得定的成绩。年，美国联合控制公司在上述方案的基础上，又试制成台数控示教再现型机械手。运动系统仿造坦克炮塔，臂可以回转俯仰伸缩，用液压驱动控制系统用磁鼓做储存装置。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，都采大学本科毕业设计说明书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间，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，谨向老师致以深深的敬意和衷心的感谢。同时也要感谢同跟随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。毕业设计说明书题目多自由度机械手设计专业学生姓名学号指导教师论文字数完成日期年月摘要随着现代科学技术的发展，机器人技术越来越受到广泛关注，在工业生产日益现代化的今天，机器人的使用变得越来越普及。因此，对于机器人技术的研究也变得越来越迫切，尤其是工业机器人方面。本论文作者针对这领域，设计了款液压机械机械手，该机器人拥有五个自由度。首先，作者针对该机器人的设计要求，对结构设计选择了个最优方案，对关键零件设计并进行校核。本课题是个机械液压紧密的实用性项目，文中对机械手机械结构的设计液压系统的设计讨。最后，总结了全文，指出了机械手的改进措施应用前景和发展方向。关键字机械手，液压系统，五个自由度和大脑功能，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，并且为此项目投入大量的资金，研究开发并且制造了系列的工业机器人，有由北京机械自动化研究所设计制造的喷涂机器人，广州机床研究所和北京机床研究所合作设计制造的点焊机器人，大连机床研究所设计制造的氩弧焊机器人，沈阳工业大学设计制造的装卸载机器人等等。这些机器人的控制器，都是由中国科学院沈阳自动化研究所和北京科技大学机器人研究所开发的，同时系列的机器人关键部件也被开发出来，如机器人专用轴承，减震齿轮，直流伺服电机，编码器，等等。我国的工业机械手发展主要是逐步扩大其应用范围。在应用专业机械手的同时，相应的发展通用机械手，研制出示教式机械手计算机控制机械手和组合式机械手等。可以将机械手各运动构件，如伸缩摆动升降横移俯仰等机构，设计成典型的通用机构，以便根据不同的作业要求，选用不用的典型机构，组装成各种用途的机械手，即便于设计制造，又便于跟换工件，扩大了应用范围。目大学本科毕业设计说明书前国内机械手主要用于机床加工锻造。热处理等方面，数量品种性能方面都不能满足工业生产发展的需要。所以，在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专业机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的要研制示教式机械手计算机控制机械手和组合机械手等。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型记忆再现型，以及具有触觉视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的个基本单元。国外研究现状国外机械手在机械制造行业中应用较多，发展也很快。目前主要用于机床横锻压力机的上下料，以及点焊喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规大学本科毕业设计说明书目录摘要第章绪论选题背景及其意义国内外研究现状与发展趋势本设计主要研究的内容第章机械手的总体设计机械手的组成及各部分关系概述机械手的设计分析设计要求总体设计任务分析总体方案拟定第章机械手结构的设计分析末端操作器的设计分析手腕的设计分析手臂的设计分析机身和机座的设计分析第章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第章机械手各部件结构尺寸计算及校核手腕油缸尺寸的确定手臂伸缩机构结构尺寸的确定手臂俯仰机构结构尺寸的确定机身摆动机构的确定强度校核弯曲稳定性校核第章液压系统的设计制定基本方案基本回路的选择大学本科毕业设计说明书液压元件的选择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大学本科毕业设计说明书第章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度及换向平稳性的要求。般来说，换向性能要求高，应选用机动换向阀或液动换向阀，若对于换向性能无特别要求，应选用电磁阀。根据本设计液压系统要求，夹紧缸换向选用两位两通电磁阀，其他缸全部选用三位四通电磁换向阀。为防止俯仰缸因自重自由下滑和伸缩缸在仰起定角度后的自由下滑，都采用单向顺序阀来平横。为保证夹紧缸夹持工件的可靠性，选用液控单向阀保压和锁紧。手臂升降缸为立式液压缸，为支承平衡手臂运动部件的自重，采用了单向顺序阀的平衡回路。液压辅助元件的选择原则蓄能器蓄能器在液压系统中是用来储存释放能量的装置。其可作为辅助液压源在短时间里提供定数量的压力油，满足系统对速度压力的要求。滤油器过滤器的功能是清除液压系统工作介质中固体污染物，使工作介质保持清洁，延长元器件的使用使用寿命保证液压元件工作性能可靠。选择过滤器需考虑如下几点根据使用目的选择过滤器的种类，根据安装位置情况选择过滤器的安装形式。过滤器应具有足够打的通油能力，并且压力损失要小。过滤精度应满足液压系统或元件所需的清洁度要求。滤芯使用的滤材应满足所使用工作介质的要求，并且有足够的强度。过滤器的强度及压力损失是选择时需重点考虑的因素，安装过滤器后会对系统造成局部压降或产生背压。滤芯的更换及清洗应方便。应根据系统需要考虑选择合适的滤芯保护附件。结构应尽量简单紧凑安装形式合理。价格低廉。管道尺寸的确定管道内径计算式中通过管道内的流量管内允许流速见表。根据所得的内径尺寸，按下表标准系列选取相应的管子。表软管内径尺寸系列大学本科毕业设计说明书表硬管外径系列管道壁厚计算式中管道内最高工作压力管道内径管道材料的需用应力，管道材料的抗拉强度安全系数，对钢管来说，时，取。管头连接螺纹根据油管外径选取。液压缸进出油口直径的确定缸的进出油口直径可用下式求得式中液压缸配管内的流量液压缸配管内液体的平均流量般取。计算得出的数值并按液压的相关标准进行圆整。油箱容量的确定在确定油箱尺寸时，方面要满足系统供油的要求，还要保证执行元件全部排油时，邮箱不能溢出算，根据液压驱动的特点和实际工作需要，提出采用液压驱动的方案，并通过比较择优，证明这种驱动方案是最佳的。根据实际的工作要求，选取适宜的液压元件并对其进行校核，最终确定所需液压元件的尺寸材料等，并画出了各主要部件的机械结构图。大学本科毕业设计说明书参考文献郭洪红工业机器人运用技术北京科学出版社，原魁工业机器人发展现状与趋势工厂