（毕业设计全套）连杆装箱机械手设计（打包下载）

手腕自由度的选用与机械手的通用性加工工艺要求工件放置方位和定位精度等许多因素有关。

由于本机械手抓取的工件是水平放置，同时考虑到通用性，因此给手腕设绕轴转动回转运动才可满足工作的要求目前实现手腕回转运动的机构，应用最多的为回转油气缸，我们选用的是回转油缸。

它的结构紧凑，回转角度为，手腕回转速度，并且要求严格的密封。

.手腕的驱动力矩的计算手腕转动时所需的驱动力矩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矩必须克服手腕起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.手腕转动时所需的驱动力矩可按下式计算公式.式中驱动手腕转动的驱动力矩惯性力矩参与转动的零部件的重量包括工件手部手腕回转缸的动片对转动轴线所产生的偏重力矩.，手腕回转缸的动片与定片缸径端盖等处密封装置的摩擦阻力矩下面以图所示的手腕受力情况，分析各阻力矩的计算手腕加速运动时所产生的惯性力矩若手腕起动过程按等加速运动，手腕转动时的角速度为，起动过程所用的时间为，则公式.式中参与手腕转动的部件对转动轴线的转动惯量工件对手腕转动轴线的转动惯量。

若工件中心与转动轴线不重合，其转动惯量为公式.式中工件对过重心轴线的转动惯量工件的重量工件的重心到转动轴线的偏心距，手腕转动时的角速度弧度起动过程所需的时间起动过程所转过的角度弧度。

手腕转动件和工件的偏重对转动轴线所产生的偏重力矩偏公式.式中手腕转动件的重量手腕转动件的重心到转动轴线的偏心距当工件的重心与手腕转动轴线重合时，则。

手腕转动轴在轴颈处的摩擦阻力矩公式.式中，转动轴的轴颈直径摩擦系数，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，得公式.同理，根据，得式中手部的重量，长度尺寸.回转气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.当压缩油从孔进入时，推动输出轴作逆时针方向回转，则低压腔的油从孔排出。

反之，输出轴作顺时针方向回转。

单叶片回转气缸的压力和驱动力矩的关系为，或公式.手腕回转缸的尺寸尺寸设计设计油缸内径为，半径，轴径，半径，油缸运行角速度，加速度时间，回转油缸的工作压力为。

则力矩公式.第五章手臂伸缩，升降，尺寸设计与校核.手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核由设计方案可以知道，横向气缸不仅要承受负载的重量，还要承受气缸及手指部分的重量，假设此重量为负载的十分之，即。

则纵向气缸实际的负载。

进步求的理论负载气缸的内径公式.查表后得。

活塞杆直径由.估取活塞杆直径查表后得缸筒长度的确定缸筒长度为活塞行程为活塞厚度活塞厚度.由于气缸的行程，所以气缸筒的壁厚的确定选用无缝钢管为材料，查表得气缸的进排气口计算查表可知，气缸的进排气口的规格为活塞杆的强度校核机械手爪的重量约为。

工件重量为。

图活塞杆的受力分析如图所示，由静力平衡方程••公式.••公式.求得支反力为以点为坐标原点，得剪力图和弯矩图如下图剪力图图弯矩图由表得活塞杆，.则在处横截面上的剪应力为安全在处的弯应力为安全。

.纵向气缸的设计气缸的内径根据机械手结构关系得公式.根据气缸的结构得估算时取.，.。

代入上式得按照标准进行圆整，取活塞杆直径由.估取活塞杆直径缸筒长度的确定缸筒长度为活塞行程为活塞厚度活塞厚度.由于气缸的行程，所以气缸筒的壁厚的确定假设所选材料为无缝钢管，则由表知气缸的进排气口计算查表可知，气缸的进排气口的规格为计算作用在活塞上的总机械载荷机械手手臂移动油缸的受力简图如图所示。

作用在活塞上的总机械载荷为公式.工作阻力工作阻力的数值要根据油缸工作的具体情况确定有无，并进行计算或估算。

在此为完成搬运工件的伸缩油缸，故不受工作阻力，即为。

导向装置处的摩擦阻力不同配置和不同的导向截面形状，其摩擦阻力不同，要根据具体情况进行估算。

本设计如图所示的是双向杆导向，其导向杆截面形状是圆柱面。

导向杆对称配置在气缸的两侧，并布置在过气缸活塞杆的平面内。

密封装置处的摩擦阻力在压力油驱动活塞运动时，各密封装置处摩擦阻力之和为，即公式.分别为活塞杆和缸盖处活塞与缸壁处伸缩气管处等密封装置处的摩擦阻力，其值随密封圈结构的不同而异。

