业机器人主要用于装卸搬运焊接铸锻和热处理等方面，无论数量品种和性能方面还不能满足工业生产发展的需要。使用工业机器人代替人工操作的，主要是在危险作业广义的多粉尘高温噪声工作空间狭小等不适于人工作业的环境。在国外机械制造业中，工业机器人应用较多，发展较快。目前主要应用于机床模锻压力机的上下料，以及点焊喷漆等作业，它可按照事先制订的作业程序完成规定的操作，但还不具备传感反馈能力，不能应付外界的变化。如发生些偏离时，就将引起零部件甚至机器人本身的损坏。随着现代化科学技术的飞速发展和社会的进步，针对于上述各个领域的机器人系统的应用和研究对系统本身也提出越来越多的要求。制造业要求机器人系统具有更大的柔性和更强大的编程环境，适应不同的应用场合和多品种小批量的生产过程。计算机集成制造要求机器人系统能和车间中的其它自动化设备集成在起。研究人员为了提高机器人系统的性能和智能水平，要求机器人系统具有开放结构和集成各种外部传感器的能力。然而，目前商品化的机器人系统多采用封闭结构的专用控制器，般采用专用计算机作为上层主控计算机，使用专用机器人语言作为离线编程工具，采用专用微处理器，并将控制算法固化在中，这种专用系统很难或不可能集成外部硬件和软件。修改封闭系统的代价是非常昂贵的，如果不进行重新设计，多数情况下技术上是不可能的。解决这些问题的根本办法是研究和使用具有开放结构的机器人系统。我国虽然开始研制工业机器人仅比日本晚年，但是由于种种原因，工业机器人技术的发展比较慢。目前我国已开始有计划地从国外引进工业机器人技术，通过引进仿制改造创新，工业机器人将会获得快速的发展。机器人发展趋势随着现代化生产技术的提高，机器人设计生产能力进步得到加强，尤其当机器人的生产与柔性化制造系统和柔性制造单元相结合，从而改变目前机械制造的人工操作状态，提高了生产效率。就目前来看，总的来说现代工业机器人有以下几个发展趋势提高运动速度和运动精度，减少重量和占用空间，加速机器人功能部件的标准化和模块化，将机器人的各个机械模块控制模块检测模块组成结构不同的机器人开发各种新型结构用于不同类型设计得以顺利完成，其中饱含了陈文凯老师的汗水和心血。老师敏锐的学术思想严谨踏实的治学态度渊博的学识精益求精的工作作风诲人不倦的育人精神，将永远铭记在学生心中，使学生终生受益。在此我向陈文凯老师表示衷心的感谢和崇高的敬意。同时也感谢辅导员唐江兰老师在这三年来对我们的虚心的教导,感谢工学院的领导和老师对我的关心和帮助,再次感谢所有支持和帮助过我的领导老师同学们,湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计注塑机取件机械手的设计学生姓名刘超学号年级专业及班级级机械设计制造及其自动化班指导老师及职称陈文凯副教授湖南长沙提交日期年月湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业论文设计作者签名年月日目录摘要关键词前言机器人概述机器人的历史现状机器人发展趋势机械手设计方案机械手基本形式的选择直角坐标型机器人极坐标型机器人圆柱坐标型机器人多关节机器人驱动装置的选择液压驱动气压驱动电动机驱动引拔设计设计参数方案设计引拔机构结构设计引拔气缸参数计算附加导向杆机构设计机械臂的设计设计参数方案设计机械臂气缸的选用预选气缸的缸径预选气缸行程验算缓冲能力活塞杆长度的验算计算气缸的空气消费量选择活塞杆端部接头选择气缸的品种和安装形式横行的设计设计参数方案设计横进气缸的选用导轨设计机械手结构设计夹持器设计的基本要求夹紧装置设计夹紧力计算驱动力力计算气缸驱动力计算选用夹持器气缸手爪的夹持误差及分析楔块等尺寸的确定材料及连接件选择气动顺序动作的确定结论参考文献致谢注塑机取件机械手的设计学生刘超指导老师陈文凯湖南农业大学东方科技学院，长沙摘要在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在定程度上反映了个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接喷涂搬运取件以及堆垛等重复性并大批量生产自动化的有效办法程控机床数控机床加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。但除切削加工本身外，还有大量的装卸搬运装配等作业，有待于进步实现机械化。机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。工业机器人多数是指程序可变编的独立的自动抓取搬运工件操作工具的装置国内称作工业机器人或通用机器人。