自動(dòng)取料機(jī)械手-修改

.PAGE.目錄20981引言1292802總體方案設(shè)計(jì) 4290632.1明確設(shè)計(jì)要求 485292.2傳動(dòng)方案確實(shí)定 5204912.3根本參數(shù)確實(shí)定 5272633機(jī)械手的整體設(shè)計(jì)方案 752523.1機(jī)械手的座標(biāo)型式與自由度 898223.2機(jī)械手的手部構(gòu)造方案設(shè)計(jì) 9101773.3機(jī)械手的手腕構(gòu)造方案設(shè)計(jì) 927363.4機(jī)械手的手臂構(gòu)造方案設(shè)計(jì) 9186323.5機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 9177333.6機(jī)械手的控制方案設(shè)計(jì) 9105473.7機(jī)械手的主要技術(shù)參數(shù) 9143764手部構(gòu)造設(shè)計(jì) 11179754.1手指的形狀和分類 11270604.2設(shè)計(jì)時(shí)注意的幾個(gè)問題 11232804.3手部夾緊氣缸的設(shè)計(jì)12261315手腕構(gòu)造設(shè)計(jì)1546995.1手腕的自由度 1596945.2手腕的驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算 16240526手臂伸縮，升降，回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核 20273346.1手臂伸縮氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核 20159396.2手臂升降氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核 21190446.3手臂回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核2229925總結(jié)與致248356參考文獻(xiàn)255077附錄26..1引言隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的飛躍開展，自動(dòng)化程度的迅速提高，實(shí)現(xiàn)工件的裝卸、轉(zhuǎn)向、輸送或操持焊槍、噴槍、扳手等工具進(jìn)展加工、裝配等工作的自動(dòng)化，已愈來愈引起人們的重視。機(jī)械手是模仿著人手的局部動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為"工業(yè)機(jī)械手〞，它是近幾十年來出現(xiàn)的一種技術(shù)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手是在電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)相互滲透的根底上開展期來的，是電子和機(jī)械高度結(jié)合的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，而機(jī)械手技術(shù)本身又是促進(jìn)工業(yè)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的先導(dǎo)技術(shù)，因而在生產(chǎn)應(yīng)用中可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率；可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)平安生產(chǎn)；尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)展正常的工作，意義更加重大。因此，在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的應(yīng)用。因?yàn)闄C(jī)械手對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活都產(chǎn)生了很大的影響，因此機(jī)械手已成為工業(yè)先進(jìn)國(guó)家重要的技術(shù)開展領(lǐng)域之一。氣動(dòng)機(jī)械手由操作機(jī)(機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活潑，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人并不是在簡(jiǎn)單意義上代替人工的勞動(dòng)，而是綜合了人的特長(zhǎng)和機(jī)器特長(zhǎng)的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速反響和分析判斷能力，又有機(jī)器可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作、準(zhǔn)確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和效勞性設(shè)各，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備.機(jī)械手是模仿著人手的局部動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為"工業(yè)機(jī)械手〞。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率:可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)平安生產(chǎn);尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)展正常的工作，意義更為重大。因此，在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的引用.機(jī)械手的構(gòu)造形式開場(chǎng)比擬簡(jiǎn)單，專用性較強(qiáng)，僅為某臺(tái)機(jī)床的上下料裝置，是附屬于該機(jī)床的專用機(jī)械手。隨著工業(yè)技術(shù)的開展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用圍比擬廣的"程序控制通用機(jī)械手〞，簡(jiǎn)稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。