机构动作过程及控制原理研究,武汉工程职业技术学院学报，.,刘炜.数它具有模仿人手动作的功能，并安装于机械手手臂的前端，所示为齿轮齿条式手部结构。其手指夹紧工件是由夹紧气缸中的齿条活塞杆在压缩空气作用下右移，经齿条推动齿轮并带动扇形齿轮回转，因手指与扇形齿轮固结为体，所以两个手指同时回转而夹紧工件。由于采用单向作用油缸，故靠弹簧复位，使手指张开。手部结构中的齿轮齿条属于传力机构。.夹持式手部结构夹持式手部结构由手指或手爪和传力机构所组成。其传力形式比较多，如滑槽杠杆式斜楔杠杆式齿轮齿条式弹簧杠杆式等。手指的形状和分类夹持式是最常见的种，其中常用的有两指式多指式和双手双指式按手指夹持工件的部位又可分为内卡式或内涨式和外夹式两种按模仿人手手指的动作，手指可分为支点回转型，二支点回转型和移动型或称直进型，其中以二支点回转型为基本型式。当二支点回转型手指的两个回转支点的距离缩小到无穷小时，就变成了支点回转型手指同理，当二支点回转型手指的手指长度变成无穷长时，就成为移动型。回转型手指开闭角较小，结构简单，制造容易，应用广泛。移动型应用较少，其结构比较复杂庞大，当移动型手指夹持直径变化时不影响其轴心的位置，能适应不同直径的工件。设计时考虑的几个问题具有足够的握力即夹紧力在确定手指的握力时，除考虑工件重量外，还应考虑在传送或操作过程中所产生的惯性力和振动，以保证工件不致产生松动或脱落。手指间应具有定的开闭角两手指张开与闭合的两个极限位置所夹的角度称为手指的开闭角。手指的开闭角应保证工件能顺利进入或脱开，若夹持不同直径的工件，应按最大直径的工件考虑。对于移动型手指只有开闭幅度的要求。此外在工作空间内些位置，机械手不可能达到预定的速度，甚至不能在些方向上运动，即所谓工作空间的奇异性。本机械手的工作空间要求为手臂伸缩行程范围，手臂升降行程范围最大，手臂回转行程范围。.额定负载的确定承载能力说明机械手搬运重物的能力，负载大小主要考虑机械手各运动轴上的受力和力矩，末端执行器的重量，抓取工件的重量，以及由运动速度变化而产生的惯性力和惯性力矩。本设计要求能夹持重量为的物体，考虑末端执行器的重量及各运动轴上的受力和力矩，以及考虑足够的安全系数，初步确定设计负载为。.机械手结构形式的确定本毕业设计是通用机械手，要求有较高的定位精度和较高的耐用度，其结构形式方案般有以下几种表机械手结构选型表结构形式方案特点优缺点结构简图直角坐标型作机的手臂具有三个移动关节，其关节轴线按直角坐标配置结构刚度较好，控制系统的设计最为简单，但其占空间较大，且运动轨迹单，使用过程中效率较低圆柱坐标型操作机的手臂至少有个移动关节和个回转关节，其关节轴线按圆柱坐标系配置结构刚度较好，运动所需功率较小，控制难度较小，但运动轨迹简单，使用过程中效率不高球坐标型操作机的手臂具有两个回转关节和个移动关节，其轴线按极坐标系配置结构紧凑，但其控制系统的设计有定难度，且机械手臂的刚度不足，机械结构较为复杂关节型操作机的手臂类似人的上肢关节动作，具有三个回转关节运动轨迹复杂，结构最为紧凑，但控制系统的设计难度大，机械手臂的刚度差.运动速度机器人手臂的运动速度是其主要运动参数之。它反映了机器人手臂的作业水平，运动速度的快慢与它的驱动方式定位方式抓去质量大小和行程距离有关，作业机器人手臂的运动速度应根据生产节拍生产过程的平稳性和定位精度等要求来确定。目前，工业机器人的最大直线运行速度大部分为左右最大回转速度左右。在本次设计中选定手臂伸缩速度，手臂升降速度，手臂回转速度，手腕回转速度，驱动方式为电液伺服系统。作为机器人规格参数的运动速度是指全程的平均速度，实际使用速度可以在定的范围内调节。.应用机械手有利于在自动生产线中实现材料的传送工件的装卸刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而提高劳动生产率，降低生产成本。可以改善劳动条件，避免人身事故。应用机械手在高温高压低温低压噪声臭味有放射性物质的环境场合可部分或者全部代替人完成作业，使劳动条件得以改善。可以减少人力，并便于有节奏的生产。应用机械手代替人手进行作业，这是直接减少人力的个重要方面。运用机械手可以实现连续的生产，而大大提高在生产线的工作的时间，从而能大幅提高劳动的生产率。综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。.机械手的组成机械手的组成机械手主要由执行机构驱动系统控制系统以及位置检测装置等所组成。各系统相互之间的关系如方框图所示。图机械手的组成示意图.