四自由度圓柱坐標(biāo)型液壓機(jī)械手設(shè)計(jì)含13張CAD圖帶開題報(bào)告-獨(dú)家.zip,自由度,圓柱,坐標(biāo),液壓,機(jī)械手,設(shè)計(jì),13,CAD,開題,報(bào)告,獨(dú)家 四自由度圓柱坐標(biāo)型液壓機(jī)械手設(shè)計(jì)開題報(bào)告 一、 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題（或研究的主要內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo)）： 1. 研究的背景和意義 隨著生產(chǎn)現(xiàn)代化的發(fā)展，企業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的要求日益提高，機(jī)電一體化方面從設(shè)計(jì)、組裝、編程、調(diào)試到故障檢測(cè)與排除等一系列具有實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的綜合性人才更是緊缺。其中，我們所研制的下料機(jī)械手，可以對(duì)進(jìn)一步研究機(jī)械手的工作原理和工作過程奠定一定的基礎(chǔ)，同時(shí)，還可用于學(xué)生對(duì)機(jī)械手的操作，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，樹立一定的工程概念。 2. 研究的基本內(nèi)容 設(shè)計(jì)一個(gè)四自由度圓柱坐標(biāo)型液壓機(jī)械手設(shè)計(jì)，主要的技術(shù)參數(shù)：工件：棒料，重量10公斤，最大長(zhǎng)度350mm,直徑60－100mm。工作區(qū)域：取物高度不小于1000mm，伸縮行程600mm；垂直移動(dòng)400mm；工作速度：移動(dòng)速度2m/s，定位精度±0.5mm。 3. 擬解決的主要問題 （1）根據(jù)任務(wù)書給定的作業(yè)區(qū)域的極限位置計(jì)算確定大小手臂長(zhǎng)度和旋轉(zhuǎn)角度等一些重要的幾何參數(shù)。 （2）通過調(diào)研和分析確定機(jī)械手傳動(dòng)方案、總體配置和詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)的各部分間能有機(jī)結(jié)合，相互協(xié)調(diào)。? （3）重點(diǎn)是機(jī)械手方案，機(jī)座、手臂、手爪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工藝性等技術(shù)問題。 二、 研究的方法與技術(shù)路線（或研究步驟、方法和研究措施）： 1. 研究的方法 （1）調(diào)查法 （2）文獻(xiàn)研究法 （3）模擬法 2. 技術(shù)路線 （1）收集信息：查閱文獻(xiàn) （2）處理信息：對(duì)查閱的文獻(xiàn)進(jìn)行分類整理。了解國(guó)內(nèi)外對(duì)于機(jī)械手的研究現(xiàn)狀以及存在的優(yōu)缺點(diǎn)。為后續(xù)的專用銑床的設(shè)計(jì)提供參考和理論依據(jù)。 （3）產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)算：翻閱之前的文獻(xiàn)，結(jié)合自己所學(xué)的知識(shí)，對(duì)現(xiàn)在市面上的機(jī)械手進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使它能滿足設(shè)計(jì)要求。繪制機(jī)械手總裝圖和非標(biāo)零件圖；編寫計(jì)算說明書（畢業(yè)論文）。 （4）總結(jié)感悟：通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)總結(jié)每一次設(shè)計(jì)的過程和細(xì)節(jié)，能把學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到學(xué)習(xí)和工作中去。 三、 研究的總體安排與進(jìn)度： 第一階段：外文翻譯。完成日期：2014年11月28日 第二階段：文獻(xiàn)綜述。完成日期：2014年12月5日 第三階段：開題報(bào)告。完成日期：2014年12月12日 第四階段：完成所有圖紙和說明書。完成日期：2015年1月15日 第五階段：論文定稿。1月15日，上交給指導(dǎo)教師或院辦。 最后階段：答辯。 四、 論文提綱： 一、 緒論 二、 設(shè)計(jì) 1. 機(jī)械手的總體結(jié)構(gòu) 1.1機(jī)械手的總體結(jié)構(gòu)分析 1.2機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)方案 2. 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1常用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其特點(diǎn) 2.2驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方案 3. 機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)方案 3.1機(jī)械手的技術(shù)參數(shù) 3.2機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案 4. 手臂伸縮與升降液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1液壓缸驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 4.2 尺寸計(jì)算和校核 5. 手腕的驅(qū)動(dòng)計(jì)算 5.1手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所學(xué)的驅(qū)動(dòng)力矩 5.2回轉(zhuǎn)液壓缸的尺寸計(jì)算及校核 三、結(jié)論 四、致謝 五、參考文獻(xiàn) 五、 主要參考文獻(xiàn)： 【1】 張福學(xué)編．機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用[M].．北京：電子工業(yè)出版社，2000? 【2】 《工業(yè)機(jī)械手圖冊(cè)》編寫組.工業(yè)機(jī)械手圖冊(cè)[M]..北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1978?? 【3】 朱世福，王宣銀.機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用[M]..杭州：浙江大學(xué)出版社，2005? 【4】 陸祥生，楊繡蓮.機(jī)械手.中國(guó)鐵道出版社.1985.1. 【5】 李允文.工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社.1996.4. 【6】 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).單行本. 液壓傳動(dòng)[M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社，2004. 【7】 袁子榮.液氣壓傳動(dòng)與控制[M].重慶: 重慶大學(xué)出版社，2002. 【8】 張桂香.機(jī)電類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南[M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 【9】 黃偉，胡青龍.機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程技術(shù)，2008.37 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毫米)。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器手精確性，機(jī)器人可能要校準(zhǔn)也是好理解 [1]. 在標(biāo)定過程中， 幾個(gè)連續(xù)的步驟能夠精確地識(shí)別機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，提高精確性。 這些步驟為如下描述： 1 操作器的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和標(biāo)定過程本身是發(fā)展，和通常有標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的工具實(shí)現(xiàn)的[2]。 作為結(jié)果的模型是定義基于廠商的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤量, 和識(shí)別未知的,實(shí)際的參數(shù)設(shè)置。 2 機(jī)器人姿態(tài)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量法(部分的或完成) 是拿走為了獲得聯(lián)系到實(shí)際機(jī)器人的參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)。 3 實(shí)際的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)識(shí)別是系統(tǒng)地改變參數(shù)設(shè)置和減少在模型階段錯(cuò)誤量的定義。 一個(gè)接近完成辨認(rèn)由分析不同中間姿態(tài)變量P和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)K的微分關(guān)系決定： 于是等價(jià)轉(zhuǎn)化得： 兩者擇一, 問題可以看成為多維的優(yōu)化問題，這是為了減少一些定義的錯(cuò)誤功能到零點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)設(shè)置被改變。這是標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化問題和可能解決用的眾所周知的[3] 方法。 4 最后一步是機(jī)械手控制中的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)識(shí)別和在學(xué)習(xí)之下的硬件系統(tǒng)的詳細(xì)資料。 包含實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的這張紙用于標(biāo)度過程。 可獲得的幾個(gè)方法是可用于完成這任務(wù), 雖然他們相當(dāng)復(fù)雜，獲得數(shù)據(jù)需要大量的成本和時(shí)間。