從二十世紀(jì)四十年代中期，美國(guó)開場(chǎng)研制應(yīng)用在核能領(lǐng)域的機(jī)械手開場(chǎng)，機(jī)械手先后經(jīng)歷了單臂機(jī)械手、雙臂機(jī)械手、電隨動(dòng)機(jī)械手、行走式機(jī)械手等時(shí)代。經(jīng)過了十幾年的開展，機(jī)械手已經(jīng)有了多種規(guī)格并且廣泛應(yīng)用在多種工業(yè)領(lǐng)域。機(jī)械手的構(gòu)造形式開場(chǎng)比擬簡(jiǎn)單，專用性強(qiáng)，僅為某臺(tái)機(jī)床的上下料裝置，是附屬于該機(jī)床的專用機(jī)械手。隨著工業(yè)技術(shù)的開展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，使用圍比擬廣的"程序控制通用機(jī)械手〞，簡(jiǎn)稱通用機(jī)械手。國(guó)外機(jī)器人領(lǐng)域開展近幾年有如下幾個(gè)趨勢(shì):1.工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機(jī)價(jià)格不斷下降，平均單機(jī)價(jià)格從91年的10.3萬(wàn)美元降至97年的65萬(wàn)美元。2.機(jī)械構(gòu)造向模塊化、可重構(gòu)化開展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化:由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī);國(guó)外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問市。3.工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向開展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化;器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化構(gòu)造:大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。4.機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機(jī)器人那么采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)展環(huán)境建模及決策控制;多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。5.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演開展到用于過程控制，如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機(jī)器人。6.當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的開展特點(diǎn)不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機(jī)器人的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。美國(guó)發(fā)射到火星上的"索杰納〞機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實(shí)例。7.機(jī)器人化機(jī)械開場(chǎng)興起。從94年美國(guó)開發(fā)出"虛擬軸機(jī)床〞以來，這種新型裝置已成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)之一，紛紛探索開拓其實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人從80年代"七五〞科技攻關(guān)開場(chǎng)起步，在國(guó)家的支持下，通過"七五〞、"八五〞科技攻關(guān)，目前己根本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了局部機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人;其中有130多臺(tái)套噴漆機(jī)器人在二十余家企業(yè)的近30條自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線(站)上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機(jī)器人己應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離，如:可靠性低于國(guó)外產(chǎn)品:機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國(guó)外比有差距;在應(yīng)用規(guī)模上，我國(guó)己安裝的國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人約200臺(tái)，約占全球已安裝臺(tái)數(shù)的萬(wàn)分之四。以上原因主要是沒有形成機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前我國(guó)的機(jī)器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求，"一客戶，一次重新設(shè)計(jì)〞，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長(zhǎng)、本錢也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)展全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、模塊化設(shè)計(jì)，積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程.我國(guó)的智能機(jī)器人和特種機(jī)器人在"863〞方案的支持下，也取得了不少成果。其中最為突出的是水下機(jī)器人，6000m水下無纜機(jī)器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還開發(fā)出直接遙控機(jī)器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機(jī)器人、爬壁機(jī)器人、管道機(jī)器人等機(jī)種:在機(jī)器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等根底技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用上開展了不少工作，有了一定的開展根底。