置回收管道和容器介质清洁，管道不易堵存在介质变质及补充的问题阻力损失和泄漏较小，在压缩空气的输送过程中，阻力损失较小般不卜浇塞仅为油路的千分之，空气便于集中供应和远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样，造成压力明显降低和严重污染。动作迅速，反应灵敏。气动系统般只需要即可建立起所需的压力和速度。气动系统也能实现过载保护，便于自动控制。能源可储存。压缩空气可存贮在储气罐中，因此，发生突然断电等情况时，机器及其工艺流程不致突然中断。工作环境适应性好。在易燃易爆多尘埃强磁强辐射振动等恶劣环境中，气压传动与控制系统比机械电器及液压系统优越，而且不会因温度变化影响传动及控制性能。成本低廉。由于气动系统工作压力较低，因此降低了气动元辅件的材质和加工精度要求，制造容易，成本较低。传统观点认为由于气体具有可压缩性，因此，在气动伺服系统中要实现高精度定位比较困难尤其在高速情况下，似乎更难想象。此外气源工作压力较低，抓举力较小。虽然气动技术作为机器人中的驱动功能已有部分被工业界所接受，而且对于不太复杂的机械手，用气动元件组成的控制系统己被接受，但由于气动机器人这体系己经取得的系列重要进展过去介绍得不够，因此在工业自动化领域里，对气动机械手气动机器人的实用性和前景存在不少疑虑。气动机械手的设计要求课题的设计要求本课题将要完成的主要任务如下机械手为通用机械手，因此相对于专用机械手来说，它的适用面相对较广。选取机械手的座标型式和自由度。设计出机械手的各执行机构，包括手部手腕手臂等部件的设计。为了使通用性更强，手部设计成可更换结构，不仅可以应用于夹持式手指来抓取棒料工件，在工业需要的时候还可以用气流负压式吸盘来吸取板料工件。气压传动系统的设计本课题将设计出机械手的气压传动系统，包括气动元器件的选取，气动回路的设计，并绘出气动原理图。术学院的学习环境。孙启亮年日日参考文献张建民工业机器人北京北京理工大学出版社，蔡自兴机器人学的发展趋势和发展战略机器人技术金茂青，曲忠萍，张桂华国外工业机器人发展势态分析机器人技术与应用，王雄耀近代气动机器人气动机械手的发展及应用液压气动与密封严学高，孟正大机器人原理南京东南大学出版社，机械设计师手册北京机械工业出版社，黄锡恺，郑文伟机械原理北京人民教育出版社，成大先机械设计图册北京化学工业出版社郑洪生气压传动及控制北京机械工业出版社，吴振顺气压传动与控制哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，徐永生气压传动北京机械工业出版社多用途气动机器人结构设计摘要本文简要介绍了工业机器人的概念，机械手硬件和软件的组成，即控制的气动机械手的系统工作原理，机械手各个部件的整体尺寸设计，气动技术的特点，控制的特点。本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时，设计了机械手的夹持式手部结构，设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。设计了机械手的手臂结构。设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图，大大提高了绘图效率和图纸质量。利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，画出了机械手的工作时序图，并绘制了可编程序控制器的控制程序。关键词工业机器人机械手气动可编程序控制器，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气缸的驱动力矩计算回转气缸的驱动力矩计算校核第五章手臂伸缩，升降，回转气缸的设计与校核手臂伸缩部分尺寸设计与校核尺寸设计尺寸校核导向装置平衡装置手臂升降部分尺寸设计与校核尺寸设计尺寸校核手臂回转部分尺寸设计与校核尺寸设计尺寸校核第六章气动系统设计气压传动系统工作原理图及元器件的选择第七章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气动机械手的工作流程分配梯形图设计第八章结论致谢参考文献第章引言工业机械手概述工业机器人由操作机机械本体控制器伺服驱动系统和检测传感装置构成，是种仿人操作，自动控制可重复编程能在三维空间完成各种作业的机电体化自动化生产设备。特别适合于多品种变批量的柔性生产。它对稳定提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人应用情况，是个国家工业自动化水平的重要标志。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平，可以减轻劳动强度保证产品质量实现安全生产尤其在高温高压低温低压粉尘易爆有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工冲压铸锻焊接热处理电镀喷漆装配以及轻工业交通运输业等方面得到越来越广泛的引用。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的程序控制通用机械手，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是介质李源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重般在公斤以下，目录第章引言机械手概述气动机械手的设计要求机械手的系统工作原理及组成第二章机械手的整体设计方案机械手的座标型式与自由度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驱动方案设计机械手的控制方案设计机械手的主要技术参数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的设计第四结合工业生产的实际情况，本设计设计抓取的工件质量为公斤。二基本参数运动速度是机械手主要的基本参数。操作节拍对机械手速度提出了要求，设计速度过低限制了它的使用范围。如图所示而影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩及回转的速度。该机械手最大移动速度设计为。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。定位精度也是基本参数之。该机械手的定位精度为。三用途用于自动输送线的上下料。四设计技术参数抓重自由度数个自由度座标型式圆柱座标最大工作半径手臂最大中心高手臂运动参数伸缩行程伸缩速度升降行程升降速度回转范围回转速度手腕运动参数回转范围回转速度手指夹持范围棒料定位方式行程开关或可调机械挡块等定位精度驱动方式气压传动控制方式点位程序控制采用图机械手的工作范围第三章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。并启动左移控制网络机械手左移到位停止以阻止单动方式下的自动启动手动控制方式梯形图如下网络手动夹紧，采用置位和复位方式使夹紧后不允许松开网络手动下降网络手动上升网络手动右移网络手动下降网络手动放松网络手动左移图手动控制方式梯形图主程序梯形图如图所示网络自动方式启动，有自锁网络，单动有效网络单动方式启动，有自锁网络自动方式或单动方式均调用子程序网络手动方式启动，有自锁图主程序梯形图网络手动方式调用子程序网络停止处理网络操作处理第八章结论本次设计的是气动通用机械手，相对于专用机械手，通用机械手的自由度可变，控制程序可调，因此适用面更广。采用气压传动，动作迅速，反应灵敏，能实现过载保护，便于自动控制。工作环境适应性好，不会因环境变化影响传动及控制性能。阻力损失和泄漏较小，不会污染环境。同时成本低廉。通过对气压传动系统工作原理图的参数化绘制，大大提高了绘图速度，节省了大量时间和避免了不必要的重复劳动，同时做到了图纸的统规范。机械手采用控制，具有可靠性高改变程序灵活等优点，无论是进行时间控制还是行程控制或混合控制，都可通过设定程序来实现。可以根据机械手的动作顺序修改程序，使机械手的通用性更强。致谢本文是在我尊敬的俞云强老师悉心指导下完成的。老师严谨的治学态度和精益求精的工作作风使我受益匪浅。在此，我首先向老师表示诚挚的感谢，并致以崇高的敬意,在课题的研究和开发阶段，得到了学校老师的大力支持和帮助，为我提供了许多有用的资料，在此并向他们表示衷心的感谢。在日常生活和学习中，学校的各位老师，以及全体同学给与我大力支持和帮助，在此我向他们表示衷心的感谢。感谢父母家人，感谢所有关心我的朋友和老师，感谢无锡职业技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