這樣的技術(shù)包括使用可視化的和自動(dòng)化機(jī)械 [4, 5, 6]，伺服控制激光干涉計(jì) [7]，有關(guān)聲音的傳感器[8] 和視覺傳感器 [9]。理想測(cè)量系統(tǒng)將獲得操作器的全部姿態(tài)(位置和方向)，因?yàn)檫@將合并機(jī)械臂各個(gè)位置的全部信息。上面提到的所有方法僅僅用于唯一部分的姿態(tài), 需要更多的數(shù)據(jù)是為了標(biāo)度過程到進(jìn)行。 2．理論 文章中的理論描述，為了操作器空間放置的各自的位置，全部姿態(tài)是可測(cè)量的，雖然進(jìn)行幾個(gè)中間測(cè)量，是為了獲得姿態(tài)。測(cè)量姿態(tài)使用裝置是坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM),它是三軸的，棱鏡測(cè)量系統(tǒng)達(dá)到0.01毫米的精確。機(jī)器人操作器是能校準(zhǔn)的，PUMA 560，放置接近于CMM，特殊的操作裝置能到達(dá)邊緣。圖1顯示了系統(tǒng)不同部分安排。在這部分運(yùn)動(dòng)學(xué)模型將是發(fā)展, 解釋姿態(tài)估算法，和參數(shù)辨認(rèn)方法。 2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)的參數(shù) 在這部分，操作器的基本運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)構(gòu)將被規(guī)定，它關(guān)系到完全坐標(biāo)系統(tǒng)的討論, 和終點(diǎn)模型。從這些模型，用于可能的技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的識(shí)別將被規(guī)定，和描述決定這些參數(shù)的方法。 那些基礎(chǔ)的模型工具用于描寫不同的物體和工件操作器位置空間的關(guān)系的方法是Denavit-Hartenberg方法[2]，在Hayati [10]有調(diào)整計(jì)劃，停泊處[11] 和Wu [12] 當(dāng)二連續(xù)的接縫軸是名義上地平行的用于說明不相稱模型 [13]。如圖2 這中方法存在于物體或相互聯(lián)系的操作桿結(jié)構(gòu)中，和運(yùn)動(dòng)學(xué)中需要從一個(gè)坐標(biāo)到另一個(gè)坐標(biāo)這種同類變化是定義的。這種變化是相同形式的 　　 上面的關(guān)系可以解釋通過四個(gè)基本變化操作實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系n-1到結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系n的變化。只有需要找到與前一個(gè)的關(guān)系的四個(gè)變化是必需的，在那個(gè)時(shí)候連續(xù)的軸是不平行的，定義為零點(diǎn)。 當(dāng)應(yīng)用于一個(gè)結(jié)構(gòu)到下一個(gè)結(jié)構(gòu)的等價(jià)變化坐標(biāo)系與更改Denavit-Hartenberg系相一致時(shí)，它們將被書寫成矩陣元素實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)功能的矩陣形狀。這些參數(shù)是變化的簡(jiǎn)單變量：關(guān)節(jié)角，連桿偏置, 連桿長(zhǎng)度，扭角，矩陣通常表示如下： 對(duì)于多連接的, 例如機(jī)械操作臂,各自連續(xù)的鏈環(huán)和兩者瞬間的位置描寫在前一個(gè)矩陣變化中。這種變化從底部鏈環(huán)開始到第n鏈環(huán)因此關(guān)系如下： 圖3表示出PUMA機(jī)器人在Denavit-Hartenberg系中每一連桿，完全坐標(biāo)系和工具結(jié)構(gòu)。變化從世界坐標(biāo)系到機(jī)器人底部結(jié)構(gòu)需要仔細(xì)考慮過，因?yàn)闈撛诘膮?shù)取決于被選擇的改變類型。 考慮到圖4,世界坐標(biāo)，在D-H系中定義的從世界坐標(biāo)到機(jī)器人基坐標(biāo)，坐標(biāo)是PUMA機(jī)器人定義的基坐標(biāo)和機(jī)器人第二個(gè)D-H結(jié)構(gòu)中坐標(biāo)。我們感興趣的是從世界坐標(biāo)到必需的最小的參數(shù)數(shù)量。實(shí)現(xiàn)這種變化有兩種路徑：路徑1，從到D-H變化包括四個(gè)參數(shù)，接著從到的變化將牽連二個(gè)參數(shù)和的變化 圖3 圖4 最后，另外從到的D-H變化中有四個(gè)參數(shù)其中和兩個(gè)參數(shù)是關(guān)于軸Z0因此不能獨(dú)立地識(shí)別， 和是沿著軸Z0因此也不能是獨(dú)立地識(shí)別。因此，用這路徑它需要從世界坐標(biāo)到PUMA機(jī)器人的第一個(gè)坐標(biāo)有八個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。路徑2，同樣地二中擇一，從世界坐標(biāo)到底部結(jié)構(gòu)坐標(biāo)的變化可以是直接定義。因此坐標(biāo)變換需要六個(gè)參數(shù)，如Euler形式： 下面是從到D－H變化中的四個(gè)參數(shù)，但與相關(guān)聯(lián)，與相關(guān)聯(lián)，減少成兩個(gè)參數(shù)。很顯然這種路徑和路徑1一樣需要八個(gè)參數(shù)，但是設(shè)置不同。 上面的方法可能使用于從世界坐標(biāo)系到PUMA機(jī)器人的第二結(jié)構(gòu)的移動(dòng)中。在這工作中，選擇路徑2。工具改變引起需要六個(gè)特殊參數(shù)的改變的Euler形式： 用于運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的參數(shù)總數(shù)變成30，他們定義于表1 2.2 辨認(rèn)方法學(xué) 運(yùn)動(dòng)學(xué)的參數(shù)辨認(rèn)將是進(jìn)行多維的消去過程, 因此避免了雅可比系統(tǒng)的標(biāo)定，過程如下： 1. 首先假設(shè)運(yùn)動(dòng)學(xué)的參數(shù), 例如標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。 2. 為選擇任意關(guān)節(jié)角的設(shè)置。 3. 計(jì)算PUMA機(jī)器人末端操作器。 4. 測(cè)量PUMA機(jī)器人末端操作器的位姿如關(guān)節(jié)角，通常標(biāo)準(zhǔn)的和預(yù)言的位姿將是不同的。 5. 為了最好使預(yù)言位姿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的位姿，在整齊的方式更改運(yùn)動(dòng)學(xué)的參數(shù)。 這個(gè)過程應(yīng)用于不是單一的關(guān)節(jié)角設(shè)置而是一定數(shù)量的關(guān)節(jié)角，與物理測(cè)量數(shù)量等同的全部關(guān)節(jié)角設(shè)置是需要，必須滿足 在這兒 Kp是識(shí)別的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的數(shù)量 N是測(cè)量位姿的數(shù) Dr是測(cè)量過程中自由度的數(shù)量 文章中，給定了自由度的數(shù)量，贈(zèng)值為 因此全部位姿是測(cè)量的。在實(shí)踐中，更多的測(cè)量應(yīng)該是在實(shí)驗(yàn)測(cè)量法去掉補(bǔ)償結(jié)果。優(yōu)化程序使用命名為ZXSSO，和標(biāo)準(zhǔn)庫功能的IMSL[14]。 2.3 位姿測(cè)量法 顯然它是從上面的方法確定PUMA機(jī)器人全部位姿是必需的為了實(shí)現(xiàn)標(biāo)定。這種方法現(xiàn)在將詳細(xì)地描寫。如圖5所示，末端操作器由五個(gè)確定的工具組成。 考慮到借助于工具坐標(biāo)和世界坐標(biāo)中間各個(gè)坐標(biāo)的形式，如圖6 這些坐標(biāo)的關(guān)系如下： 是關(guān)于世界坐標(biāo)結(jié)構(gòu)的第i個(gè)球的4x1列向量坐標(biāo), Pi是關(guān)于工具坐標(biāo)結(jié)構(gòu)第i個(gè)球的4x1坐標(biāo)的列向量, T是從世界坐標(biāo)結(jié)構(gòu)到工具坐標(biāo)結(jié)構(gòu)變化的4x4矩陣。 設(shè)定Pi，測(cè)量出，然后算出T，使用于在標(biāo)定過程的位姿的測(cè)量。它是不會(huì)很簡(jiǎn)單，但是不可能由等式(11)反求出T。上面的過程由四個(gè)球A, B, C和D來實(shí)現(xiàn)，如下： 或?yàn)? 由于P`, T和P全部相符合，反解求的位姿矩陣 在實(shí)踐中當(dāng)PUMA機(jī)器人放置在確定的位置上，對(duì)于CMM由四個(gè)球決定Pi是困難的。準(zhǔn)確的測(cè)量三個(gè)球第四球根據(jù)十字相乘可以獲得 考慮到?jīng)Q定的球中心坐標(biāo)的是基于球表面點(diǎn)的測(cè)量,沒有分析可獲到的程序。 另外，數(shù)字優(yōu)化的使用是為了求懲罰函數(shù)的最小解 這里是確定球中心，是第個(gè)球表面點(diǎn)的坐標(biāo)且是球的半徑。在測(cè)試過程中，發(fā)現(xiàn)只測(cè)量四個(gè)表面上的點(diǎn)來確定中心點(diǎn)是非常有效的。 9 一、前言部分 用于再現(xiàn)人手功能的技術(shù)裝置稱為機(jī)械手。機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)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。工業(yè)機(jī)械手是這樣的一種機(jī)械裝置,它能按一定的時(shí)間、位置、程序完成規(guī)定的動(dòng)作,以傳送、裝卸或加工工件并滿足規(guī)定的設(shè)計(jì)及工藝要求,從而能部分地代替人工的體力勞動(dòng)。尤其在高溫、粉塵、有毒等條件惡劣的環(huán)境中,或動(dòng)作簡(jiǎn)單重復(fù)的情況下,采用工業(yè)機(jī)械手能明顯地改善工人的勞動(dòng)條件,防止工傷事故,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 二、主題部分 1．機(jī)械手的歷史背景 機(jī)械手配件最先從美國(guó)開始研制。1954年美國(guó)戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請(qǐng)了專利。