但是在多傳感器信息融合控制技術(shù)、遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機(jī)器人、智能裝配機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)械等的開發(fā)應(yīng)用方面那么剛剛起步，與國(guó)外先進(jìn)水平差距較大，需要在原有成績(jī)的根底上，有重點(diǎn)地系統(tǒng)攻關(guān)，才能形成系統(tǒng)配套可供實(shí)用的技術(shù)和產(chǎn)品，以期在"十五〞后期立于世界先進(jìn)展列之中。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是自動(dòng)取料系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要為機(jī)械手的設(shè)計(jì)工作，主要是根據(jù)生產(chǎn)的具體要求進(jìn)展承受方案的設(shè)計(jì)，以便選擇和確定機(jī)械手的坐標(biāo)形式、根本參數(shù)、機(jī)械構(gòu)造、驅(qū)動(dòng)方式及系統(tǒng)原理圖和控制方式及線路圖等工作。在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域里，材料的搬運(yùn)、機(jī)床的取料、整體的裝配等是十分重要的環(huán)節(jié)，而實(shí)現(xiàn)這些環(huán)節(jié)的自動(dòng)化將大大提高生產(chǎn)效率，減少本錢。用自動(dòng)化機(jī)械代替人的工作可以減少事故的發(fā)生。工業(yè)機(jī)械手就是為了實(shí)現(xiàn)這些環(huán)節(jié)的自動(dòng)化而設(shè)計(jì)的。2總體方案設(shè)計(jì)關(guān)于機(jī)械手設(shè)計(jì)的具體工作，是不可能有一整套固定不便的設(shè)計(jì)步驟和工作容的，必須根據(jù)具體情況作具體的分析?，F(xiàn)將本次自動(dòng)取料機(jī)械手設(shè)計(jì)時(shí)的有關(guān)工作容和一般需要考慮的問題分析一下。2.1明確設(shè)計(jì)要求2.1.1被抓對(duì)象的情況被抓對(duì)象的情況就是被抓取物件的重量、形狀、尺寸、材料、外表加工情況、易碎性及數(shù)量等，以便選擇手部的構(gòu)造及計(jì)算必要的加緊力或吸附力大小。2.1.2工作現(xiàn)場(chǎng)的情況同位素自動(dòng)取料機(jī)械手涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。它是一種能自動(dòng)控制并可以從新編程以變動(dòng)的多功能機(jī)器，它有多個(gè)自由度，可以搬運(yùn)物體以完成在不同環(huán)境中的工作。新型同位素自動(dòng)取料機(jī)不僅提高了分裝計(jì)量精度和工作效率，而且改善了工人的勞動(dòng)條件，防止了同位素對(duì)人體輻射的危害，工作平安可靠。同位素自動(dòng)取料機(jī)械手所附屬于工作主機(jī)或自動(dòng)線的工作場(chǎng)地面積和空間大小，工作主機(jī)的排列情況，決定著機(jī)械手的安裝情況。如場(chǎng)地允許可選擇地面固定式；假設(shè)因場(chǎng)地面積窄小或其它原因不宜把機(jī)械手固定在地面，那么可以采用懸掛式或固定在工作主機(jī)機(jī)身上某適當(dāng)位置；假設(shè)利用一臺(tái)機(jī)械手進(jìn)展多機(jī)床管理，那么可選擇懸掛軌道式或地面軌道式。2.1.3上、下料道和儲(chǔ)料裝置與工作主機(jī)的配置情況上、下料道和儲(chǔ)料裝置與工作主機(jī)的相對(duì)位置，決定了工件在上料前和下料后在空間所處的位置和姿勢(shì)，這直接影響手臂的坐標(biāo)形式。2.1.4生產(chǎn)工藝和工作機(jī)械對(duì)機(jī)械手的要求由于產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程的不同和工作機(jī)械的不同生產(chǎn)特點(diǎn)，影響機(jī)械手的自由度、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度和定位精度確實(shí)定，因此必需對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)展分析，比擬工藝的先進(jìn)性和穩(wěn)定性，最后按先進(jìn)的工藝，設(shè)計(jì)必要的機(jī)械手，以完成輔助工作。2.1.5工作環(huán)境及其它特殊要求如在高溫環(huán)境工作的機(jī)械手，由于有熱的傳導(dǎo)和輻射問題，手部要采取冷卻與隔熱措施；如在粉塵的環(huán)境工作的機(jī)械手，應(yīng)加防護(hù)罩及密封裝置；如在有腐蝕性的環(huán)境里工作的機(jī)械手，應(yīng)選擇耐酸或耐堿的材料或涂敷耐酸、堿的橡膠。2.2傳動(dòng)方案確實(shí)定確定傳動(dòng)方案是設(shè)計(jì)機(jī)械手首先要進(jìn)展的工作。隨著傳動(dòng)方案確實(shí)定，機(jī)械手的總體布局也就有了概貌。確定傳動(dòng)個(gè)方案的主要容有兩個(gè)：一是確定機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式。終究是用液壓、氣壓、電動(dòng)，還是機(jī)械傳動(dòng)，這要根據(jù)生產(chǎn)工藝過程、生產(chǎn)節(jié)拍和工作環(huán)境，結(jié)合工廠具體條件確定，本次設(shè)計(jì)采用氣壓傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。二是確定運(yùn)動(dòng)路線〔即運(yùn)動(dòng)軌跡〕。專用機(jī)械手要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所需的動(dòng)作要求，例如把工件從一個(gè)位置傳送到另一個(gè)位置，往往可有好幾個(gè)運(yùn)動(dòng)路線，需要通過分析比擬最后確定一個(gè)路線最短、動(dòng)作最少的方案?？紤]運(yùn)動(dòng)路線時(shí)，一般可參照人的手臂和手腕的動(dòng)作進(jìn)展模擬類比，較直觀的擬定方案，同時(shí)參照手臂坐標(biāo)形式來進(jìn)展方案比擬?？傊?