设计任务介绍及意义通过课程设计培养学生综合运用所学知识的能力，提高分析和解决问题能的个重要环节，专业课程设计是建立在专业基础课和专业方向课的基础的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的意义在于培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统产品的初步设计工作，并结合设计或试验研究课题进步巩固和扩大知识领域。培养学生搜集阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具书籍以及编写技术文件的能力，提高计算绘图等基本技能。培养学生掌握机电产品设计的般程序方法，进行工程师基本素质的训练。树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。第二章机械手总体结构的确定.机械手的运动自由度物体上任何点都与坐标轴的正交集合有关。.国内外的发展状况专用机械手经过几十年的发展，如今已进入了以通用机械手为标志的时代。通用机械手可以应用于更加多的场合，从而节约了不少的开发以及设计的成本。由于通用机械手的发展，进而促进了智能机器人的研制。通用机械手涉及的内容，不仅包括般的机械液压气动等基础知识，而且还应用了些电子技术电视技术通讯技术计算技术无线电控制仿生学等，因此它是项综合性较强的技术。目前国内外对发展这技术都很重视。几十年来，这项技术的研究和发展直比较活跃，设计在不断的修改，品种在不断的增加，应用领域在不断的扩大。虽然在这方面相对于发达国家还有点落后，但是国内现在也越来越感觉到机械手的重要性，国家大力支持相关的设计及产品的开发。在机器人的发展以及机械手的设计上也取得了定的成果，国内每年都将举行机器人大赛，以增加研发单位的交流与合作。目前国内外的发展趋势是研制有更多自由度的液压机械手，这样机械手就可以变得更加的灵活，从而完成更加多的动作。研制带有行走机构的机械手，这种机械手可以从个工作地点移动到另个工作地点。研制维修维护方便的通用机械手。研制能自动编制和自动改变程序的通用机械手。研制具有定感触和定智力的智能机械手。这种机械手具有各种传感装置，并配有计算机。根据仿生学的理论，用计算机充当其大脑，使它进行思考和记忆。用听筒和声敏元件作为耳朵能听，用扬声器作为嘴能说话进行应答，用热电偶和电阻应变仪作为触觉和感触。连杆,装箱,机械手,设计,毕业设计,全套,图纸连杆装箱机械手的机械设计摘要工业机械手是近几十年发展起来的种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的个重要分支。主要叙述了机械手的设计计算过程。本文比较全面地讨论了工业机械手的手部和腕部手臂伸缩机构以及上升和回转机构等主要部件的结构设计。并在最后做了些液压控制方面的设计，绘制了液压系统图等。工业机械手是近代自动控制领域中出现的项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为门新兴的学科机械手工程。机械手涉及到力学机械学电器液压技术自动控制技术传感器技术和计算机技术等科学领域，是门跨学科综合技术关键字机械手气动自由度第章绪论.机械手的基本概念.国内外的发展状况.机械手特点研究意义机械手的特点机械手的研究意义.机械手的组成机械手的组成.设计任务介绍及意义第二章机械手总体结构的确定.机械手的运动自由度.工作空间的确定.额定负载的确定.机械手结构形式的确定.运动速度.定位精度.机械手的技术参数列表.机械传动系统设计第三章手部结构设计.夹持式手部结构手指的形状和分类设计时考虑的几个问题手部夹紧气缸设计第四章手腕结构设计.手腕的自由度.手腕的驱动力矩的计算回转气缸的驱动力矩计算手腕回转缸的尺寸第五章手臂伸缩，升降，尺寸设计与校核.手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核.纵向气缸的设计.导向装置.平衡装置第六章总结第七章致谢参考文献第章绪论.机械手的基本概念机械手，属工业机器人的范畴，机器人学是近几十年来迅速发展起来的门综合学科。它集中了机械工程电子工程计算机科学自动控制以及人工智能等多种学科的最新研究成果，体现了光机电体化技术的最新成就，是当代科学技术发展最活跃的领域之，也是我国科技界跟踪国际高技术发展的重要课题。“机械手”多数指附属于主机程序固定的自动抓取操作装置国内般称作机械手或专用机械手。