。吸附式常用于抓取工件表面平整面积较大的板状物体,不适合用于本方案。本设计机械手采用夹持式手指,夹持式机械手按运动形式可分为回转型和平移型手指的张开闭合靠手指的平行移动,这种手指结构简单,适于夹持平板方料,且工件径向尺寸的变化不影响其轴心的位置,其理论夹持误差零。若采用典型的平移型手指,驱动力需加在手指移动方向上,这样会使结构变得复杂且体积庞大。显然是不合适的，因此不选择这种类型。通过综合考虑，本设计选择二指回转型手抓，采用滑槽杠杆这种结构方式。夹紧装置选择常开式夹紧装置，它在弹簧的作用下机械手手抓闭和，在压力油作用下，弹簧被压缩，从而机械手手指张开。.手抓的力学分析下面对其基本结构进行力学分析滑槽杠杆图为常见的滑槽杠杆式手部结构。图滑槽杠杆式手部结构受力分析手指销轴杠杆在杠杆的作用下，销轴向上的拉力为，并通过销轴中心点，两手指的滑槽对销轴的反作用力为和，其力的方向垂直于滑槽的中心线和并指向点，交和的延长线于及。由得得由得.式中手指的回转支点到对称中心的距离.工件被夹紧时手指的滑槽方向与两回转支点的夹角。由分析可知，当驱动力定时，角增大，则握力也随之增大，但角过大会导致拉杆行程过大，以及手部结构增大，因此最好。.夹紧力及驱动力的计算手指加在工件上的夹紧力，是设计手部的主要依据。必须对大小方向和作用点进行分析计算。般来说，需要克服工件重力所产生的静载荷以及工件运动状态变化的惯性力产生的载荷，以便工件保持可靠的夹紧状态。手指对工件的夹紧力可按公式计算式中安全系数，通常工作情况系数，主要考虑惯性力的影响。可近似按下式估其中，重力方向的最大上升加速度运载时工件最大上升速度系统达到最高速度的时间，般选取方位系数，根据手指与工件位置不同进行选择。被抓取工件所受重力。液压缸的工作压力作用在活塞上外力液压缸工作压力作用在活塞上外力液压缸工作压力小于以上计算设机械手达到最高响应时间为.，求夹紧力和驱动力和驱动液压缸的尺寸。设.根据公式，将已知条件带入.根据驱动力公式得取确定液压缸的直径选取活塞杆直径.,选择液压缸压力油工作压力.,根据表.，选取液压缸内径为则活塞杆内径为，选取机械手手抓夹持精度的分析计算机械手的精度设计要求工件定位准确,抓取精度高,重复定位精度和运动稳定性好,并有足够的抓取能。机械手能否准确夹持工件，把工件送到指定位置，不仅取决于机械手的定位精度由臂部和腕部等运动部件来决定，而且也于机械手夹持误差大小有关。特别是在多品种的中小批量生产中，为了适应工件尺寸在定范围内变化，定进行机械手的夹持误差。该设计以棒料来分析机械手的夹持误差精度。机械手的夹持范围为。般夹持误差不超过,分析如下工件的平均半径手指长,取型夹角偏转角按最佳偏转角确定计算当时带入有夹持误差满足设计要求。弹簧的设计计算选择弹簧是压缩条件，选择圆柱压缩弹簧。如图.所示，计算如下。.选择硅锰弹簧钢，查取许用切应力.选择旋绕比，则.根据安装空间选择弹簧中径，估算弹簧丝直径.试算弹簧丝直径.根据变形情况确定弹簧圈的有效圈数选择标准为，弹簧的总圈数圈.最后确定，.对于压缩弹簧稳定性的验算对于压缩弹簧如果长度较大时，则受力后容易失去稳定性，这在工作中是不允许的。为了避免这种现象压缩弹簧的长细比，本设计弹簧是端自由，根据下列选取当两端固定时当端固定端自由时，当两端自由转动时，。