，在確定運(yùn)動(dòng)路線時(shí)，主要根據(jù)動(dòng)作要求，并結(jié)合其它設(shè)計(jì)要求進(jìn)展全面分析比擬，使手臂、手腕、手指分工配合協(xié)同動(dòng)作，到達(dá)運(yùn)動(dòng)路線既短，構(gòu)造又簡(jiǎn)單、緊湊、合理、可靠。2.3根本參數(shù)確實(shí)定機(jī)械手的根本參數(shù)有抓重〔即臂力〕、自由度、工作行程〔或轉(zhuǎn)角〕、工作速度和定位精度。2.3.1抓重抓重是指機(jī)械手所能搬運(yùn)物件的重量。抓重可以根據(jù)被抓取物件的重量并考慮適當(dāng)?shù)钠桨蚕禂?shù)來作決定?？紤]到手臂機(jī)構(gòu)強(qiáng)度等因素，通常平安系數(shù)K可在2~3圍選取。2.3.2自由度、工作行程或轉(zhuǎn)角在確定了機(jī)械手運(yùn)動(dòng)路線后，對(duì)運(yùn)動(dòng)路線進(jìn)展分析，將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)路線分解成假設(shè)干個(gè)簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，每一個(gè)簡(jiǎn)單的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)即是一個(gè)自由度。結(jié)合機(jī)械手安裝的位置和工作機(jī)器、上下料道或儲(chǔ)料裝置的相對(duì)位置的尺寸，就能確定運(yùn)動(dòng)路線分解后的各段工作行程和轉(zhuǎn)角，考慮到行程、轉(zhuǎn)角調(diào)整的需要，適當(dāng)加大其數(shù)值后，機(jī)械手的各個(gè)運(yùn)動(dòng)的最大行程便可據(jù)此確定。2.3.3工作速度在各個(gè)分解運(yùn)動(dòng)的最大行程確定后，便可根據(jù)動(dòng)作節(jié)拍確定各動(dòng)作時(shí)間的分配，從而確定各動(dòng)作的工作速度。機(jī)械手的動(dòng)作節(jié)拍是指機(jī)械手完成一個(gè)動(dòng)作循環(huán)所需的時(shí)間。它可以直接等于機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)節(jié)拍。如沖床上料機(jī)械手與沖床聯(lián)動(dòng)，沖頭上、下運(yùn)行時(shí)，機(jī)械手退出和送料。亦有機(jī)械手的節(jié)拍占整個(gè)生產(chǎn)節(jié)拍的一局部。如切削機(jī)床用的上下料機(jī)械手，在機(jī)床加工時(shí)機(jī)械手時(shí)不動(dòng)作的，當(dāng)某一工序加工完畢時(shí)機(jī)械手開場(chǎng)動(dòng)作，這時(shí)機(jī)械手的動(dòng)作節(jié)拍應(yīng)按需要和可能加以確定。假設(shè)某機(jī)械手要完成某一上料動(dòng)作，需完成夾緊工件、手臂上升、手腕回轉(zhuǎn)、手臂回轉(zhuǎn)、伸出、下降、放松工件、手臂縮回、反轉(zhuǎn)、手臂反轉(zhuǎn)等一系列動(dòng)作，這些動(dòng)作都需要在節(jié)拍所規(guī)定的時(shí)間完成。令節(jié)拍為T，各動(dòng)作時(shí)間分別設(shè)為、……，那么T＋＋＋……＋〔各動(dòng)作依次進(jìn)展〕或T＋＋＋……＋〔如手腕回轉(zhuǎn)時(shí)間<手臂回轉(zhuǎn)時(shí)間〕在按動(dòng)作節(jié)拍要求進(jìn)展各動(dòng)作時(shí)間分配時(shí)，要考慮以下問題：1．由于繼電器、電磁滑閥以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)都有一定的慣性，從動(dòng)作指令發(fā)出到開場(chǎng)動(dòng)作需要一段時(shí)間，因此單個(gè)動(dòng)作時(shí)間不宜少于0.2秒〔直流電磁閥的翻開響應(yīng)時(shí)間直＝0.1~0.15秒，交流電磁閥的翻開響應(yīng)時(shí)間交＝0.01~0.07秒〕。2．夾緊或放松動(dòng)作時(shí)間一般可定為0.2~0.3秒。3．手臂伸縮、水平回轉(zhuǎn)和升降的時(shí)間，是機(jī)械手動(dòng)作節(jié)拍的主要局部，要考慮抓重和行程大小、驅(qū)動(dòng)方式、緩沖和定位方式而加以確定。在動(dòng)作時(shí)間和行程確定后就可以求出機(jī)械手各動(dòng)作的速度。2.3.4定位精度表2-1定位精度數(shù)值表普通搬運(yùn)作業(yè)±3～±5mm或無定位精度要求切削機(jī)床上下料±1mm沖床上下料±1mm點(diǎn)焊、弧焊±1mm噴漆±2mm模鍛水平方向?yàn)椤?.5mm垂直方向?yàn)椤?mm裝配、測(cè)量±0.1～±0.01mm機(jī)械手的定位精度是由加工工藝要求、機(jī)械手本省的構(gòu)造特點(diǎn)〔如制造精度、構(gòu)造剛度〕、抓重、工作行程、工作速度以及驅(qū)動(dòng)、控制方式和緩沖定位方式諸因素所決定。但是，加工工藝要主要的因素。設(shè)計(jì)機(jī)械手時(shí)，應(yīng)力求保證各種不同的加工工藝對(duì)定位精度的要求。3機(jī)械手的整體設(shè)計(jì)方案對(duì)氣動(dòng)機(jī)械手的根本要能快速、準(zhǔn)確地拾-放和搬運(yùn)物件，這就要求它們具有高精度、快速反響、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置都能自動(dòng)定位等特性。設(shè)計(jì)氣動(dòng)機(jī)械手的原那么是:充分分析作業(yè)對(duì)象(工件)的作業(yè)技術(shù)要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件;明確工件的構(gòu)造形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運(yùn)時(shí)的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等，從而進(jìn)一步確定對(duì)機(jī)械手構(gòu)造及運(yùn)行控制的要求;盡量選用定型的標(biāo)準(zhǔn)組件，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)制造過程，兼顧通用性和專用性，并能實(shí)現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控制.