（全套CAD）连杆装箱机械手设计（终稿）

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。

用滚轮或者双足式机构脚来实现自动移位。

这样的智能机械手可以由人的特殊语言对其下达命令，布置任务，使自动化生产线成为智能化生产线。

机械手的外观达到美观的要求，尽量用最简单的结构和设备能完成更加多的动作。

研制具有柔性系统的通用机械手目前，在国外广泛应用的再现式通用机械手，虽然般也都有记忆装置，但其程序都是预先编好的，或由人在工作之前领动次，而后机械手可以按领动的工作内容正确进行再现动作。

如果把这种再现式通用机械手称为第二代机械手的话，那么现在处连杆，装箱，机械手，设计，毕业设计，全套，图纸绪论.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。

个完整的气压系统是由以下几部分组成的能源部分。

包括泵装置和蓄能器，它们能够输出气体，把原动机的机械能转变为气体压力能，并储存起来。

执行机构部分。

是气缸气动机等，它们用来带动运动部件，将气体压力能转变成使部件运动的机械能。

控制部分。

是各种液压阀，用于控制流体的压力流量和流动方向，从而控制执行部件的作用力运动速度和运动方向，也可以用来卸载，实现过载保护等。

辅助部分。

到被夹持工件的反作用力外，还受到机械手在运动过程中所产生的惯性力和振动的影响，要求有足够的强度和刚度以防折断或弯曲变形，但应尽量使结构简单紧凑，自重轻，并使手部的中心在手腕的回转轴线上，以使手腕的扭转力矩最小为佳。

应考虑被抓取对象的要求抓取形状手指形状应根据工件形状而设计。

如工件为圆柱形．则采用形手指圆球状工件用圆弧形三指手指，方料用平面形手指，细丝工件用尖指勾形或细齿钳爪手指。

总之应根据工件形状来选定手指形状。

抓取部位抓取部位的尺寸尽可能是不变的．若加工后尺寸有变化，手指应能适应尺寸变化的要求，否则不允许定为抓取部位。

对于工件表面质量要求高的，抓取时尽量避开高质量表面或在手指上加软质垫片如橡皮．抱沫塑料．石棉衬垫等，以防夹持时损坏工件。

抓取数量若用对手指抓取多个工件，为了不发生个别工件的松动或脱落现象，在手指上可增加弹性衬垫，如橡皮泡沫塑料等，对于较长工件可采用双指或多指抓取。

应考虑手指的多用性手指是专用性较强的部件，为适应小批量多品种工件的不同形状和尺寸的要求，可制成组合式的手指，对于这种手指要求结构简单，安装维修方便，更换迅速和准确，以便扩大机械手的使用范围。

手部夹紧气缸设计手部驱动力计算手指加在工件上的夹紧力，是设计手部的主要依据。

必须对其大小方向和作用点进行分析计算。

般来说，夹紧力必须克服工件重力所产生的静载荷以及工件运动状态变化所产生的载荷惯性力或惯性力矩，以使工件保持可靠的夹紧状态。

手指对工件的夹紧力可按下式计算公式.式中安全系数，通常取工作情况系数，主要考虑惯性力的影响，可用下式估算公式.其中运载工件时重力方向的最大升加速度重力加速度方位系数，根据手指与工件形状以及手指与自由度数较多，动作灵活性和通用性较大。

般说来，机器人靠近机座的个自由度是用来实现手臂末端的空间位置的，再用几个自由度来定出末端执行器的方位个以上的自由度是冗余自由度，是用来躲避障碍物的。

自由度的选择也与生产要求有关，若批量大，操作可靠性要求高，运行速度快，周围设备构成比较复杂，工件质量轻时，机械手的自由度数可少如果要便于产品更换，增加柔性，则机械手的自由度要多些。

计算机械手的自由度时，末端执行器的夹持器动作是不计入的，因为这个动作不改变工件的位置和姿态。

在满足机械手工作要求前提下，为简化机械手的结构和控制，应使自由度数最少。

本设计的通用机械手的结构相对比较简单，自由度选择为四个。

分别为大臂回转大臂升降小臂回转和小臂伸缩。

分别由大臂回转油缸大臂升降油缸小臂回转油缸和小臂伸缩油缸控制。

.工作空间的确定工作空间是指机械手正常工作时，手腕参考点在空间活动的最大范围，依据机械手工作范围和运动轨迹确定。

工作空间大小不仅与机器人各杆件尺寸有关，而且也与它的总体构形有关。

在工作空间内要考虑杆件自身的干涉，防止与作业环境发生碰撞。

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。

研制阶段的智能机械手就是第三代了。

现在研究的机械手正在朝着种可以存储大量的程序的并且可以改变并重新写入程序的方向发展，而且机械手具有比原来的更多的自由度。

现在国内具有越来越强的自主研发的单位，我相信在不久的将来，我国定能够赶上并将且超越发达国家在机械手乃至整个机械方面处于领先地位。

.机械手特点研究意义机械手的特点通用性机器人的通用性指具有执行不同功能和完成多样简单任务的实际能力通用性也意味着，机器人是可变的几何结构。

或者说在机械结构上允许机器人执行不同的任务或以不同的方式完成同工作。

适应性机器人的适应性是指具有对环境的自适应能力，及机器人能够自主执行实现经规划的中间任务，而不管执行过程中所发生的没有预计到的环境变化。

机械手的研究意义随着现代科学技术的发展，机械手的应用也越来越广泛。

在机械工业中，大量应用于铸锻焊冲热处理机械加工以及装配等工种。

在其他部门，如轻工业建筑业国防工业等工种中也均有应用。

在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下可以提高生产过程的自动化程度。

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，这是直是系统中除了上述三部分以外的所有其他元件，如油箱压力表管路等。

液压系统中机械手主要实现的辅助功能机械手的伸缩回转和工件的松开和拉紧动作等。

工件的自动松开夹紧。

工作台的松开夹紧交换工作台的自动交换动作。

机械手的运动部件平衡。

如机械手轴箱的重力平衡机械手的平衡装置等。

机械手运动部件的制动和离合器的控制齿轮拨又换挡等。

机械手的自动开关。

液压系统在机械手中所起的作用是通过电气转换元件把控制信号进行功率放大，对气压动力机构进行方向位置和速度的控制，进而控制机械手的手臂按给定运动规律动作。

气压动力机构多数情况下采用直线气压缸或摆动气压缸，用于实现手臂的伸缩升降以及手腕的回转。

.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。