該專利的要點(diǎn)是借助伺服技術(shù)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)，利用人手對(duì)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作示教，機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的記錄和再現(xiàn)。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人?，F(xiàn)有的機(jī)器人差不多都采用這種控制方式。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手鉚接機(jī)器人。作為機(jī)器人產(chǎn)品最早的實(shí)用機(jī)型（示教再現(xiàn)）是1962年美國(guó)AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。這些工業(yè)機(jī)器人主要由類似人的手和臂組成它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。 2．機(jī)械手的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展,?機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大.目前,?機(jī)械手不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)制造業(yè)如采礦,冶金,石油,化學(xué),船舶等領(lǐng)域,同時(shí)也已開始擴(kuò)大到核能,航空,航天,醫(yī)藥,生化等高科技領(lǐng)域以及家庭清潔,醫(yī)療康復(fù)等服務(wù)業(yè)領(lǐng)域中.如,水下機(jī)器人,拋光機(jī)器人,打毛刺機(jī)器人,擦玻璃機(jī)器人,高壓線作業(yè)機(jī)器人,服裝裁剪機(jī)器人,制衣機(jī)器人,管道機(jī)器人等特種機(jī)器人以及掃雷機(jī)器人,作戰(zhàn)機(jī)器人,偵察機(jī)器人,哨兵機(jī)器人,排雷機(jī)器人,布雷機(jī)器人等軍用機(jī)器人都是機(jī)械手應(yīng)用的典型。機(jī)械手廣泛應(yīng)用于各行各業(yè).而且,隨著人類生活水平的提高及文化生活的日益豐富多彩,未來各種專業(yè)服務(wù)機(jī)器人和家庭用消費(fèi)機(jī)器人將不斷貼近人類生活,其市場(chǎng)將繁榮興旺。 　近幾年來,隨著自動(dòng)化工業(yè)的不斷發(fā)展,機(jī)械手也將隨之壯大起來.在未來幾年里它的發(fā)展趨勢(shì)如下: 　　1.工業(yè)機(jī)械手性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)。 　　2.機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)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)械手整機(jī);國(guó)外已有模塊化裝配機(jī)械手產(chǎn)品問市。 　　3.工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)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，且采用模塊化結(jié)構(gòu):大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。 　　4.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)械手還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機(jī)械手則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(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)械手中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機(jī)械手操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機(jī)械手。 　　6.當(dāng)代遙控機(jī)械手系統(tǒng)的發(fā)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)械手的人機(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)械手走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。 國(guó)外機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某種智能的機(jī)械手。使它具有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，作相應(yīng)的變更。如位置發(fā)生稍許偏差時(shí)，即能更正并自行檢測(cè)，重點(diǎn)是研究視覺功能和觸覺功能。目前已經(jīng)取得一定成績(jī)。視覺功能即在機(jī)械手上安裝有電視照相機(jī)和光學(xué)測(cè)距儀以及微型計(jì)算機(jī)。工作是電視照相機(jī)將物體形象變成視頻信號(hào)，然后送給計(jì)算機(jī)，以便分析物體的種類、大小、顏色和位置，并發(fā)出指令控制機(jī)械手進(jìn)行工作。觸覺功能即是在機(jī)械手上安裝有觸覺反饋控制裝置。工作時(shí)機(jī)械手首先伸出手指尋找工作，通過安裝在手指內(nèi)的壓力敏感元件產(chǎn)生觸覺作用，然后伸向前方，抓住工件。手的抓力大小通過裝在手指內(nèi)的敏感元件來控制，達(dá)到自動(dòng)調(diào)整握力的大小。總之，隨著傳感技術(shù)的發(fā)展機(jī)械手裝配作業(yè)的能力也將進(jìn)一步提高。更重要的是將機(jī)械手、柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結(jié)合，從而根本改變目前機(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。 三．總結(jié)部分 機(jī)械手市場(chǎng)前景開闊為工業(yè)的制造生產(chǎn)帶來變化的不僅僅是機(jī)械手使用的現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)，而且隨之而來的現(xiàn)代化管理模式也大大改變了企業(yè)的生機(jī)和活力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)械手的應(yīng)用對(duì)于企業(yè)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，升級(jí)轉(zhuǎn)型，是一個(gè)良好的契機(jī)。 四、 參考文獻(xiàn) 【1】王占林.近代液壓控制[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997. 【2】李允文主編.工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996,5:5~7 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機(jī)械化在工業(yè)這個(gè)領(lǐng)域里面被越來越廣泛的使用，所以重要性越來越高。它的發(fā)展也就在短短的最近這幾十年，發(fā)展形成的是生產(chǎn)設(shè)備高科技全自動(dòng)化，可以不要人工去操作，完全機(jī)械根據(jù)程序來操作機(jī)器，它可以有多個(gè)動(dòng)作，多個(gè)方向來運(yùn)輸物品，這樣可以滿足在不同的環(huán)境連完成工作任務(wù)。 我們這篇論文設(shè)計(jì)的是四個(gè)自由度的機(jī)械手，它主要的組成部件是手指，手腕，手臂，機(jī)器主體等。機(jī)械手設(shè)計(jì)出來以后，要實(shí)現(xiàn)好多種的功能，要會(huì)抓取物料，抬起和放下手臂，選擇物品等，并且能夠按照人們事先設(shè)定好的路線來完成工作任務(wù)。設(shè)計(jì)出來的機(jī)械手，使用的是機(jī)器安置在固定機(jī)身上的方式，自己能夠?qū)⒕€路繞道機(jī)器的座上進(jìn)行布置，它能實(shí)現(xiàn)機(jī)器手臂旋轉(zhuǎn)，手臂的上升和下降，手臂伸出和縮回，手腕可以自己轉(zhuǎn)動(dòng)四個(gè)自由度；采用圓柱坐標(biāo)型進(jìn)行設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)方式為液壓驅(qū)動(dòng)。機(jī)器的驅(qū)動(dòng)采用液壓，有很好的特點(diǎn)，主要是機(jī)器本身大小很小，發(fā)出來的力量大，動(dòng)作起來比較平靜安穩(wěn)，而且伸出去的機(jī)械手能夠在物體的中間停住。我們論文中設(shè)計(jì)的機(jī)械手能夠滿足好多物料的工作任務(wù)。 關(guān)鍵詞：四自由度、機(jī)械手、圓柱坐標(biāo)型、液壓 ABSTRACT Mechanization is more widely used in industrial inside this area, so the importance of getting high. Its development also short in multiple directions in recent decades, the development of the formation of a fully automated production equipment, high-tech, you can not go to the operating manual completely mechanical operation of the machine according to the program, which can have multiple actions, to transport goods, so that even in a different environment to meet the job done. We designed this paper are four degrees of freedom of the robot, its main components are a finger, wrist, arm, machine body and the like. After robot designed to achieve a good variety of functions, to be crawling materials, lift and lay down arms, and other select items, and can be set in advance in accordance