本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手是通用氣動(dòng)上下料機(jī)械手,如圖3-1所示，是一種適合于成批或中、小批生產(chǎn)的、可以改變動(dòng)作程序的自動(dòng)搬運(yùn)或操作設(shè)備，動(dòng)作強(qiáng)度大和操作單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場(chǎng)合。它可用于操作環(huán)境惡劣的場(chǎng)合。圖3-1機(jī)械手的整體機(jī)械構(gòu)造3.1機(jī)械手的座標(biāo)型式與自由度按機(jī)械手手臂的不同運(yùn)動(dòng)形式及其組合情況，其座標(biāo)型式可分為直角座標(biāo)式、圓柱座標(biāo)式、球座標(biāo)式和關(guān)節(jié)式。由于本機(jī)械手在上下料時(shí)手臂具有升降、收縮及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此，采用圓柱座標(biāo)型式。相應(yīng)的機(jī)械手具有三個(gè)自由度，為了彌補(bǔ)升降運(yùn)動(dòng)行程較小的缺點(diǎn)，增加手臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而增加一個(gè)手臂上下擺動(dòng)的自由度。如圖3-2所示圖3-2機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)示意圖3.2機(jī)械手的手部構(gòu)造方案設(shè)計(jì)為了使機(jī)械手的通用性更強(qiáng)，把機(jī)械手的手部構(gòu)造設(shè)計(jì)成可更換構(gòu)造，當(dāng)工件是棒料時(shí)，使用夾持式手部;當(dāng)工件是板料時(shí)，使用氣流負(fù)壓式吸盤。3.3機(jī)械手的手腕構(gòu)造方案設(shè)計(jì)考慮到機(jī)械手的通用性，同時(shí)由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)才可滿足工作的要求。因此，手腕設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。3.4機(jī)械手的手臂構(gòu)造方案設(shè)計(jì)按照抓取工件的要求，本機(jī)械手的手臂有三個(gè)自由度，即手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和降(或俯仰)運(yùn)動(dòng)。手臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)是通過立柱來實(shí)現(xiàn)的，立柱的橫向移動(dòng)即為手臂的橫移。手臂的各種運(yùn)動(dòng)由氣缸來實(shí)現(xiàn)。3.5機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)由于氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作迅速，反響靈敏，阻力損失和泄漏較小，本錢低廉因此本機(jī)械手采用氣壓傳動(dòng)方式。3.6機(jī)械手的控制方案設(shè)計(jì)考慮到機(jī)械手的通用性，同時(shí)使用點(diǎn)位控制，因此我們采用可編程序控制器(PLC)對(duì)機(jī)械手進(jìn)展控制。當(dāng)機(jī)械手的動(dòng)作流程改變時(shí)，只需改變PLC程序即可實(shí)現(xiàn)，非常方便快捷。3.7機(jī)械手的主要技術(shù)參數(shù)1.機(jī)械手的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù)，由于是采用氣動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)，因此考慮抓取的物體不應(yīng)該太重，查閱相關(guān)機(jī)械手的設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)抓取的工件質(zhì)量為5公斤。2.根本參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)械手主要的根本參數(shù)。操作節(jié)拍對(duì)機(jī)械手速度提出了要求，設(shè)計(jì)速度過低限制了它的使用圍。〔如圖3-2所示〕而影響機(jī)械手動(dòng)作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉(zhuǎn)的速度。該機(jī)械手最大移動(dòng)速度設(shè)計(jì)為。最大回轉(zhuǎn)速度設(shè)計(jì)為。平均移動(dòng)速度為。平均回轉(zhuǎn)速度為。機(jī)械手動(dòng)作時(shí)有啟動(dòng)、停頓過程的加、減速度存在，用速度一行程曲線來說明速度特性較為全面，因?yàn)槠骄俣扰c行程有關(guān)，故用平均速度表示速度的快慢更為符合速度特性。除了運(yùn)動(dòng)速度以外，手臂設(shè)計(jì)的根本參數(shù)還有伸縮行程和工作半徑。大局部機(jī)械手設(shè)計(jì)成相當(dāng)于人工坐著或站著且略有走動(dòng)操作的空間。過大的伸縮行程和工作半徑，必然帶來偏重力矩增大而剛性降低。在這種情況下宜采用自動(dòng)傳送裝置為好。根據(jù)統(tǒng)計(jì)和比擬，該機(jī)械手手臂的伸縮行程定為600mm,最大工作半徑約為。手臂升降行程定為。定位精度也是根本參數(shù)之一。該機(jī)械手的定位精度為。3.用途:用于自動(dòng)輸送線的上下料。4．設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)如表3-1所示:表3-1設(shè)計(jì)參數(shù)抓重自由度數(shù)4個(gè)自由度座標(biāo)型式圓柱座標(biāo)最大工作半徑手臂最大中心高手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)伸縮行程伸縮速度升降行程升降速度回轉(zhuǎn)圍回轉(zhuǎn)速度手腕運(yùn)動(dòng)參數(shù)回轉(zhuǎn)圍回轉(zhuǎn)速度手指夾持圍棒料:定位方式行程開關(guān)或可調(diào)機(jī)械擋塊等定位精度驅(qū)動(dòng)方式氣壓傳控制方式點(diǎn)位程序控制(采用PLC)圖3-3機(jī)械手的工作圍4手部構(gòu)造設(shè)計(jì)夾持式手部構(gòu)造由手指(或手爪)和傳力機(jī)構(gòu)所組成。