结论本设计弹簧，因此弹簧稳定性合适。.疲劳强度和应力强度的验算。对于循环次数多在变应力下工作的弹簧，还应该进步对弹簧的疲劳强度和静应力强度进行验算如果变载荷的作用次数，或者载荷变化幅度不大时，可只进行静应力强度验算。现在由于本设计是在恒定载荷情况下，所以只进行静应力强度验算。计算公式选取力学性精确能高结论经过校核，弹簧适应。.系统组成本基械手系统由机体，传送机构，动力源和控制装置四部分组成。其中机体由小车及本体等部分组成传送机构主要由伸缩臂及抓紧机构所组成动力源由液压驱动和机械驱动两种形式构成控制装置主要由自动控制和手动控制两部分组成。.总体技术方案毕业设计的目的就是要把我们所学的比较分散的知识综合起来，并进行灵活运用。现在的发展趋势是机电体化，因此，我们的毕业设计是要我们将“机”“电”“液”三者合并起来。“机”即是指机械，机械手的动作过程可以分五部分，即机械手的上升下降机械手的前伸后缩机械手的加紧放松机械手的左转右转小车的前进后退。这五部分中我们靠机械完成机械手的上升下降动作，即本课题所做的机械手采用电动机带动丝杠螺母机构来实现手臂的上升下降方面。滚珠螺旋传动是在丝杠和螺母滚道之间放入适量的滚珠，使螺纹间产生滚动摩擦。丝杆传动是带动滚珠沿螺纹轨道滚动。滚珠螺旋传动与滑动螺旋传动或者其他直线运动副相比，有以下特点传动效率高般滚珠丝杠副的传动效率达，为滑动丝杠副的倍。运动平稳滚动摩擦系数接近常数，启动与工作摩擦力矩差别很小。启动时无冲击，低速时无爬行。能源预紧预紧后可消除间隙产生过盈，提高接触刚度和传动精度。同时增加的摩擦力矩相对不大。工作寿命长滚珠丝杠螺母副的摩擦表面为高硬度高精度，具有较长的工作寿命和精度保持性。寿命约为滑动丝杠副的倍以上.定位精度和重复定位精度高由于滚珠丝杠副摩擦小温升小无爬行无间隙，通过预紧进行预拉伸的补偿的膨胀，因此，可以达到较高的定位精度和重复定位精度。同步性好用几套相同的滚珠丝杠副同时传动几个相同的运动部件。可以得到较好的同步运动。可靠性高润滑密封装置结构简单，维修方便。不自锁用于垂直运动，必须在系统中附加自锁或制动装置。经济性差，成本高由于结构工艺复杂，故制造成本高价格往往以计。经过计算，选择如下电动机型号功率.丝杠型号工业机械手的机械机构是指它的执行系统，是机械手抓持工件进行操作及各种运动的机械部件。机械部件主要包括手部，手臂前后伸缩部分，手臂上下升降部分腰转部分以及机座和行走机构。.腕部结构的设计腕部设计的基本要求力求结构紧凑重量轻腕部处于手臂的最前端，它连同手部的静动载荷均由臂部承担。显然，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。因此，在腕部设计时，必须力求结构紧凑，重量轻。结构考虑，合理布局腕部作为机械手的执行机构，又承担连接和支撑作用，除保证力和运动的要求外，要有足够的强度刚度外，还应综合考虑，合理布局，解决好腕部与臂部和手部的连接。必须考虑工作条件对于本设计，机械手的工作条件是在工作场合中搬运加工的棒料，因此不太受环境影响，没有处在高温和腐蚀性的工作介质中，所以对机械手的腕部没有太多不利因素。腕部的结构以及选择.典型的腕部结构具有个自由度的回转驱动的腕部结构。