件计算直径.计算油缸的内径.查机械设计手册取内径，臂厚为。

选择适当的油缸工作压力是个非常重要的问题，过高或过低都达不到工作的要求，从速度和工作载荷出发，选取油压为.。

.腕部回转力矩的计算腕部回转支撑处的摩擦力矩式中轴承处支撑反力，可由静力平衡求得轴承直径轴承的摩擦系数，对于滚动轴承对于滑动强。

手臂的结构手臂的伸缩和升降运动般采用直线油气缸驱动。

手臂作直线运动的结构，基本上是由驱动机构和导向装置所组成。

驱动机构般用油缸油马达加齿轮齿条来实现直线运动。

往复直线油气缸可以分为以下几种。

双作用单活塞杆油缸液压机械手中实现手臂的往复运动用得最多的是双作用单活塞杆油缸。

活塞在油压下作双向运动。

机构上可以是油缸体固定活塞杆运动也可以是活塞杆固定，而缸体运动。

双作用双活塞杆油缸当需要很大的行程时，将油缸做的很长体积很大，则加工上有困难。

如做成伸缩式双活塞杆油缸，既能满足行程要求，油缸的体积又小。

其缺点是次行程有两种速度。

丝杆螺母机构该机构传动的特点是易于自锁，但传动效率低。

如采用滚珠丝杠，效率可以提高，但因其较长，制造比较困难。

本机械手的手臂有往复的直线运动，不需要很大的行程，考虑到结构的简单性和设计的经济性，选用缸体固定活塞杆运动的双作用单活塞杆气缸。

导向装置机械手手臂在进行伸缩运动时，为防止手臂沿伸缩方向向中轴线转动加大承载能力，以及提高运动精度，必须设有导向装置。

手臂的导向装置系根据安装形式结构及负荷等条件来确定。

常用的有单导向杆和双导向杆，本设计中，伸缩运动中选用双导向杆。

机座结构的选择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，是支撑起机械手全部重量的构件。

对其结构的要求是刚性好占地面积小操作维修方便和造型美观。

机座结构从形式上分为落地式和悬浮式，或分为固定式可移动式和行走式。

无论哪种形式，机械手工作时机座定予以固定。

可移动式的机座在停置时能够刹车定位，以保证机械手工作时的位置精度。

根据本机械手的设计要求选用落地固定式机座。

圆柱坐标式机械手能满足手臂伸缩手臂上下手臂回转动等动作。

可以将手臂回转动作改换成机械手的整体转动就可以满足本设计中机械手的动作要求。

这样的修改并没有改变机械手的总体结构，只是进行了局部变动，使得整个系统经济实惠，所以确定用圆柱坐标式机械手。

.执行机构的组成工业机械手的执行系统主要以下机械部分组成手部是机械手直接握持工件或工具的部分。

臂部是机械手用来支持腕部与手部实现较大的运动范围的部件。

立柱支承手臂并带动它升降摆动和移动的机构。

机座是机械手用来支撑臂部，并安装驱动装置及其他装置的部分。

.各部分的分析与选择手部的选择手部形式的确定手部就是用来握持工件或工具的部分。

由于被握持的工件的形状尺寸重量材质及表面状态的不同，手部机构也是多种多样。

常用的手部结构按其握持原理可以分为如下两类夹持式夹持式手部的结构与人手类似，是工业机械广泛应用的种手部形式。

它主要由手指传动机构驱动机构组成。

其又可分为内撑式外夹式和内外夹持式，区别在于夹持工件的部位不同，手爪动作方向相反。

夹持式手部设计时应注意以下事项手指应有定的开闭范围。

手指应具有适当的夹紧力。

要保证工件在手指内的定位精度。

结构紧凑，重量轻，效率高。

通用性和可换性。

气吸式气吸式手部又称为真空吸盘式手部，它是通过吸盘内产生真空或负压，利用压差而将工件吸附，是工业机械手常用的种吸持工件的装置。

它由吸盘吸盘架及进排气系统组成，具有结构简单质量轻不易损伤工件使用方便可靠等优点但要求工件上与吸盘接触的部位光滑平整清洁被吸附工件材质致密，没有透气空隙。

主要适应于板材薄壁零件陶瓷搪瓷制品纸巾制品纸张及塑料等表面光滑工件的抓取。

气吸式又可分为负压吸盘真空式喷气式自挤式空气吸盘。

.解决的关键问题解决机械手机械结构的设计问题，要求机械手结构简单经济具有定的代表性。