with good line of people to complete tasks. Designed the robot, using a machine body disposed in fixed manner, they can bypass the line machine seat are arranged, it can achieve robotic arm rotation, rising and falling of the arm, the arms extend and retract, wrist can turn your own four degrees of freedom; the use of cylindrical coordinates type design, drive for hydraulic drive. Hydraulic drive machine, good features, mainly the size of the machine itself is very small, the big issue to force the action up relatively calm secure, and extend to the robot can be stopped in the middle of the object. Our paper robot designed to meet a lot of task materials. Keywords: four degrees of freedom manipulator, cylindrical coordinates type, hydraulic I 目 錄 摘要 I ABSTRACT II 一 緒論 3 1 機(jī)械手的基本概念 3 2 機(jī)械手的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 3 2.1 機(jī)械手的研究現(xiàn)狀 3 2.2 機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì) 4 3 機(jī)械手的應(yīng)用 5 4 機(jī)械手研究的意義 6 5 課題研究的任務(wù) 6 二 機(jī)械手的設(shè)計(jì) 7 1 機(jī)械手的總體結(jié)構(gòu) 7 1.1機(jī)械手的總體結(jié)構(gòu)分析 7 1.2機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)方案 8 2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 2.1常用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其特點(diǎn) 9 2.2 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方案 10 3 機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)方案 11 3.1 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù) 11 3.2 機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案 11 4 機(jī)械手臂伸出去縮回來和抬起放下的動(dòng)力液壓缸的設(shè)計(jì) 14 4.1 液壓缸驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 14 4.2 尺寸計(jì)算和校核 15 5 手腕的驅(qū)動(dòng)計(jì)算 20 5.1 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩 20 5.2 計(jì)算來回旋轉(zhuǎn)液壓缸的計(jì)算還有核對(duì) 22 三 結(jié)論 26 四 致謝 27 參考文獻(xiàn) 28 一 緒論 1 機(jī)械手的基本概念 其實(shí)來說，機(jī)械手也就是我們經(jīng)常所說的機(jī)器人，機(jī)器人在最近這些年發(fā)展的很快，也是一門比較新的研究領(lǐng)域。機(jī)器人的研究涉及到了很多的方面，有機(jī)械方面，電子方面還有計(jì)算機(jī)等方面的，很廣的研究領(lǐng)域，研究出來的機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了光機(jī)電一體化，它不僅是現(xiàn)在科學(xué)家們研究的最多的學(xué)科，也是國(guó)際上體現(xiàn)自己國(guó)家科技是否高端的重要標(biāo)志。。 “機(jī)械手”（Machanical Hand）：主要就是說一個(gè)主機(jī)控制，一個(gè)所謂的手對(duì)物體抓起或者放下，或者其他的一些操作。比方說，在工作自動(dòng)化的生產(chǎn)線上，自己將物料放上去，將物料從生產(chǎn)線上取下來等等這樣的自動(dòng)化工作。 2 機(jī)械手的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 機(jī)器手發(fā)展的很快，現(xiàn)在越來越多的人們了解認(rèn)識(shí)它在實(shí)際工作中的作用，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面；第一、它可以自動(dòng)化操作，在有的程序上面可以省去人工操作，節(jié)省人工；第二、它不僅能夠完成工作任務(wù)，主要還能夠按照人們?cè)O(shè)定的程序去完成對(duì)物體的運(yùn)輸，裝起或者卸下物體；第三、可以完成一些人工不能完成，或者比較危險(xiǎn)的工作。這樣就可以保證工人的人生安全，提高了工作效率。因?yàn)檫@些比較明顯的一些特點(diǎn)，我們國(guó)家正在大力的進(jìn)行機(jī)器手的研究和發(fā)展。特別是在比較危險(xiǎn)的一些工作地點(diǎn)，比如高污染的環(huán)境，高灰塵，高噪音等的環(huán)境，對(duì)機(jī)器手工作的需求就很大。最近這么一些年，機(jī)器手發(fā)展很迅速，也取得了一定的顯著成果。 2.1 機(jī)械手的研究現(xiàn)狀 原來的機(jī)械手是比較針對(duì)性的，在特定的環(huán)境下有特定的機(jī)械手，現(xiàn)在經(jīng)過一段時(shí)間的研究和發(fā)展，現(xiàn)在的機(jī)械手已經(jīng)變得運(yùn)用性很廣泛，而不是針對(duì)特定的一個(gè)環(huán)境或者任務(wù)，現(xiàn)在都是以這種通用性的機(jī)械手為主了。使用這種通用性的機(jī)械手，可以再很多不同的工作地點(diǎn)，不同的工作要求來實(shí)現(xiàn)動(dòng)作，這樣的話很好的節(jié)約了使用成本，提高了工作效率。研究生產(chǎn)出這種通用性的機(jī)械手，需要到多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，有機(jī)械，液壓，電子，通訊，計(jì)算機(jī)，仿生等等，國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家研究的比較早，比我們的國(guó)家先進(jìn)，但是我們國(guó)家現(xiàn)在已經(jīng)明白了機(jī)械手在實(shí)際工作中的重要性，所以現(xiàn)在國(guó)家在這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)加大了研究和開發(fā)，不僅在資金上進(jìn)行支持，而且在學(xué)術(shù)交流上也舉辦了很多活動(dòng)來促進(jìn)他們的交流，這樣可以使得對(duì)機(jī)械手進(jìn)行研究的單位，互相交流彼此的研究成果。 2.2 機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì) 1、我們要研究更多以液壓為動(dòng)力的操作方向的更多的機(jī)械手，這樣的話，機(jī)械手就可以更加像人的手一樣更加的靈活，這樣的話就能完成更加多的操作動(dòng)作。 2、現(xiàn)在的機(jī)械手都是固定在一個(gè)工作地點(diǎn)，我們要研究機(jī)械手主體可以移動(dòng)，這樣可以使用的工作地點(diǎn)更多，可以在不同的地點(diǎn)進(jìn)行工作。 3、任何機(jī)器發(fā)明使用時(shí)一個(gè)方面，維修方面我們也要注意，將來維修起來也要方便，不能復(fù)雜。 4、我們?cè)傺芯康臋C(jī)械手要可以自己進(jìn)行編程，或者在面對(duì)不同的工作環(huán)境，也能自己改變程序。 5、研究出來跟真人比較類似的機(jī)器手，它可以和人類的手類似，可以感受所觸摸到的物體。在機(jī)器手上面安裝傳感裝置，這樣可以模仿人手對(duì)物體的感覺，用主機(jī)來模仿人的大腦，這樣可以在摸到物體的時(shí)候，自己進(jìn)行思考，并且進(jìn)行動(dòng)作。用輪子安裝在機(jī)器上，模仿人的雙腿，可以到處移動(dòng)，這樣的話可以制造出智能化的機(jī)器人，用這樣的機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)制造，這樣的生產(chǎn)線就被叫做智能生產(chǎn)線。 6、我們制造出來的機(jī)器手不能只滿足功能，外觀也要好看，這樣才有人來購(gòu)買，要用最簡(jiǎn)便的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)盡可能多的動(dòng)作。 7、柔軟度比較好的通用性的機(jī)器手 現(xiàn)在，在國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家，主要用的機(jī)械手，在實(shí)現(xiàn)動(dòng)作之前提前將我們需要它工作的程序輸入到主機(jī)里面去，這樣，機(jī)器手就按照我們的指令進(jìn)行工作，這樣的機(jī)器手，我們稱為第二代的通用式機(jī)器手，我們現(xiàn)在研發(fā)的機(jī)器手是第三代機(jī)器手，智能化的機(jī)械手，它主要能實(shí)現(xiàn)的是自主輸入程序，在遇到情況的時(shí)候，自己能夠改變程序，從而能夠完成工作任務(wù)，實(shí)現(xiàn)更多的工作角度?，F(xiàn)在我們國(guó)家的科研單位和企業(yè)單位，都在朝著這個(gè)方向在努力，相信在一定的時(shí)間以后，我們一定能夠在這個(gè)智能化機(jī)械手的研發(fā)路上有突破，我們國(guó)家在這個(gè)領(lǐng)域一定能夠趕上發(fā)達(dá)國(guó)家，甚至能夠超過發(fā)達(dá)國(guó)家處在領(lǐng)先地位。 3 機(jī)械手的應(yīng)用 機(jī)械手的種類有三種。第一種完全是自動(dòng)化的通用性機(jī)器手。這種機(jī)械手它不需要主機(jī)，可以自己來編制程序，完成所需要的工作任務(wù)。它的優(yōu)點(diǎn)是不僅有普通機(jī)械手操作性的功能，按照預(yù)定的程序完成工作，另外還可以模仿人類在遇到情況外自動(dòng)處理。