力和活塞杆工作时的总阻力，其公式为.式中活塞杆上的推力，弹簧反作用力，液压缸工作时的总阻力，液压缸工作压力，。弹簧反作用按下式计算式中弹簧刚度，弹簧预压缩量，活塞行程，弹簧钢丝直径，弹簧平均直径,弹簧有效圈数弹簧材料剪切模量，般取。在设计中，必须考虑负载率的影响，则.由以上分析得单向作用液压缸的直径.代入有关数据，可得所以查有关手册圆整，得由,可得活塞杆直径圆整后，取活塞杆直径校核，按公式有其中则满足实际设计要求。.缸筒壁厚的设计缸筒直接承受压缩空气压力，必须有定厚度。般液压缸缸筒壁厚与内径之比小于或等于，其壁厚可按薄壁筒公式计算.式中缸筒壁厚，液压缸内径，实验压力，取,。材料为,代入己知数据，则壁厚为取，则缸筒外径为手腕结构设计.手腕的自由度手腕是连接手部和手臂的部件，它的作用是调整或改变工件的方位，因而它具有独立的自由度，以使机械手适应复杂的动作要求。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，因此我们选用回转液压缸。它的结构紧凑，但回转角度小于，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移动速度设计为，最大回转速度设计为，平均移动速度为，平均回转速度为。机械手动作时有启动停止过程的加减速度存在，用速度行程曲线来说明速度特性较为全面，因为平均速度与行程有关，故用平均速度表示速度的快慢更为符合速度特性。除了运动速度以外，手臂设计的基本参数还有伸缩行程和工作半径。大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。过大的伸缩行程和工作半径，必然带来偏重力矩增大而刚性降低。在这种情况下宜采用自动传送装置为好。根据统计和比较，该机械手手臂的伸缩行程定为,最大工作半径约为，手臂升降行程定为。图.机械手的工作范围手部结构设计.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。其传力结构形式比较多，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的零件时不影响其轴心的位置，能适应不同直径的工件。.机械手小臂的升降，由油缸驱动。手爪的开合动作由液压缸驱动的连杆滑块机构来实现。为了确保机械手大臂回转输送时，随行夹具在此时是平面平行移动，采用了平行四边形机构。机械手的动作顺序是机械手在等待工位抓取工件工位等候机械手小臂下降手爪收拢抓取随行夹具小臂上升大臂回转至装卸料工位小臂下降手爪放松小臂上升大臂回转至等待工位等候。机械手的动作全部采用液压驱动，电气控制。图.机械手结构图机械手的总体设计.机械手的设计原则对液动机械手的基本要求是能快速准确地拾放和搬运物件，这就要求它们具有高精度快速反应定的承载能力足够的工作空间和灵活的自由度及在任意位置都能自动定位等特性。设计液动机械手的原则是充分分析作业对象工件的作业技术要求，拟定最合理的作业工序和工艺，并满足系统功能要求和环境条件明确工件的结构形状和材料特性，定位精度要求，抓取搬运时的受力特性尺寸和质量参数等，从而进步确定对机械手结构及运行控制的要求尽量选用定型的标准组件，简化设计制造过程，兼顾通用性和专用性，并能实现柔性转换和编程控制。本次设计的机械手是通用液动上下料机械手如图.所示，是种适合于成批或中小批生产的可以改变动作程序的自动搬运或操作设备，动作强度大和操作单调频繁的生产场合。它也可用于操作环境恶劣的场合。图.机械手的整体机械结构.机械手的座标型式与自由度按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其座标型式可分为直角座标式圆柱座标式球座标式和关节式。由于本机械手在上下料时手臂具有升降收缩及回转运动，因此，采用圆柱座标型式。相应的机械手具有三个自由度，为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加个手臂上下摆动的自由度如图.所示。确定如采矿机器人建筑业机器人以及水电系统用于维护维修的机器人等。在国防军事医疗卫生食品加工生活服务等领域机械手的应用也越来越多。在未来几年，我国将在传感技术激光技术工程网络技术中机械手将会被广泛应用，因此这些技术会使机械手的应用更为高效高质，运行成本将更低。据系列现象证据表明，今后机械手将在医疗保健生物技术和产业教育救灾海洋开发机器维修交通运输和农业生产等各领域得到广泛应用。.国外研究情况现代工业机械手起源于世纪年代初，是基于示教再现和主从控制方式能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化产品。机械手首先是从美国开始研制的，年美国联合控制公司研制出第台机械手。在此基础上美国通过不断改进完善，研制出系列新的机械手，美国的研制十分注意提高机械手的可靠性，改进其结构，降低其成本。德国从年开始在制造行业中应用机械手，主要用于起重运输焊接和设备的上下料等作业。日本是工业机械手发展最快应用最多的国家。自年从美国引进二种典型的机械手后，便开始大力进行机械手的研究。据报道，年从事机械手的研究工作的大专院校研究单位多达多个年大学和国家研究部门用在机械手的研究费用年日本机械手的产值达亿日元，产量为台。使用机械手最多的行业是汽车工业，其次是电机电器和电子行业。到目前在日本工作的工业机械手已有万台左右。第二代机械手设有微型电子计算机控制系统，具有视觉触觉能力，甚至听想的能力。凸轮轴,机床,工件,输送,机构,设计,毕业设计,全套,图纸目录绪论.题目背景.研究意义.国内研究的情况.国外研究情况.本课题研究的主要内容凸轮轴机床的工作原理机械手总体结构的设计机械手的总体设计.机械手的设计原则.机械手的座标型式与自由度确定大体参数.机械手的手部结构方案设计.机械手的手腕结构方案设计.机械手的手臂结构方案设计.机械手的控制方案设计.机械手的主要技术参数手部结构设计.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液压缸的设计手腕结构设计.手腕的自由度.手腕的驱动力矩的计算手腕转动时所需的驱动力矩回转液压缸的驱动力矩计算手腕回转缸的尺寸及其校核手臂液压缸的尺寸设计与校核.手臂伸缩液压缸的尺寸设计与校核手臂伸缩液压缸的尺寸设计尺寸校核导向装置平衡装置.手臂升降液压缸的尺寸设计与校核尺寸设计尺寸校核.手臂回转液压缸的尺寸设计与校核尺寸设计尺寸校核机械手的控制系统设计.可编程序控制器的选择及工作过程可编程序控制器的选择可编程序控制器的工作过程.可编程序控制器的使用步骤.机械手可编程序控制器控制方案控制系统的工作原理及控制要求结论致谢参考文献凸轮轴机床的工件输送机构的设计摘要在现代企业生产过程中，生产线零件的输送是非常重要的工作之，随着生产自动化的发展，目前，这工作已由机械手的自动搬运逐渐替代传统的人工完成。机械手的出现在减轻工人劳动强度和难度提高工作效率和质量降低生产成本上做出了突出贡献,机械手的发展在企业的发展和创收上起到了举足轻重的作用。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序轨迹和要求实现自动抓取搬运或操作的自动机械装置。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。本课题设计种在七工位凸轮轴加工机床上应用的机械手,用于实现工件的输送。明确机械手的功能技术参数工作原理主要结构及特点。要求结构简单抓取重量大开合行程长运行可靠,从而提高生产效率。关键字机器人抓取装置工业机械手手爪绪