其傳力構(gòu)造形式比擬多，如滑槽杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、彈簧杠桿式等。4.1手指的形狀和分類夾持式是最常見的一種，其中常用的有兩指式、多指式和雙手雙指式:按手指夾持工件的部位又可分為卡式(或漲式)和外夾式兩種:按模仿人手手指的動(dòng)作，手指可分為一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型，二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型和移動(dòng)型(或稱直進(jìn)型)，其中以二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型為根本型式。當(dāng)二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的兩個(gè)回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的距離縮小到無窮小時(shí)，就變成了一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指;同理，當(dāng)二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的手指長(zhǎng)度變成無窮長(zhǎng)時(shí)，就成為移動(dòng)型?；剞D(zhuǎn)型手指開閉角較小，構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造容易，應(yīng)用廣泛。移動(dòng)型應(yīng)用較少，其構(gòu)造比擬復(fù)雜龐大，當(dāng)移動(dòng)型手指夾持直徑變化的零件時(shí)不影響其軸心的位置，能適應(yīng)不同直徑的工件。4.2設(shè)計(jì)時(shí)注意的幾個(gè)問題1.具有足夠的握力(即夾緊力)在確定手指的握力時(shí)，除考慮工件重量外，還應(yīng)考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)，以保證工件不致產(chǎn)生松動(dòng)或脫落。2.手指間應(yīng)具有一定的開閉角兩手指開與閉合的兩個(gè)極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。手指的開閉角應(yīng)保證工件能順利進(jìn)入或脫開，假設(shè)夾持不同直徑的工件，應(yīng)按最大直徑的工件考慮。對(duì)于移動(dòng)型手指只有開閉幅度的要求。3.保證工件準(zhǔn)確定位為使手指和被夾持工件保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應(yīng)的手指形狀。例如圓柱形工件采用帶"V〞形面的手指，以便自動(dòng)定心。4.具有足夠的強(qiáng)度和剛度手指除受到被夾持工件的反作用力外，還受到機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)的影響，要求有足夠的強(qiáng)度和剛度以防折斷或彎曲變形，當(dāng)應(yīng)盡量使構(gòu)造簡(jiǎn)單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉(zhuǎn)軸線上，以使手腕的扭轉(zhuǎn)力矩最小為佳。5.考慮被抓取對(duì)象的要求根據(jù)機(jī)械手的工作需要，通過比擬，我們采用的機(jī)械手的手部構(gòu)造是一支點(diǎn)，兩指回轉(zhuǎn)型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設(shè)計(jì)成V型，其構(gòu)造如附圖所示。4.3手部夾緊氣缸的設(shè)計(jì)1.手部驅(qū)動(dòng)力計(jì)算本課題氣動(dòng)機(jī)械手的手部構(gòu)造如圖4-1所示：圖4-1齒輪齒條式手部其工件重量G=5公斤，V形手指的角度，,摩擦系數(shù)為(1)根據(jù)手部構(gòu)造的傳動(dòng)示意圖，其驅(qū)動(dòng)力為:〔4-1〕(2)根據(jù)手指夾持工件的方位，可得握力計(jì)算公式:〔4-2〕所以(3)實(shí)際驅(qū)動(dòng)力:〔4-3〕1〕因?yàn)閭髁C(jī)構(gòu)為齒輪齒條傳動(dòng)，故取，并取。假設(shè)被抓取工件的最大加速度取時(shí)，那么:所以所以?shī)A持工件時(shí)所需夾緊氣缸的驅(qū)動(dòng)力為。2〕氣缸的直徑本氣缸屬于單向作用氣缸。根據(jù)力平衡原理，單向作用氣缸活塞桿上的輸出推力必須克制彈簧的反作用力和活塞桿工作時(shí)的總阻力，其公式為:〔4-4〕式中:-活塞桿上的推力〔N〕-彈簧反作用力〔N〕-氣缸工作時(shí)的總阻力〔N〕-氣缸工作壓力〔Pa〕彈簧反作用按下式計(jì)算:〔4-5〕〔4-6〕〔4-7〕式中:-彈簧剛度〔N/m〕-彈簧預(yù)壓縮量〔m〕-活塞行程〔m〕-彈簧鋼絲直徑〔m〕-彈簧平均直徑〔m〕-彈簧有效圈數(shù).-彈簧材料剪切模量，一般取在設(shè)計(jì)中，必須考慮負(fù)載率的影響，那么:〔4-8〕由以上分析得單向作用氣缸的直徑:〔4-9〕代入有關(guān)數(shù)據(jù)，可得〔4-10〕〔4-11〕所以:查有關(guān)手冊(cè)圓整，得由,可得活塞桿直徑:圓整后，取活塞桿直徑校核，按公式〔4-12〕有:其中，[]，那么:滿足實(shí)際設(shè)計(jì)要求。3〕缸筒壁厚的設(shè)計(jì)缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有一定厚度。一般氣缸缸筒壁厚與徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計(jì)算:〔4-13〕式中:-缸筒壁厚(mm)-氣缸徑(mm)-實(shí)驗(yàn)壓力，取(Pa)材料為:ZL3,[]=3MPa代入己知數(shù)據(jù)，那么壁厚為:〔4-14〕取，那么缸筒外徑為:手腕構(gòu)造設(shè)計(jì)5.1手腕的自由度手腕是連接手部和手臂的部件，它的作用是調(diào)整或改變工件的方位，因而它具有獨(dú)立的自由度，以使機(jī)械手適應(yīng)復(fù)雜的動(dòng)作要求。手腕自由度的選用與機(jī)械手的通用性、加工工藝要求、工件放置方位和定位精度等許多因素有關(guān)。由于本機(jī)械手抓取的工件是水平放置，同時(shí)考慮到通用性，因此給手腕設(shè)一繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)才可滿足工作的要求目前實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，應(yīng)用最多的為回轉(zhuǎn)油(氣)缸，因此我們選用回轉(zhuǎn)氣缸。