第二種的機(jī)械手是需要人來操作的，叫做操作型機(jī)械手。原來主要在軍事領(lǐng)域使用，最開始的時(shí)候被操作機(jī)械手是用來完成一個(gè)或者兩個(gè)特定的動(dòng)作，再后來發(fā)展到用無線的信號(hào)來控制機(jī)械手，使用的領(lǐng)域也比較有限，在高端科技領(lǐng)域使用，比方說月球探測(cè)等。第三種機(jī)械手是專門在某個(gè)機(jī)床或者生產(chǎn)線上使用的，可以叫做專用型機(jī)械手，它的主要任務(wù)就是在機(jī)床上把要加工的物料拿上機(jī)床，搬下機(jī)床，將加工好的物料傳遞到另一道工序上去。這種機(jī)械手被主機(jī)控制住，所有的程序都是固定的，沒有變化的，因此只能在固定的場(chǎng)景，固定的工作程序下來使用?，F(xiàn)在國(guó)際上主要研究發(fā)展第一種機(jī)械手，也就是通用性機(jī)械手。 最早研究機(jī)械手的國(guó)家是美國(guó)。上個(gè)世紀(jì)八五年，美國(guó)研究出了第一個(gè)機(jī)械手。到了一九六二年，又在第一臺(tái)機(jī)械手的基礎(chǔ)上研究了由數(shù)控控制的機(jī)械手。此款機(jī)械手驅(qū)動(dòng)采用的是液壓驅(qū)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)動(dòng)作，現(xiàn)在很多球坐標(biāo)式通用型機(jī)械手就是以這個(gè)機(jī)器原理為基礎(chǔ)，再研究發(fā)展起來的。 日本是現(xiàn)在對(duì)機(jī)械手研究的發(fā)展最快，使用最廣泛的國(guó)家。自從上個(gè)世紀(jì)從美國(guó)引進(jìn)機(jī)械手以后，日本就開始加大力量對(duì)機(jī)械手這項(xiàng)技術(shù)開始研究。不管是學(xué)校還是研究機(jī)構(gòu)，不管是企業(yè)投入還是國(guó)家的投入，整個(gè)國(guó)家對(duì)機(jī)械手的熱情都達(dá)到了空前的熱度。到上世紀(jì)的七九年，對(duì)機(jī)械手的生產(chǎn)上就已經(jīng)達(dá)到了世界的首位。在他們國(guó)家使用機(jī)械手最多的行業(yè)還是汽車生產(chǎn)業(yè)，電機(jī)生產(chǎn)單位，電器生產(chǎn)企業(yè)。 現(xiàn)在目前使用的機(jī)械手還是第一代的機(jī)械手，就是需要人來控制才能使用的機(jī)械手，但是這種機(jī)械手隨便誰都可以來操作，沒有辦法來識(shí)別究竟誰來操作。對(duì)這種機(jī)械手，我們要首先提高它對(duì)于操作人的識(shí)別能力，降低產(chǎn)品的成本，提高它的精確度。 4 機(jī)械手研究的意義 在現(xiàn)代的科學(xué)發(fā)展的大背景下，機(jī)械手在實(shí)際中的運(yùn)用越來越多，機(jī)械工業(yè)中，建筑上，國(guó)防上都有廣泛的運(yùn)用。 機(jī)械手的意義我們可以概括到以下幾個(gè)方面： 1、使機(jī)械手的自動(dòng)化程序大大的提升。 在實(shí)際應(yīng)用中機(jī)械手可以更好地在全自動(dòng)的生產(chǎn)線中運(yùn)送材料、裝或者下工件、換一下刀具、還有機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化，這樣就能提高生產(chǎn)的效率，相對(duì)的來說生產(chǎn)的成本就被降低了。 2、可以改善勞動(dòng)條件，避免人身事故。 在溫度高、壓力大、溫度低、壓力小、噪雜聲、臭味、有幅射的東西的環(huán)境的地方，使用人得手直接使用是很危險(xiǎn)的甚至是不可能的。從而使用機(jī)械手小部分或者全部幫人完成工作，使的人們勞動(dòng)的雙手的到解放。 3、可以減少人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)。 使用機(jī)械手幫人的雙手去工作，這是可以直接減少人力的一個(gè)方面，同時(shí)使用機(jī)械手可以不斷的工作，這是減少人力的勞動(dòng)的另一方面。因此，在全自動(dòng)化機(jī)床和綜合的加工自動(dòng)線上，都有機(jī)械手，所以以減少人的勞動(dòng)力和好好的控制生產(chǎn)的節(jié)奏，便于有順序的生產(chǎn)。 4、用液壓的系統(tǒng)來控制機(jī)械手，比其他的機(jī)械控制有很好的穩(wěn)定性，并且控制的精度更高。 5、使用機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)不停的生產(chǎn)，而大大滿足了生產(chǎn)線上所需要的工作的時(shí)間，這樣可以很好的提高勞動(dòng)的生產(chǎn)效率。 5 課題研究的任務(wù) 我們要研發(fā)生產(chǎn)一種能有四個(gè)自由度的機(jī)械手，這個(gè)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)是液壓驅(qū)動(dòng)。主要技術(shù)參數(shù)如下： 1、工件：棒料，該物體的重量達(dá)到20斤，長(zhǎng)度的上限是350mm,直徑的長(zhǎng)度在60－100mm； 2、工作區(qū)域：取物高度不小于1000mm，伸縮行程600mm；垂直移動(dòng)400mm； 3、工作速度：移動(dòng)速度2m/s，定位精度±0.5mm。 二 機(jī)械手的設(shè)計(jì) 1 機(jī)械手的總體結(jié)構(gòu) 1.1機(jī)械手的總體結(jié)構(gòu)分析 本文設(shè)計(jì)的四自由度圓柱坐標(biāo)型液壓機(jī)械手，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。 1、執(zhí)行機(jī)構(gòu) (1)手部 機(jī)械手抓物料的地方，我們采用的是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的回轉(zhuǎn)型。一般機(jī)械手上只有兩根手指，根據(jù)實(shí)際操作的需要分為外抓和內(nèi)抓兩種。而機(jī)械手上面?zhèn)髁Φ姆绞接卸喾N，比方說滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜槭杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母式、彈簧式和重力式。 本次設(shè)計(jì)采用液壓傳動(dòng)的方式執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。 (2)腕部 這個(gè)部分的主要作用是手和手臂的連接，并且可以旋轉(zhuǎn)手的方向，使機(jī)械手動(dòng)作的范圍更廣，變得靈活。手腕的運(yùn)動(dòng)方向主要有回轉(zhuǎn)，上下和左右?guī)讉€(gè)?；旧线@幾個(gè)運(yùn)動(dòng)方向就可以滿足當(dāng)下企業(yè)的工作需要了，甚至有的生產(chǎn)線上的機(jī)械手都沒有這個(gè)腕部，直接就拿和放這些簡(jiǎn)單的動(dòng)作。 照現(xiàn)在的情況看，使用最多的就是有手腕的機(jī)械手，驅(qū)動(dòng)采用的是液壓驅(qū)動(dòng)，這種機(jī)械手的好處是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，活動(dòng)的角度又比較多，但是也有缺點(diǎn)，主要就是回轉(zhuǎn)的角度比較小，而且對(duì)密封性的要求很高，如果達(dá)不到的話，機(jī)械手的穩(wěn)定性就會(huì)很差。 所以說，如果工作要求回轉(zhuǎn)角大的話，我們就要采用這一種了。 (3) 手臂 手臂是機(jī)械手的支撐部分，它主要的作用就是支撐住手和手腕，提高穩(wěn)定性，擺動(dòng)然后帶著這兩個(gè)部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。 手臂運(yùn)動(dòng)的主要方向就是，將手抓取的物料，通過手臂的伸出去縮回來的運(yùn)動(dòng)，左右搖擺的運(yùn)動(dòng)，手臂抬起和放下的運(yùn)動(dòng)，將物料送到合理的位置，完成工作任務(wù)。 (4) 導(dǎo)柱 整個(gè)機(jī)械手就是導(dǎo)柱在對(duì)它就行支撐。本篇論文中我們所設(shè)計(jì)的導(dǎo)柱，要能夠?qū)崿F(xiàn)手臂旋轉(zhuǎn)，還有手臂升起和降下。 2、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 機(jī)械手想要?jiǎng)悠饋恚胍M(jìn)行工作，還要驅(qū)動(dòng)部分。按照提供給機(jī)械手動(dòng)力的來源不同，我們大體上可以將驅(qū)動(dòng)分為液壓驅(qū)動(dòng)，氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)還有機(jī)械驅(qū)動(dòng)。這四種驅(qū)動(dòng)，其中液壓驅(qū)動(dòng)采用的比較多，主要是因?yàn)闄C(jī)械手的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，而且輕便，好使用。 所以在我們這篇論文中，機(jī)械手也是選用的液壓驅(qū)動(dòng)。 1.2機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)方案 我們論文中的機(jī)械手，是圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手，這種機(jī)械手是所有機(jī)械手中被運(yùn)用的最多的一種，主要可以用在搬運(yùn)工作和測(cè)量的工作。這種機(jī)械手外形比較好看，結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單，方便，而且使用起來很方便，好控制。 我們論文中的機(jī)械手主要是三個(gè)自由度組成X、Z、φ。它的工作范圍可分為：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見表2.1 圖2.1 圓柱坐標(biāo)機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手實(shí)現(xiàn)的四個(gè)基本動(dòng)作： 1、手臂伸縮動(dòng)作； 2、手臂上下運(yùn)動(dòng)； 3、手腕回轉(zhuǎn)動(dòng)作； 4、手臂升降動(dòng)作。 本論文中的機(jī)械手是在垂直的導(dǎo)柱上做的回轉(zhuǎn)動(dòng)作，手臂抬上抬下的運(yùn)動(dòng)，伸出去縮回來的運(yùn)動(dòng)，手腕是做的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。