执行部件的运动精度的问题。

第章总体设计.总体初步设计总体设计是把组成机器的各个部件进行合理布置，协调他们在结构上的性能及参数上的关系。

他是在原理方案确定后，按照设计任务书的要求对原理方案设计确定的工作原理与组成部分进行总图规划。

.选择机型本机械手是真空吸盘送纸机械手。

.确定总体性能参数总体运动参数外扩尺寸总体运动参数臂部工作速度，移动均为腕部回转总体动力参数臂部液压油压强总体布局及各部件的结构形式总体布局及部件结构形式见装配图。

这里我们强调的是结构设计中应注意的基本原理任务分配原理自补偿原理力传递原理变形协调原理力平衡原理等强度原理稳定原理降低噪音原理。

机械手的执行结构是机械手赖以实现各种运动的实体。

执行机构的布局类型直接影响到机械手的工作性能。

.执行机构的选择机械手的基本型式较多，按手臂的坐标型式而言，主要有四种基本型式直角坐标式圆柱坐标式球坐标式和关节式。

下面就各型式机械手作简单的分析对比直角坐标式机械手直角坐标式机械手是适合于工作位置成行排列或与传送带配合使用的种机械手。

它的手臂可作伸缩左右和上下移动，按直角坐标形式三个方向的直线进行运动。

其工作范围可以是个直线运动两个直线运动或三个直线运动。

如在三个直线运动方向上个具有三个回转运动，即构成六个自由度。

直角坐标式机械手的优点产量大，节拍短，能满足高速的要求容易与生产线上的传送带和加工装配机械相配合适于装箱类多工序复杂的工作，定位容易变更定位精度高，载重发生变化是不回影响精度易于实行数控，可与开环或闭环数控机械配合使用。

缺点机械手的作业范围较小。

圆柱坐标式机械手圆柱坐标式机械手是应用最多的种型式，它适用于搬运和测量工件。

具有直观性好，结构简单，本体占用的空间较小，而动作范围较大等优点。

圆柱坐标式机械手的工作范围可分为个旋转运动，模切机，上下，机械手，结构设计，毕业设计，全套，图纸目录摘要第章绪言.研究的目的及意义.机械手在国内外现状和发展趋势.主要研究的内容.解决的关键问题第章总体设计.执行机构的选择.执行机构的组成.各部分的分析与选择手部的选择手臂结构的选择机座结构的选择.工作原理.机构简图.手部的设计.气动元件选取及工作原理气源装置执行元件控制元件辅助元件真空发生器吸盘.气动回路的工作原理总结致谢参考文献摘要机械手作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，可以大量代替单调往复或高精度需求的工作，在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。

可以实现生产的机械化和自动化，能在高温腐蚀及有毒气体等环境下操作以保护人身安全，可以广泛应用于机械制造冶金电子轻工业和原子能等部门。

本设计主要完成送纸机械手的机械部件的设计。

主要包括执行系统驱动系统的设计。

执行系统是由传动部件与机械构件组成，是机械手赖以实现各种运动的实体。

主要包括机身手臂末端执行器部分组成。

机械手的结构主要由机座立柱水平手臂垂直手臂电磁阀和吸盘等组成。

真空式吸附型它是利用真空泵抽出吸附头的空气而形成真空，故称真空式。

喷气式吸附的工作原理是当压缩空气高速进入喷嘴时，由于管路的开始段截面积是逐渐收缩的，所以气流速度逐渐增大，在管路的最小截面处，气流速度达到临界速度，此时的气体受压，密度加大。

关键字送纸机械手真空吸盘气动控制液压控制执行系统驱动系统和机械手应用领域的不断深化，不仅要求其控制可靠性强使用灵活性高和操作灵活性好，还要其成本低可开发经济性强。

本论文主要研究送纸机械手以下几个方面的内容送纸机械手执行系统的分析与选择执行系统是由传动部件与机械构件组成，是机械手赖以实现各种运动的实体。

主要包括机身手臂末端执行器部分组成，其中每部分都可以具有若干的自由度。

执行系统的设计主要是对机械手的手部手臂和机座进行设计。

送纸机械手驱动系统的分析与选择驱动系统是向执行系统各部分提供动力的装置。