它的構(gòu)造緊湊，但回轉(zhuǎn)角度小于，并且要求嚴(yán)格的密封。5.2手腕的驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算5.2.1手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩手腕的回轉(zhuǎn)、上下和左右擺動(dòng)均為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)手腕回轉(zhuǎn)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力矩必須克制手腕起動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩，手腕的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與支承孔處的摩擦阻力矩，動(dòng)片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩以及由于轉(zhuǎn)動(dòng)件的中心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不重合所產(chǎn)生的偏重力矩.圖5-1所示為手腕受力的示意圖。圖5-1手碗回轉(zhuǎn)時(shí)受力狀態(tài)1——工件；2——手部；3——手腕手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩可按下式計(jì)算:〔5-1〕式中:-驅(qū)動(dòng)手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力矩();-慣性力矩();-參與轉(zhuǎn)動(dòng)的零部件的重量(包括工件、手部、手腕回轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線所產(chǎn)生的偏重力矩()。-手腕回轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片與定片、缸徑、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩();下面以圖5-1所示的手腕受力情況，分析各阻力矩的計(jì)算:1.手腕加速運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩M悅假設(shè)手腕起動(dòng)過程按等加速運(yùn)動(dòng)，手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度為，起動(dòng)過程所用的時(shí)間為，那么:〔5-2〕式中:-參與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的部件對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;-工件對(duì)手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。假設(shè)工件中心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不重合，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為:〔5-3〕式中:-工件對(duì)過重心軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:-工件的重量(N);-工件的重心到轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的偏心距(cm),-手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度(弧度/s);-起動(dòng)過程所需的時(shí)間(s);—起動(dòng)過程所轉(zhuǎn)過的角度(弧度)。2.手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件和工件的偏重對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線所產(chǎn)生的偏重力矩M偏〔5-4〕式中:-手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件的重量(N);-手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件的重心到轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的偏心距(cm)當(dāng)工件的重心與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合時(shí)，那么.3.手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸在軸頸處的摩擦阻力矩()〔5-5〕式中:，-轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸頸直徑(cm);-摩擦系數(shù)，對(duì)于滾動(dòng)軸承，對(duì)于滑動(dòng)軸承;,-處的支承反力(N)，可按手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸的受力分析求解，根據(jù),得:同理，根據(jù)(F),得:〔5-6〕式中:-的重量(N),—如圖4-1所示的長(zhǎng)度尺寸(cm).4.轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩M封，與選用的密襯裝置的類型有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體情況加以分析。5.2.2手腕回轉(zhuǎn)缸的尺寸及其校核1.尺寸設(shè)計(jì)氣缸長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為,氣缸徑為=96mm,半徑,軸徑=26mm,半徑,氣缸運(yùn)行角速度=，加速度時(shí)間=0.1s,壓強(qiáng),那么力矩：〔5-7〕2.