贾老师对我们进行步步的教育引导，耐心的指导我们完成了设计。在设计期间，贾老师教给我们的不仅仅是个设计中的内容，更通过设计中的些事情些问题教会了我们许多在做事情时候需要抱有的态度以及在解决问题的时候的解决方法，这些东西都将使我们受益终生。在此，谨向贾老师致以深深的敬意和衷心的感谢。同时也要感谢同跟随贾老师的同学们在设计期间给予我的诸多帮助。最后，感谢评审老师们对本设计的耐心审阅，本设计仍有许多问题，今后若有机会会再进行改进。毕业设计论文独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的毕业设计论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计论文中不包含其他人已经发表或撰写过的成果，不包含他人已申请学位或其他用途使用过的成果。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。毕业设计论文与资料若有不实之处，本人承担切相关责任。毕业设计论文作者签名指导教师签名日期!时，取.时，取!.!手臂俯仰运动采用单作用单活塞杆缸来驱动。直线油缸的缸底与机身通过铰链相连，而油缸活塞杆的伸出端则与臂部铰接，这样当压力油进入油缸时就驱动活塞杆往复运动，通过活塞杆的运动就使与其相连的手臂形成了俯仰的运动。由于俯仰油缸是采用底部耳环摆动式直线缸，所以在活塞杆往复运动的同时，缸体可在平面内摆动。采用摆动马达来实现手臂的回转。对于悬臂式的机械手，还要考虑零件在手臂上的布置，就是要计算手臂移动零件时的重量对回转升降支承中心的偏重力矩。偏重力矩对手臂运动很不利。偏重力矩过大，会引起手臂的振动，在升降时还会发生种沉头现象，也会影响运动的灵活性，严重时手臂与立柱会卡死。所以在设计手臂时要尽量使手臂重心通过回转中心，或离回转中心要尽量地近，以减少偏重力矩。为减少转动惯量可减少手臂运动件的轮廓尺寸减少回转半径，在安排机械手动作顺序时，先缩后回转或先回转后伸，尽可能在较小的前伸位置进行回转动作在驱动系统中设有缓冲装置。.机身和机座的设计机身，又称为立柱，是支撑手臂的部件，并能辅助实现手臂的升降回转或俯仰运动。它是机器人的基础部分，起支承作用。对固定机器人，直接连接在地面基础上，对移动式机器人，则安装在移动机构上。机器人机座可分为固定式和行走式两种，般工业机器人的机座为固定式。固定式机器人的机身直接连接在地面基础上，也可以固定在机身上。此处要求机械手的工作范围比较小，故设计为固定式机器人，机身与机座用螺柱连接，机座用螺栓固定在地面基础上。机身设计要求刚度和强度大，稳定性好运动灵活，导套不宜过短，避免卡死驱动方式适宜，结构布置合理。机械手各部件的载荷计算.设计要求分析本课题设计的多自由度机械手采用关节型坐标系全液压驱动，具有手臂伸缩俯仰回转抓取和手腕回转五个自由度。执行机构相应由手部抓取机构手腕回转机构手臂伸缩机构手臂俯仰机构手臂回转机构和手抓的抓取机构等组成，每部分均由液压缸驱动与控制。常用于弧焊喷漆去毛边和检测作业机器人。力力矩控制方式常用于准确定位并要求使用适度的力或力矩来完成装配抓放物体等工作。智能控制方式是通过传感器获得周围环境的知识，并根据自身内部的知识库相应做出决策。采用智能控制技术的机器人具有较强的环境适应性及自学能力，技术难度及成本要求都比较高。综上，本次设计采用点位控制。总体方案拟定考虑本机械手工作要求的特殊情况，本设计采用悬臂式五自由度的机械手自由度具体分配如下手臂回转自由度。拟采用液压马达来实现，液压马达通过齿轮传动通过带动与之相连的缸体也发生转动，从而实现机身的回转。其行程角度靠挡块和限位行程开关来调整。手臂俯仰自由度。机器人的手臂俯仰运动，般采用活塞油气与连杆机构联用来实现。设计中拟采用单活塞杆液压缸来实现，缸体采用尾部耳环与机身连接，而其活塞杆的伸出端则与手臂通过铰链相连。其行程大小靠挡块和限位行程开关来调整。手臂伸缩自由度。由于油缸或气缸的体积小，质量轻，因而在机器人手臂结构中应用较多。设计中拟采用单活塞杆液压缸来实现，其伸缩行程大小靠挡块和限位行程开关来调整。手腕俯仰自由度。拟采用液压缸来实现。其行程角度靠挡块和限位行程开关来调整。手爪的抓取自由度。拟采用液压缸来实现。其行程角度靠挡块和限位行程开关来调整。机械手结构件设计分析.末端操作器的设计工业机器人的末端操作器是机器人直接用于抓取握紧吸附专用工具等进行操作的部件，根手臂进行伸长手腕上下俯仰放下物体手腕归位手臂回缩手臂向下归到原位机身回转回到初始位姿。总体设计任务结构形式的选择机械手常见的运动形式有直角坐标型圆柱坐标型球坐标极坐标型关节型回转坐标型平面关节型五种。圆柱坐标型由三个自由度组成的运动系统，工作空间为圆柱形，它与直角坐标型比较，在相同的空间条件下，机体所占体积小，而运动范围大。