國(guó)外的那么多種的機(jī)械手，我們所研究的這種機(jī)械手占到一半以上，其中有只有六種機(jī)械手有六個(gè)自由度。我們論文中設(shè)計(jì)的機(jī)械手就和這種比較一樣。 2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1常用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其特點(diǎn) 一般機(jī)械手運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)主要有三種，液壓驅(qū)動(dòng)，氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)。各種驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)見表2.1： 表2.1 常用的驅(qū)動(dòng)方式 內(nèi)容 驅(qū)動(dòng)方式 液壓驅(qū)動(dòng) 氣動(dòng)驅(qū)動(dòng) 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 輸出功率 很大 大 較大 控制機(jī)械手 控制的精度比較靈敏，功率大，可以連續(xù)的進(jìn)行控制。 控制的精度比較低，效果差，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的控制。 控制機(jī)械手的精度好，還能準(zhǔn)確的對(duì)物體定位，使用方便，但是操作比較的繁瑣。 響應(yīng)速度 很高 較高 很高 驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu) 制造的結(jié)構(gòu)比較合理，使用的起來按照一定的模式，比較好操作，可以直接驅(qū)動(dòng) 制造的結(jié)構(gòu)比較合理，使用的起來按照一定的模式，比較好操作，可以直接驅(qū)動(dòng) 電機(jī)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，噪音不高，但是電動(dòng)機(jī)正常都要配有減速的裝置。 安全性 能很好的防爆，但是液壓驅(qū)動(dòng)容易產(chǎn)生大火的危險(xiǎn) 能很好的防爆，但是當(dāng)氣壓大于1000KPA的時(shí)候，要注意機(jī)器的壓力 不能很好的防爆，但是卻沒有火災(zāi)或者自身不會(huì)爆炸差 環(huán)保 容易有油污泄漏，不符合環(huán)保要求 有噪音產(chǎn)生 沒有 售后維修 更換的部件價(jià)格高 更換的零件價(jià)格不高 更換的零部件價(jià)格高 2.2 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方案 按照前面說的，機(jī)械手啟動(dòng)起來有三種動(dòng)力途徑，我們比較一下液壓驅(qū)動(dòng)，氣壓驅(qū)動(dòng)還有電力驅(qū)動(dòng)的，這里主要說一下液壓驅(qū)動(dòng)比其他兩種方式的好的地方: 1、在組裝機(jī)械手的時(shí)候，隨意性比較大，不受太大的控制，可以組裝起來一些比較復(fù)雜的系統(tǒng)。 2、工作起來比較穩(wěn)定，而且啟動(dòng)起來快，工作的時(shí)候比較靈活，在自由度的轉(zhuǎn)換上也不費(fèi)勁。 3、人們使用起來方便，還可以有自我過載保護(hù)的功能，不僅這些，而且還比較方便的能夠自動(dòng)控制，或者距離比較遠(yuǎn)的情況下被人控制。 4、這種液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手，前期在制造的時(shí)候所采用的零部件相對(duì)于氣壓驅(qū)動(dòng)的零部件，通用性比較好，一般的地方都能夠買的到的材料，所以也就造成了制造起來簡(jiǎn)便，材料選購(gòu)上不用太過費(fèi)勁，而且材料價(jià)格不高。 因此本文中各部分的驅(qū)動(dòng)方案如下： 1、手部 采用液壓傳動(dòng)的方式執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。 2、手腕 選取的油缸是可以來回回轉(zhuǎn)的，結(jié)構(gòu)上頭一定要卡的很緊，而且不能有空氣跑進(jìn)去。 3、手臂 采用液壓缸完成相應(yīng)的動(dòng)作。 3 機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)方案 3.1 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù) 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)：工件：機(jī)械手材料，體重要有20斤，它的整個(gè)長(zhǎng)不能超過 350mm,活動(dòng)區(qū)域在60－100mm。工作區(qū)域：拿取物體的時(shí)候最高要到1000mm，手臂伸出去再縮回來距離600mm；垂直移動(dòng)400mm；工作速度：移動(dòng)速度2m/s，定位精度±0.5mm。 3.2 機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案 從上面的設(shè)計(jì)和分析，我們可以知道手臂需要完成伸縮、升降和回轉(zhuǎn)3個(gè)動(dòng)作，即實(shí)現(xiàn)3個(gè)自由度。按照上面的我們選用下圖的手的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.2： 1-夾持器 2-齒條活塞桿 3-小齒輪 4-銷 5-套筒 6-銷軸 7-壓力彈簧 8-法蘭 圖2.2 齒輪齒條式手部結(jié)構(gòu)圖 1、手部夾緊油缸的設(shè)計(jì) （1）手部驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 我們論文中設(shè)計(jì)的機(jī)械手，它的手的部分驅(qū)動(dòng)是液壓驅(qū)動(dòng)，按照機(jī)械手手指頭抓住物料的地方，我們來計(jì)算抓緊力： 式中：-為夾持工件的握力，； -為工件重量，N，要求抓取重量為（）； -為手指夾角的1/2角度,V形手指的角度； —為摩擦系數(shù) 取 代入式中 （2）按照上面我們的手的結(jié)構(gòu)的圖，我們曉得液壓驅(qū)動(dòng)計(jì)算公式: 式中：—為理論驅(qū)動(dòng)力， —就是抓住的物料的中心點(diǎn)到銷軸的中心的這個(gè)距離， —銷軸到小齒輪的中心距 代入式中 （3）實(shí)際驅(qū)動(dòng)力： 式中—為實(shí)際驅(qū)動(dòng)力, —就是加工零件的工作效率，主要的原因就是我們的傳動(dòng)時(shí)齒輪傳動(dòng)的，故取 —為安全系數(shù) 通常取1.2~2 這里取 —就是工作情況系數(shù) 如果說我們抓工件的時(shí)候它最大的加速度取時(shí)，則: 所以 機(jī)械手抓住我們需要抓住的物料的時(shí)候液壓缸所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力就是。 2、機(jī)械手的手指抓緊工件的時(shí)候，彈簧在這個(gè)時(shí)候肯定會(huì)變形，那么變形后產(chǎn)生的這個(gè)力為 式中 —為彈簧變形所產(chǎn)生的彈力 —就是機(jī)械手的手指頭抓緊工件時(shí)候，手之里面的彈簧肯定會(huì)變形，這個(gè)變形的量，， —彈簧材料的切變模量 —手指頭松開工件以后回復(fù)原狀，彈簧絲跳回原來的位置直徑 —為彈簧的旋繞比 —為彈簧的有效圈數(shù)； 3、夾緊缸的工作壓力 機(jī)械手夾緊物料的時(shí)候，夾緊缸上的夾緊活塞工作，它在此時(shí)產(chǎn)生的壓力P： 式中 —就是機(jī)械手抓緊物體時(shí)候，夾緊活塞工作所產(chǎn)生的壓力, —為實(shí)際驅(qū)動(dòng)力,N —為彈簧變形所產(chǎn)生的彈簧力,N —就是封閉起來的地方所產(chǎn)生的壓力，密封啊好了的產(chǎn)生的摩擦力相對(duì)工作起來的摩擦力（）要稍微小一些，故取，取 計(jì)算得 因作用在活塞上的合成液壓力即驅(qū)動(dòng)力與機(jī)械載荷p相平衡，故夾緊缸的工作壓力p為： 式中D—為夾緊缸直徑，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得知 所以 4 機(jī)械手臂伸出去縮回來和抬起放下的動(dòng)力液壓缸的設(shè)計(jì) 4.1 液壓缸驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 我們?nèi)∮透椎拈L(zhǎng),里面的直徑為,直徑的一半 ,工作起來的速度為，工作以后加速的時(shí)間，液壓缸有油進(jìn)去所產(chǎn)生的壓力。 有油進(jìn)到油缸里頭以后，活塞上下浮動(dòng)的速度但是運(yùn)動(dòng)起來后油流進(jìn)去油缸的這個(gè)流量為： 式中：—油缸（或活塞）直徑， —輸入無桿腔的流量， —活塞的移動(dòng)速度， 流量為： 油缸的無桿腔內(nèi)壓力油液作用在活塞上的合成液壓力即油缸的驅(qū)動(dòng)力為： —油進(jìn)去油缸的時(shí)候產(chǎn)生的壓力，— 油缸氣動(dòng)的時(shí)候， 有油進(jìn)到油缸里頭以后，活塞上下浮動(dòng)的速度但是運(yùn)動(dòng)起來后油流進(jìn)去油缸的這個(gè)流量為： 式中：— 活塞桿直徑（mm） — 輸入無桿腔的流量， — 活塞的移動(dòng)速度，， 則流量為： 就是液壓驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)以后這個(gè)液壓缸所產(chǎn)生的動(dòng)力： 4.2 尺寸計(jì)算和校核 1、手臂伸縮油缸的設(shè)計(jì)與校核 我們這里設(shè)計(jì)的液壓缸，其需要的動(dòng)力右液壓缸提供，而后帶動(dòng)手臂進(jìn)行伸和縮的動(dòng)作要求。我們?cè)谶M(jìn)行該液壓缸設(shè)計(jì)的時(shí)候要將液壓缸在工作的過程中遇到的所用的阻力全部計(jì)算在內(nèi)，也只有這樣才能夠保證設(shè)計(jì)的液壓缸工作正常，運(yùn)轉(zhuǎn)起來平穩(wěn)。 根據(jù)任務(wù)書上面的要求，我們驅(qū)動(dòng)該油缸的有效形成為600毫米，確定設(shè)計(jì)油缸的內(nèi)部直徑等于40mm，這里設(shè)計(jì)的內(nèi)部直徑，下面還要對(duì)它進(jìn)行分析和印證。 （1）計(jì)算作用在活塞上的總機(jī)械載荷 為更好地分析油缸的受力，也為了更好地計(jì)算力。我們繪制出圖2.3缸的受力圖。作用在活塞上的總機(jī)械載荷P為： 圖2.3 缸的受力圖 1） 在進(jìn)行P的設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們要根據(jù)缸在實(shí)際動(dòng)作過程中進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)過分析之后才能夠確定該數(shù)字是正、是負(fù)還是沒有。