尺寸校核〔1〕測(cè)定參與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的部件的質(zhì)量,分析部件的質(zhì)量分布情況，質(zhì)量密度等效分布在一個(gè)半徑的圓盤上，那么轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：〔5-8〕〔〕工件的質(zhì)量為5,質(zhì)量分布于長(zhǎng)的棒料上，那么轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：〔5-9〕假設(shè)工件中心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不重合，對(duì)于長(zhǎng)的棒料來說，最大偏心距，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為:〔5-10〕〔5-11〕〔2〕手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件和工件的偏重對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線所產(chǎn)生的偏重力矩為M偏，考慮手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件重心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合，，夾持工件一端時(shí)工件重心偏離轉(zhuǎn)動(dòng)軸線,那么：+〔5-12〕〔3〕手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸在軸頸處的摩擦阻力矩為，對(duì)于滾動(dòng)軸承，對(duì)于滑動(dòng)軸承=0.1，，為手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸頸直徑，,,,為軸頸處的支承反力，粗略估計(jì),,〔5-13〕4．回轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩M封，與選用的密襯裝置的類型有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體情況加以分析。在此處估計(jì)為的3倍，3(5-14)(5-15)設(shè)計(jì)尺寸符合使用要求，平安。6手臂伸縮，升降，回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核6.1手臂伸縮氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核6.1.1手臂伸縮氣缸的尺寸設(shè)計(jì)手臂伸縮氣缸采用氣動(dòng)元件廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)氣缸，參看此公司生產(chǎn)的各種型號(hào)的構(gòu)造特點(diǎn)，尺寸參數(shù)，結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，氣缸用CTA型氣缸，尺寸系列初選徑為100/63。6.1.2尺寸校核1.在校核尺寸時(shí)，只需校核氣缸徑=63mm,半徑R=31.5mm的氣缸的尺寸滿足使用要求即可,設(shè)計(jì)使用壓強(qiáng),那么驅(qū)動(dòng)力：〔6-1〕2．測(cè)定手腕質(zhì)量為50kg,設(shè)計(jì)加速度，那么慣性力：〔6-2〕3.考慮活塞等的摩擦力，設(shè)定摩擦系數(shù),〔6-3〕總受力所以標(biāo)準(zhǔn)CTA氣缸的尺寸符合實(shí)際使用驅(qū)動(dòng)力要求。6.1.3導(dǎo)向裝置氣壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手臂在進(jìn)展伸縮運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了防止手臂繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在設(shè)計(jì)手臂構(gòu)造時(shí)，應(yīng)該采用導(dǎo)向裝置。具體的安裝形式應(yīng)該根據(jù)本設(shè)計(jì)的具體構(gòu)造和抓取物體重量等因素來確定，同時(shí)在構(gòu)造設(shè)計(jì)和布局上應(yīng)該盡量減少運(yùn)動(dòng)部件的重量和減少對(duì)回轉(zhuǎn)中心的慣量。導(dǎo)向桿目前常采用的裝置有單導(dǎo)向桿，雙導(dǎo)向桿，四導(dǎo)向桿等，在本設(shè)計(jì)中才用單導(dǎo)向桿來增加手臂的剛性和導(dǎo)向性。6.1.4平衡裝置在本設(shè)計(jì)中，為了使手臂的兩端能夠盡量接近重力矩平衡狀態(tài)，減少手抓一側(cè)重力矩對(duì)性能的影響，故在手臂伸縮氣缸一側(cè)加裝平衡裝置，裝置加放砝碼，砝碼塊的質(zhì)量根據(jù)抓取物體的重量和氣缸的運(yùn)行參數(shù)視具體情況加以調(diào)節(jié)，務(wù)求使兩端盡量接近平衡。6.2手臂升降氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核6.2.1尺寸設(shè)計(jì)氣缸運(yùn)行長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為=118mm,氣缸徑為=110mm,半徑R=55mm,氣缸運(yùn)行速度，加速度時(shí)間=0.1s,壓強(qiáng)p=0.4MPa,那么驅(qū)動(dòng)力：〔6-4〕6.2.2尺寸校核1．測(cè)定手腕質(zhì)量為80kg,那么重力：〔6-5〕2．設(shè)計(jì)加速度，那么慣性力：〔6-6〕3.考慮活塞等的摩擦力，設(shè)定一摩擦系數(shù)，〔6-7〕總受力所以設(shè)計(jì)尺寸符合實(shí)際使用要求。6.3手臂回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核6.3.1尺寸設(shè)計(jì)氣缸長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為,氣缸徑為,半徑R=105mm,軸徑半徑,氣缸運(yùn)行角速度=，加速度時(shí)間0.5s,壓強(qiáng),那么力矩：〔6-8〕6.3.2尺寸校核測(cè)定參與手臂轉(zhuǎn)動(dòng)的部件的質(zhì)量,分析部件的質(zhì)量分布情況，質(zhì)量密度等效分布在一個(gè)半徑的圓盤上，那么轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：〔6-9〕〔〕〔6-10〕考慮軸承，油封之間的摩擦力，設(shè)定一摩擦系數(shù),〔6-11〕總驅(qū)動(dòng)力矩：