机器人是种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。机器人具有结构简单成本低廉维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器人。简而言之，机器人就是用机器代替人手，把工件由个地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操纵工件进行加工。要机器人像人样拿取东西，最简单的基本条件是要有套类似于指腕臂关节等部分组成的抓取和移动机构执行机构像肌肉那样使手臂运动的驱动传动系统像大脑那样指挥手动作的控制系统。这些系统的性能就决定了机器人的性能。般而言，机器人通常就是由执行机构驱动传动系统和控制系统这三部分组成，如图所示。执行机构机器人控制系统驱动传动系统手部腕部臂部腰部基座部固定或移动电液或气驱动装置单关节伺服控制器关节协调及其它信息交换计算机图机器人的般组成机器人的历史现状机器人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器人。它的结构特点是机体上安装回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。日本是工业机器人发展最快应用最多的国家。自年从美国引进两种典型机器人后，大力从事机器人的研究。目前工业机器人大部分还属于第代，主要依靠人工进行控制控制方式则为开环式，没有识别能力改进的方向主要是降低成本和提高精度。第二代机器人正在加紧研制。它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。研究安装各种传感器，把感觉到的信息进行反馈，使机器人具有感觉机能。第三代机器人机器人则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性制造系统和柔性制造单元中的劳动强度极大的工作，工作方式般采取示教再现的方式。本文将设计台三自由度的工业机器人，用于给注塑机取出成品。关键词机器人气缸注塑机结构设计前言机器人概述在现代工业中，生产过程的机械化自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。但在机械工业中，加工装配等生产是不连续的。专用机床是误差最小。此时最佳偏转角的选择对于两支点回转型手爪尤其当值较大时，偏转角的大小不易按夹持误差最小的条件确定，主要考虑这样极易出现在抓取半径较小时，两手爪的和边平行，抓不着工件。为避免上述情况，通常按手爪抓取工件的平均半径，以为条件确定两支点回转型手爪的偏转角，即下式其中，，型钳的夹角代入得出则则，此时定位误差为和中的最大值。分别代入得，所以，，夹持误差满足设计要求。由以上各值可得取值为。楔块等尺寸的确定楔块进入杠杆手指时的力分析如下图楔块进入手爪受力图上图中斜楔角，时有增力作用滚子与斜楔面间当量摩擦角，，为滚子与转轴间的摩擦角，为转轴直径，为滚子外径，，为滚子与转轴间摩擦系数支点至斜面垂线与杠杆的夹角杠杆驱动端杆长杠杆夹紧端杆长杠杆传动机械效率斜楔的传动效率斜楔的传动效率可由下式表示杠杆传动机械效率取，取，取，则可得，，取整得。动作范围分析阴影部分杠杆手指的动作范围，即，见图图动作范围分析图如果，则楔面对杠杆作用力沿杆身方向，夹紧力为零，且为不稳定状态，所以必须大于。此外，当时，杠杆与斜面平行，呈直线接触，且与回转支点在结构上干涉，即为手指动作的理论极限位置。斜楔驱动行程与手指开闭范围当斜楔从松开位置向下移动至夹紧位置时，沿两斜面对称中心线方向的驱动行程为，此时对应的杠杆手指由位置转到位置，其驱动行程可用下式表示构设计主要部件的受力分析和强度校核。由于时间有限，本设计中的控制未设计。题目的综合训练比较强，涉及知识面广，重点在于培养工程思想及意识，理论联系实际，提高初步设计能力。设计要求在保证其原有性能的前提下，尽可能地提高其特色即性能价格比。并且要求该机械手具有较小的体积，简单的结构和低廉的价格，和造型美观的外形，各调整环节的设计要方便人体接近方便工具的使用。其难点在于结合实际，进行结构设计在设计过程中，我综合运用了四年来所学到的专业知识，感觉到自己专业知识中方面的欠缺，通过再次的复习，明显感觉到了知识的增长，我们从中学到了很多的知识，也体会到了毕业设计的综合性，结合辅导老师的指导与自己的专业知识和生产实践，才能较为完整地完成此次设计任务。参考文献郭洪江主编工业机器人技术西安电子科技大学出版社，朱世强，王宣银主编机器人技术及其应用浙江大学出版社，李允文主编工业机械手设计北京机械工业出版社，王承义机械手及其应用北京机械工业出版社，成大先主编机械设计手册单行本气压传动北京