惯性力机械手的手臂在起动时，活塞杆上所受到的平均惯性力，可近似计算如下公式.式中参与运动的零部件的总重量包括被抓物件重量重力加速度速度变化量启动过程的时间背压阻力背压阻力为气缸低压气体所造成的阻力。

般背压阻力较小，可按计算。

由于，故。

所以气缸的校核计算气缸可以产生的输出力已知气缸的直径，气缸的工作压力.。

则有机械设计手册表可以算出气缸所产生的推力气缸可以产生的拉力计算机械手臂所产生的重力机械手爪的重量约为工件重量为驱动手爪开合气缸的重量为.伸缩气缸的重量为.机械手臂的安装底座和以及导向杆支架等其他零件的总重量约为。

机械手臂总体产生的重力.气缸所产生的推力机械手臂总体产生的重力，所以气缸能够推动手臂而完成手臂的升降运动。

.导向装置气压驱动的机械手臂在进行伸缩运动时，为了防止手臂绕轴线转动，以保证手指的正确方向，并使活塞杆不受较大的弯曲力矩作用，以增加手臂的刚性，在设计手臂结构时，应该采用导向装置。

具体的安装形式应该根据本设计的具体结构和抓取物体重量等因素来确定，同时在结构设计和布局上应该尽量减少运动部件的重量和减少对回转中心的惯量。

目前导向杆常采用的装置有单导向杆，双导向杆，四导向杆等，在本设计中采用双向导向杆来增加手臂的刚性和导向性。

.平衡装置在本设计中，为了使手臂的两端能够尽量接近重力矩平衡状态，减少手抓侧重力矩对性能的影响，故在手臂伸缩气缸侧加装平衡装置，装置内加放砝码，砝码块的质量根据抓取物体的重量和气缸的运行参数视具体情况加以调节，务求使两端尽量接近平衡。

第六章总结本次毕业设计是在学完大学的基础知识和专业知识，进行了系列的生产实习和以前各次课程设计的基础上进行的次综合性的大总结。

旨在培养我们综合运用所学的基础知识专业知识去分析和解决生产实际问题的能力及培养正确的设计思想，并通过运用设计标准规范手册图册和查阅有关技术资料去进行理论计算结构思考绘制图样写相关说明性材料，培养我们机械设计的基本技能和工程设计工作者的基本素质，为我们走上工作岗位打下坚实的基础。

本次毕业设计课题为液压通用机械手。

随着生产率水平的提高，人们对产品精度和质量要求越来越来严格，企业生产线的自动化程度要求越来越高，工业机械手已成为多数企业生产线上必不可少的设备。

此次设计的机械手各组成部分有手爪手腕手臂机身机座等。

并对其进行了严谨详细的设计计算校核和绘图。

由于自身缺乏实践经验，而且本次设计内容较多，任务繁重，而且这方面的资料少，加重了设计的难度。

所以在设计中难免会出现些的错误，还请各位老师斧正。

总之，我希望通过本次毕业设计对自己未来将从事的工作进行次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题解决问题的能力，为将来的工作打下个良好的基础。

第七章致谢本次设计是在我尊敬的姚老师悉心指导下完成的。

老师严谨的治学态度使我受益匪浅。

在此，我首先向导师表示诚挚的感谢，并致以崇高的敬意!本次毕业设计是大学四年间所学知识的综合运用，通过这次设计把这四年所学的基础理论和专业课程作了个总结和回顾，加深了对理论的理解，能够掌握机械设计的全套思路，为即将走上工作岗位和以后的发展打下了定的基础。

在设计过程中，我查阅了大量的图书资料以及网络上的资料，包括液气压控制几何量公差与测量机械制图机械手设计基础等等，尤其是在从对各类设计手册的查阅中，我的知识面得到了很大的提高通过对该课题的独立设计，使我对机械知识有了个更加深入的了解，对机械这门学科有了进步的理解。

也使我独立设计的能里有了极大的提高。

在设计的研究阶段，我得到了姚老师的大力支持和帮助，在此并向她表示衷心的感谢。

在设计过程中，遇到不懂的地方，我也经常与同学进行讨论，解决难题。

感谢父母家人对我的教育，感谢所有关心我的朋友和老师，同时感谢菏泽学院良好的学习环境。

当然，由于本人设计水平有限在课程中没有接触过机械手的相关课程，实际经验的不足，以及时间上的限制，在设计中难免存在些错误。

恳请老师给予以批评以及指正。

再次表示感谢！参考文献刘建慧，邹慧君.加工中心自动换刀装置类型综述及