經(jīng)過我的分析可以曉得等于0。 2） P導(dǎo)形狀的確定主要依據(jù)的是計(jì)算數(shù)值的大小，而這里的計(jì)算我們將采用初步估算的辦法進(jìn)行。 裝置是對(duì)稱的并且在該油缸的兩邊。 依據(jù)上面的受力分析，我們可以曉得在引導(dǎo)油缸進(jìn)退的裝置的地方數(shù)值是最大的，我們對(duì)其進(jìn)行下方計(jì)算： 上面已經(jīng)講到了導(dǎo)向桿的數(shù)量是2個(gè)，分布在180°的位置上面。也就是說我們只要計(jì)算出其中一個(gè)數(shù)據(jù)就可以了，依據(jù)公式： 式中； — 導(dǎo)向支承的長(zhǎng)度， — 根據(jù)相關(guān)手冊(cè)取 — 我們曉得在正常的圓柱上面 ，取 則 3）密封裝置處的摩擦阻力 根據(jù)分析我們曉得，在液壓缸工作和運(yùn)作的過程中，是多個(gè)數(shù)值的綜合。即 。 在我們?cè)O(shè)計(jì)的液壓缸，伸長(zhǎng)桿一般是液壓缸內(nèi)部直徑的0.5倍，密封的形式采用O型。 綜上所述我們知道 伸縮油管處的摩擦阻力為： 式中—密封圈與配合面的摩擦系數(shù)，主要與密封圈形式、材料與配合接觸的零件材料和油液壓力有關(guān)。 對(duì)于O型橡膠密封圈，當(dāng)油液壓力時(shí)，。油液壓力高時(shí)取小值，壓力低時(shí)取大值，在本次設(shè)計(jì)中取。 —密封處的工作壓力， —伸縮油管直徑， —密封的有效長(zhǎng)度 查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料我們得到估算 式中： 一般為，在這里取 是直徑。 則 4）慣性力 在設(shè)計(jì)的臂膀在工作的初期，其桿的受力是平均的，即 這里面—上面已經(jīng)解釋，（包括被抓物件重量）；；， —啟動(dòng)過程的時(shí)間 則 5）背壓阻力 油缸低壓油液所造成的阻力。正常情況下計(jì)算。 由于，故。 所以 因?yàn)椋试撚透椎某叽绶鲜褂靡蟆? 6）導(dǎo)向裝置 主要的作用是引導(dǎo)設(shè)計(jì)的液壓缸按照預(yù)想的軌跡進(jìn)行相應(yīng)的伸長(zhǎng)或者縮回或者上升或者下降的工。在分析了本人設(shè)計(jì)的機(jī)械手，權(quán)衡零件的造價(jià)以后，我們這里將選用在圓周方向上呈180°對(duì)稱分布的導(dǎo)向缸來進(jìn)行引導(dǎo)，這樣做的好處是保證機(jī)械手正常運(yùn)作的同時(shí)，還提高了工作過程中的穩(wěn)定劑。 2、手臂升降油缸的設(shè)計(jì)與校核 根據(jù)指導(dǎo)老師提供的任務(wù)書上面的數(shù)據(jù)，我們可以曉得升降的有效行程是,液壓缸工作時(shí)候的速度是，還能夠曉得,液壓缸內(nèi)部的直徑,也就是,工作口進(jìn)入時(shí)候，在垂直工作的時(shí)候。 驅(qū)動(dòng)力為： 由經(jīng)驗(yàn)公式可得： 故 作用在活塞上的推力： 因?yàn)?，所以伸縮油缸的尺寸符合要求。 3、手臂回轉(zhuǎn)油缸的設(shè)計(jì)與校核 為了更好地進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析和在設(shè)計(jì)，我們繪制出圖2.4運(yùn)動(dòng)圖。 圖2.4 運(yùn)動(dòng)圖 初步設(shè)計(jì)液壓缸內(nèi)部的直徑，也就是,回轉(zhuǎn)桿，也就是,油缸運(yùn)行角速度，加速度時(shí)間，進(jìn)油壓力 依據(jù)公式 還要包含缸體在回轉(zhuǎn)的過程中和相關(guān)部件摩擦產(chǎn)生的相關(guān)的阻礙的力矩的數(shù)值。我們?cè)俅尾榭聪嚓P(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)得出： 其中 上面的公式計(jì)算的結(jié)果是以厘米進(jìn)行計(jì)算的，上面的工作講到的b1是密封裝置和缸體組合而成以后的有效的數(shù)值寬度。 由設(shè)計(jì)估算： —在慣性力的作用下產(chǎn)生的力矩，依據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)我們可以得到，他的計(jì)算公式 式中—回傳的缸在工作的時(shí)候產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，其。 —起動(dòng)過程的時(shí)間， —運(yùn)動(dòng)部件在工作，這里講到的工作主要就是圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)然了也包含工件本身的圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候所擁有的轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性的數(shù)值，其單位是。 經(jīng)過和同學(xué)、老師以及自己的分析以后我要曉得了，的計(jì)算是一個(gè)相當(dāng)不容易的過程，為什么呢?因?yàn)樯婕暗降墓ぜ渫獠康默F(xiàn)在是千千萬萬的，不同的外部形狀，不同的重力產(chǎn)生的數(shù)值，那么他的計(jì)算的方法和計(jì)算的大小也就不一樣了。這里我們?yōu)榱诉M(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，尋求通用的計(jì)算方法。我們將復(fù)雜的零件您可能的規(guī)劃成相對(duì)而言比較簡(jiǎn)單的零件，然后對(duì)分割以后的零件進(jìn)行一一的計(jì)算，最終將這些計(jì)算的數(shù)值全部加起來，就得到了我們需要計(jì)算的數(shù)值，這樣問題也就得到了解答了。 ，， 手臂回轉(zhuǎn)力矩 得出結(jié)論 依據(jù)上面的設(shè)計(jì)，我們可以清晰的看到計(jì)算的數(shù)值比允許的數(shù)值要小。也就是將我們的設(shè)計(jì)是合理。 5 手腕的驅(qū)動(dòng)計(jì)算 5.1 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩 根據(jù)我們預(yù)先設(shè)計(jì)好的4個(gè)自由度里面，其中有一個(gè)自由度將的就是手臂腕部的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。根據(jù)了理論我們曉得我們?cè)O(shè)計(jì)的工作力矩一定要大于因?yàn)樽璧K產(chǎn)生的阻礙的力矩?cái)?shù)值。為了更好的設(shè)計(jì)和分析手臂腕部。我們繪制出手臂腕部的受力圖2.5。 1、工件 2、手部 3、手腕 圖2.5 受力圖 通過上面的詳細(xì)的分析，我們曉得手臂腕部力矩的數(shù)值的計(jì)算可以通過下面的計(jì)算來進(jìn)行： 依據(jù)上面的計(jì)算公式，我們將對(duì)上面的4個(gè)組成部分進(jìn)行一一的計(jì)算和校核，下面數(shù)值的計(jì)算主要依據(jù)上面的一個(gè)受力圖2.5。 1、機(jī)械手的腕部提高速度的時(shí)候所產(chǎn)生的力 假如機(jī)械手的腕部開始工作提高速度運(yùn)動(dòng)，那么 式子里面- 在機(jī)械手的腕部轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候產(chǎn)生的慣性，；-在機(jī)械手的腕部轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候產(chǎn)生的慣性，；—機(jī)械手的腕部轉(zhuǎn)起來的時(shí)候所產(chǎn)生的速度，還有弧度；—機(jī)械手啟動(dòng)起來所耗費(fèi)的時(shí)間， 假如被抓取物料的中心與轉(zhuǎn)動(dòng)起來的中心線不重疊，那么它轉(zhuǎn)動(dòng)起來的慣性所產(chǎn)生的力量為 式中-被抓取的物件轉(zhuǎn)過重心點(diǎn)所產(chǎn)生的慣性的力量，；-工件的重量；-工件的重心到轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的偏心距,；-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，；—起動(dòng)過程所轉(zhuǎn)過的角度，弧度；2、機(jī)械手的腕部轉(zhuǎn)動(dòng)和被抓取的物料的重量導(dǎo)致機(jī)械手產(chǎn)生了偏重力M偏 ，在公式里面-機(jī)械手的手腕在拿著工件轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候它的重量，；-機(jī)械手拿著東西轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候整體重量的重心到轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候產(chǎn)生的軸線的重心的距離，叫偏心距離；機(jī)械手在拿著物料的時(shí)候整體的重心跟機(jī)械手手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候產(chǎn)生的軸線相符合的時(shí)候，那么。 3、機(jī)械手的手腕在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候產(chǎn)生的摩擦力和阻力 ， 里面 ，- 旋轉(zhuǎn)起來的軸它喉嚨部分的直徑，；-摩擦所產(chǎn)生的系數(shù)，滾動(dòng)起來的軸，滑動(dòng)起來的軸；,-處支撐起來的反力，N，可以遵循機(jī)械手的腕部轉(zhuǎn)動(dòng)起來產(chǎn)生的力量來剖析， 根據(jù),得 同理，根據(jù),得 式中-手部的重量 -如圖2.5所示的長(zhǎng)度尺寸， 5.2 計(jì)算來回旋轉(zhuǎn)液壓缸的計(jì)算還有核對(duì) 就像圖里面2.6所展示的，機(jī)械手的腕部環(huán)繞著X軸來運(yùn)動(dòng)，我們叫做來回旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，環(huán)繞著Y軸的運(yùn)動(dòng)，我們叫做上下運(yùn)動(dòng)，圍繞著Z軸的運(yùn)動(dòng)，我們又叫做左右運(yùn)動(dòng)，還可以順著Y軸的路線來進(jìn)行橫向的運(yùn)動(dòng)。所以所，機(jī)械手的手腕最多的時(shí)候能有四個(gè)單獨(dú)不重復(fù)的運(yùn)動(dòng)。 圖2.6 手腕運(yùn)動(dòng)示意圖 機(jī)械手的手腕它能工作的方向的選擇和機(jī)械手的使用的普遍性，加工的時(shí)候工藝的要求，加工時(shí)候物料怎么擺放，怎么定位等好多的原因有關(guān)系。