它具有结构紧凑灵活等优点而被广腕部回转，总力矩，需要克服以下几种阻力克服启动惯性所用。回转角由动片和静片之间允许回转的角度来决定般小于。齿条活塞驱动的腕部结构。在要求回转角大于的情况下，可采用齿条活塞驱动的腕部结构。这种结构外形尺寸较大，般适用于悬挂式臂部。具有两个自由度的回转驱动的腕部结构。它使腕部具有水平和垂直转动的两个自由度。机液结合的腕部结构。.腕部结构和驱动机构的选择本设计要求手腕回转，综合以上的分析考虑到各种因素，腕部结构选择具有个自由度的回转驱动腕部结构，采用液压驱动。腕部的设计计算.腕部设计考虑的参数夹取工件重量，回转。.腕部的驱动力矩计算腕部的驱动力矩需要的力矩。腕部回转支撑处的摩擦力矩。夹取棒料直径，长度，重量，当手部回转时，计算力矩手抓手抓驱动液压缸及回转液压缸转动件等效为个圆柱体，高为，直径，其重力估算.擦力矩。启动过程所转过的角度.，等速转动角速度。查取转动惯量公式有代入.腕部驱动力的计算设定腕部的部分尺寸根据表设缸体内空半径，外径根据表选择,这个是液压缸壁最小厚度，考虑到实际装配问题后，其外径为动片宽度,输出轴基本尺寸示如图所示。则回转缸工作压力，选择图.腕部液压缸剖截面结构示意表.标准液压缸外径液压缸内径钢钢.液压缸盖螺钉的计算图缸盖螺钉间距示意表螺钉间距与压力之间的关系工作压力螺钉的间距小于小于小于小于缸盖螺钉的计算，如图.所示，为螺钉的间距，间距跟工作压强有关，见表，在这种联结中，每个螺钉在危险剖面上承受的拉力计算液压缸工作压强为,所以螺钉间距小于,试选择个螺钉所以选择螺钉数目合适个危险截面所以.螺钉材料选择，螺钉的直径螺钉的直径选择动片和输出轴间的连接螺钉动片和输出轴间的连接螺钉动片和输出轴之间的连接结构见上图。连接螺钉般为偶数，对称安装，并用两个定位销定位。连接螺钉的作用使动片和输出轴之间的配合紧密。于是得动片的外径被连接件配合面间的摩擦系数，刚对铜取.螺钉的强度条件为或带入有关数据，得螺钉材料选择，则螺钉的直径螺钉的直径选择.选择的开槽盘头螺钉。.臂部臂部是机械手的主要执行部件，其作用是支承手部和腕部，并改变手部在空间的位置。机械手的臂部般具有个自由度，即伸缩回旋俯仰或升降专用机械手的臂部般具有个自由度，即伸缩回转或直移。臂部总重量较大，受力般较复杂，在运动时，直接承受腕部手部和工件或工具的静动载荷，尤其高速运动时，将产生较大的惯性力或惯性距，引起冲击，影响定位的准确性。臂部运动部分零部件的重量直接影响着臂部结构的刚度和强度。专用机械手的臂部般直接安装在主机上机械手的臂部般与控制系统和驱动系统起安装在机身即机座上，机身可以是固定的，也可以是行走式的即可沿地面或导轨移动。臂部的结构形式必须根据机器人的运动形式抓取重量动作自由度运动精度等因素来确定。同时，设计时必须考虑到手臂的受力情况油缸及倒向装置的布置内部管路与手腕的连接形式等因素，它们分别是，刚度要大，倒向性要好，偏重力矩要小，运动要平稳定位精度要高。臂部结构形式机械手的臂部结构般包括臂部伸缩回转俯仰或升降等运动的结构以及与其有关的结构，如传动机构驱动装置导向定位装置支撑连接件和位置检测元件等。此外还有与腕部连接的有关构件及配管线等。下面介绍些臂部结构。圆柱坐标机器人的臂部结构，其臂部具有回转升降伸缩自由度回转运动通过齿条缸驱动齿轮回转来实现升降与伸缩分别由