直角坐标型其运动部分的三个相互垂直的直线组成，其工作空间为长方体，它在各个轴向的移动距离可在坐标轴上直接读出，直观性强，易于位置和姿态的编程计算，定位精度高，结构简单，但机体所占空间大，灵活性较差。球坐标型它由两个转动和个直线组成，即个回转，个俯仰和个伸缩，其工作空间图形唯球体，它可以做上下俯仰动作并能够抓取地面上的东西或较低位置的工件，具有结构紧凑工作范围大的特点，但是结构比较复杂。关节型这种机器人的手臂与人体上肢类似，其前三个自由度都是回转关节，这种机器人般由大小臂组成，立柱与大臂间形成肘关节，可使大臂作回转运动和使大臂作俯仰运动，小臂作俯仰摆动，其特点是工作空间范围大，动作灵活，通用性强，能抓取靠近机座的工件。平面关节型采用两个回转关节和个移动关节，两个回转关节控制前后左右运动，而移动关节控制上下运动。这种机器人在水平方向上有柔顺度，在垂直方向上有较大的刚度，它结构简单，动作灵活，多用于装配作业中，特别适合中小规格零件的插接装配。综上，本次设计中采用回转坐标型。自由度的确定自由度,指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目。在运动形式上分为为直线运动，为旋转运动。自由度数的多少反映了这种机械手能完成动作的复杂程度，根据对机械手必须完成的动作的研究，设计五个自由度的机械手即可完成所规定的工作任务。驱动方式的选择驱动系统有液压驱动气压驱动电机驱动机械联动四种，其中液压驱动和气压驱动较为通用。液压驱动结构紧凑动作平稳耐冲击耐振动防爆性好。而且液压技术比较成熟，具有动力大力惯量比大快速响应高易于实现直接驱动等特点。气压驱动具有速度快系统结构简单造价较低维修方便清洁等特点，适用于中小负载的系统中，但对速度很难进行精确控制，且气压不可太高，所以抓举能力较低，难于实现伺服控制。不少球面坐标式机械手就是在这个基础上发展起来的同年该公司和普曼公司合并成为万能制动公司，专门生产工业机械手。年美国机械铸造公司也实验成功种叫机械手，原意是灵活搬运，可做点位和轨迹控制该机械手的中央立柱可以回转升降伸缩，采用液压驱动，控制系统也是示教再现型。虽然这种机械手出现在六十年代初，但都是国外机械手发展的基础。从年代后期起，喷漆弧焊工业机器人相继在生产中开始应用。年美国公司和斯坦福大学麻省理工学院联合研制出种.型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业。联邦德国机器制造业是从年开始应用机械手，主要用于起重运输焊接和设备的上下料等作业联邦德国公司还生产种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制日本是工业机器人发展最快，应用国家最多的国家，自年从美国引进两种典型机械手后，开始大力从事机械手的研究，目前以成为世界上工业机械手应用最多的国家之。前苏联自六十年代开始发展应用机械手，主要用于机械化自动化程序较低繁重单调有害于健康的辅助性工作。发展趋势现代汽车制造工厂的生产线，尤其是主要工艺的焊接生产线，大多采用了气动机械手。车身在每个工序的移动车身外壳被真空吸盘吸起和放下，在指定工位的夹紧和定位点焊机焊头的快速接近减速软着陆后的变压控制点焊，都采用了各种特殊功能的气动机械手。目前世界高端工业机械手均具有高精化，高速化，多轴化，轻量化等的发展趋势。定位精度可以满足微米及亚微米级要求，运行速度可以达到，良新产品可以达到轴，负载的产品系统总重已突破。更重要的是将机械手柔性制造系统和柔性制造单元相互结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。同时，随着机械手的小型化和微型化，其应用领域将会突破传统的机械领域，从而向着电子信息生物技术生命科学及航空航天等高端行业发展。.本设计主要研究的内容本课题研究的机械手共拥有五个自由度，采用全液压驱动，来夹取工件，本文拟定解决的主要问题如下机械部分机械手的执行机构，由手爪手腕手臂支座组成。手爪是抓取机构，用来夹紧或是松开喷枪，与人的手指相仿，能完成人手的类似动作。手腕是连接手指和手臂的元件，可以进行俯仰动作。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。目前主要应用与制造业中，特别是电器制造汽车制造塑料加工通用机械制造及金属加工等工业。工业机械手与数控加工中心，自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统，实现生产自动化。随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，机械手的应用领域日益扩大。我国工业机械手的研究与开发始于世纪年代。年我国第台机械手开发于上海，随之全国各省都开始研制和应用机械手。从第七个五年计划开始，我国政府将工业机器人的发展列入其中，