因?yàn)槲覀兡卦O(shè)計(jì)的機(jī)械手拿取的物料是水平擺在臺(tái)面上的，與此同時(shí)我們還要考慮使用的普遍性，所以說設(shè)計(jì)的機(jī)械手手腕需要設(shè)計(jì)一個(gè)圍繞著X軸旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)才行，在這里我們選擇回轉(zhuǎn)油缸，因?yàn)樗趯?shí)際操作里面被用的最多，為什么大部分人都采用這種呢，主要因?yàn)樗膬?nèi)部結(jié)構(gòu)很緊湊，而且密封也很好。 我們所設(shè)計(jì)的油缸它的內(nèi)部直徑是,直徑的一半是,旋轉(zhuǎn)軸承的直徑,旋轉(zhuǎn)軸承直徑的一半是,液壓驅(qū)動(dòng)的時(shí)候里面油缸轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的角度是，加起速度以后產(chǎn)生的時(shí)間，油缸工作起來后所產(chǎn)生的壓力，動(dòng)片寬度為。 力矩 1、測(cè)量一下確定了手腕部分的重量,這些重量在機(jī)械手上的分布，每個(gè)部件均勻的分布在 的底座上，這樣的話轉(zhuǎn)動(dòng)起來以后產(chǎn)生的慣性的力量： 機(jī)械手所拿取的物料的重量為20g,這么大的重量均勻的布局在長(zhǎng)度為的機(jī)械手上，這樣的話轉(zhuǎn)動(dòng)起來以后產(chǎn)生的慣性的力量為 如果說拿取的物料的中心點(diǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)起來形成的線不復(fù)合的話，那么對(duì)于長(zhǎng)度為350mm的手臂來說，產(chǎn)生的偏差的距離就175mm，那么它轉(zhuǎn)動(dòng)起來產(chǎn)生的慣性的力量計(jì)算：： 則： 2、機(jī)械手的腕部轉(zhuǎn)動(dòng)起來和拿著物料轉(zhuǎn)動(dòng)起來形成的中心點(diǎn)，兩個(gè)中心點(diǎn)肯定會(huì)有偏差，這么偏差膠制作M偏，我們假象機(jī)械手手腕轉(zhuǎn)動(dòng)起來的重心和轉(zhuǎn)動(dòng)起來的軸線相復(fù)合，，機(jī)械手的手腕拿著一個(gè)物料的時(shí)候重心就會(huì)發(fā)生偏離原來的轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的軸線, 則 里面—機(jī)械手手腕來回轉(zhuǎn)動(dòng)的地方的重量；—機(jī)械手抓取的物料的重量 3、手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸在軸頸處的摩擦阻力矩為 由于是液壓傳動(dòng)，潤(rùn)滑比較好，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得知摩擦力矩很小，故忽略不計(jì)。 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 式中—為回轉(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，；—為輸出軸與缸蓋密封裝置處的摩擦阻力矩， 式中—輸出軸與缸蓋密封處直徑，—密封的有效長(zhǎng)度, —“O”形密封圈的截面直徑； —“O”形圈在裝配時(shí)的壓縮率，對(duì)于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，,取 —摩擦系數(shù)， —回轉(zhuǎn)油缸的工作壓力, 則 —為動(dòng)片側(cè)面與缸蓋密封處的摩擦阻力矩，；—?jiǎng)悠鈴脚c油缸密封裝置處的摩擦阻力矩，；—?jiǎng)悠瑐?cè)面與缸蓋密封處的摩擦阻力矩 其中 —回轉(zhuǎn)油缸直徑；—回轉(zhuǎn)油缸與動(dòng)片連接處直徑 由設(shè)計(jì)得 則 動(dòng)片外徑與油缸密封裝置處的摩擦阻力矩 其中為動(dòng)片的寬度，，，，和同上述。 則 5、回轉(zhuǎn)油缸回油腔的背壓反力矩 其中為回油腔的油液壓力，在這里初步估算為 則 則手腕回轉(zhuǎn)油缸所需的驅(qū)動(dòng)力矩為： 所以設(shè)計(jì)尺寸符合使用要求，安全。 三 結(jié)論 這次我所設(shè)計(jì)的機(jī)械手，運(yùn)用了我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的知識(shí)，對(duì)所有學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行了一次大的融合和運(yùn)用。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成讓我又重新復(fù)習(xí)了一遍在學(xué)校里面學(xué)習(xí)的知識(shí)，對(duì)一些不熟悉的知識(shí)再次進(jìn)行了復(fù)習(xí)和學(xué)習(xí)，同時(shí)也培養(yǎng)了我作為一個(gè)機(jī)械人應(yīng)該具備的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)素養(yǎng)，為將來我參加工作做了一個(gè)很好的前期鋪墊。我論文中的機(jī)械手是四個(gè)自由度的機(jī)械手，驅(qū)動(dòng)是液壓驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)在社會(huì)的不斷發(fā)展，科技也不斷的提高，我們社會(huì)對(duì)于機(jī)械手的設(shè)計(jì)也越來越精密，越來越符合實(shí)際的生產(chǎn)需求。文中機(jī)械手由手指，手腕部，手臂膀等主要部件組成。在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行的嚴(yán)格、具體的設(shè)計(jì)、算數(shù)。因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)的不足，在學(xué)習(xí)上面的知識(shí)也不足。因?yàn)榭偪偟牟蛔阍谠O(shè)計(jì)的過程中會(huì)出現(xiàn)失誤，還請(qǐng)各位老師指正。 在構(gòu)想的機(jī)械手的設(shè)計(jì)中，我查了好多的相關(guān)書籍，圖片，資料和網(wǎng)上的相關(guān)資料，特別是在資料中看到的其他的總總設(shè)計(jì)資料中，我所學(xué)習(xí)的知識(shí)的到了更好的提升；在這次的機(jī)械手的設(shè)計(jì)中，讓我對(duì)機(jī)械上面的知識(shí)有了更多的了解，因此讓我對(duì)機(jī)械方面有了更高的了解。通過這次的機(jī)械手設(shè)計(jì)業(yè)讓我的設(shè)計(jì)能力的到了很大的提高。 我希望通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作是更高的提升，這樣能更好的鍛煉自己的能力，為將來的工作能更好的發(fā)揮。 四 致謝 在這次設(shè)計(jì)中，是通過老師的悉心指導(dǎo)才能很好地完成的。老師的嚴(yán)格教學(xué)的態(tài)度和精益求精的作風(fēng)使我受益匪淺。在這里，我要特別的感謝我的老師，并致以崇高的敬意! 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)诖髮W(xué)四年中學(xué)習(xí)的知識(shí)的以中結(jié)合運(yùn)用，通過這次設(shè)計(jì)把這四年學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)作了一個(gè)總結(jié)和復(fù)習(xí)，從而使我更加了解了我學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)，這樣讓我更好的了解機(jī)械設(shè)計(jì)的思路，因此在以后的工作中能更好的運(yùn)用我學(xué)習(xí)的知識(shí)。 在這次的設(shè)計(jì)中，我得到了指導(dǎo)老師悉心指導(dǎo)，同組同學(xué)的全力幫助，同時(shí)還要感謝學(xué)校提供這樣好的學(xué)習(xí)環(huán)境給我們，使得我們得到了比較好的提升。 指導(dǎo)老師為人比較的謙虛、學(xué)識(shí)和知識(shí)比較淵博、處事方面比較的嚴(yán)謹(jǐn)，他是我們學(xué)習(xí)的榜樣和行動(dòng)的指南。平時(shí)我們的指導(dǎo)老師就比較的辛苦，但是他每周都能夠抽出時(shí)間來幫助我們解決設(shè)計(jì)中存在的問題和設(shè)計(jì)中存在的疑問。這這里，我要向我的老師表示我心里面最崇高的敬意和感謝，感謝我的同組同學(xué)，為我在設(shè)計(jì)的過程中提供的任何的幫助，可以這樣講沒有你們的幫助，就沒有我本次設(shè)計(jì)的成功。謝謝你們。 最后，因?yàn)檫@篇設(shè)計(jì)做的時(shí)間上比較的急、設(shè)計(jì)內(nèi)容和構(gòu)思上比較的粗糙，還請(qǐng)大家?guī)臀倚薷?。感謝。 參考文獻(xiàn) 1 馮辛安,黃玉美.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).第1版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999（3）：56-68 2 朱燈林 姜濤 王安麟等. 柔性機(jī)械手結(jié)構(gòu)/控制融合設(shè)計(jì).上海:2000（2）: 35-80 3 張建民.工業(yè)機(jī)器人.北京：北京理工大學(xué)出版社，1988：60-64 4 E.L.薩福德(美).高級(jí)機(jī)器人手冊(cè). 第1版.上海：上海翻譯出版公司，1987：10-12 5 馬香峰.工業(yè)機(jī)器人的操作機(jī)設(shè)計(jì).第1版.北京：冶金工業(yè)出版社，1996：50-56 6 何發(fā)昌.多功能機(jī)器人的原理及應(yīng)用.第1版.北京：高等教育出版社，1996：16-20 7 孟繁華.機(jī)器人應(yīng)用技術(shù).第1版.哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1989：12-15 8 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第五卷:工業(yè)機(jī)器人).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992：85-89 9 王啟義.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).第1版.北京：冶金工業(yè)出版社，2003:76-82 10 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