氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手部件設(shè)計(jì)【全套CAD圖紙+答辯畢業(yè)論文】

買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問咨詢 14951605 或 1304139763 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手部件設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 09 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（ 4）班 姓 名 楊永賀 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 李志剛 系 主 任 胡明 二 O 一三 年 五 月 二十一 日買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 浙 江 理 工 大 學(xué) 機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院 畢業(yè)論文誠信聲明 我謹(jǐn)在此保證：本人所寫的畢業(yè)論文，凡引用他人的研究成果均已在參考文獻(xiàn)或注釋中列出。論文主體均由本人獨(dú)立完成，沒有抄襲、剽竊他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的研究成果行為。如出現(xiàn)以上違反知識(shí)產(chǎn)權(quán)的情況，本人愿意承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。 聲明人（簽名）：楊永賀 2013 年 5 月 29 日 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 摘 要 氣動(dòng)機(jī)械手是以氣壓為驅(qū)動(dòng)力的機(jī)械手。機(jī)械手并不是在簡(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)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，它主要是用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。所以氣動(dòng)機(jī)械手能夠降低勞 動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。但它的缺點(diǎn)也很明顯，因?yàn)闅怏w具有很大的可壓縮性 , 要做到氣動(dòng)機(jī)械手精確定位難度很大 , 尤其是難以實(shí)現(xiàn)任意位置的多點(diǎn)定位；而且可壓縮性也帶來不能承受過重的負(fù)載的限制。傳統(tǒng)氣動(dòng)系統(tǒng)只能靠機(jī)械定位置的調(diào)定位置而實(shí)現(xiàn)可靠定位 , 并且其運(yùn)動(dòng)速度只能靠單向節(jié)流閥單一調(diào)定 , 經(jīng)常無法滿足許多設(shè)備的自動(dòng)控制要求。 本課題經(jīng)過深刻的研究發(fā)現(xiàn)，目前生產(chǎn)線上的氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手一個(gè)運(yùn)動(dòng)進(jìn)程只能實(shí)現(xiàn)一次抓取和翻轉(zhuǎn)功能的，感覺這種機(jī)械手效率太低。所以本次設(shè)計(jì)針對(duì)這個(gè)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了一種氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手，它在一個(gè)運(yùn)動(dòng)進(jìn)程 能實(shí)現(xiàn)兩次抓取和翻轉(zhuǎn)，提高了工作效率，加快生產(chǎn)效率。全文由五章構(gòu)成： 關(guān)鍵詞 ：氣動(dòng)裝置；機(jī)械手 ;翻轉(zhuǎn)裝置；夾瓶器； 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 is a is is of of an of It to of a to It is to at a is to of of a to be on of on a So it is to of a we on be in a is So we a in a is no up 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 目 錄 摘 要 1 章 緒論 . 1 言 . 1 動(dòng)機(jī)械手的發(fā)展 . 1 . 1 . 3 展趨勢(shì) . 3 . 3 . 3 . 4 電氣一體化 . 4 械手夾持部件結(jié)構(gòu)示意圖 . 4 夾持型機(jī)械手 . 4 夾持型機(jī)械手 . 5 內(nèi)外氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì)舉例 . 5 . 5 械手虛擬樣機(jī) . 6 精度機(jī)械手 . 6 第 2 章 氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手總體設(shè)計(jì) . 8 取系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì) . 8 轉(zhuǎn)系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì) . 8 齒輪電機(jī)翻轉(zhuǎn) . 8 輪鏈條氣缸翻轉(zhuǎn) . 9 轉(zhuǎn)方案選擇 . 9 動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手的三維建模、裝配思路 . 10 . 10 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 . 10 究思路方案、可行性分析及預(yù)期成果 . 3 章 氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手重要零部件設(shè)計(jì)校核及其裝配 . 12 缸的設(shè)計(jì)和校核 . 12 緊系統(tǒng)氣缸設(shè)計(jì)和校核 . 12 轉(zhuǎn)系統(tǒng)氣缸設(shè)計(jì)和校核 . 14 輪設(shè)計(jì)和校核 . 15 . 15 . 15 . 16 條的設(shè)計(jì)和校核 . 18 . 18 定機(jī)架上的軸設(shè)計(jì)和校核 . 20 上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 . 20 . 20 步確定軸的最小直徑 . 21 . 21 . 23 錐滾子軸承的設(shè)計(jì)和校核 . 25 連接設(shè)計(jì)和校核 . 26 . 26 . 26 . 27 軸器的設(shè)計(jì)和校核 . 27 第 4 章 三維建模和運(yùn)動(dòng)仿真 . 29 體裝配圖 . 29 緊系 統(tǒng)裝配圖 . 29 缸推動(dòng)和翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)裝配圖 . 30 缸推動(dòng)夾緊裝置系統(tǒng)裝配圖 . 30 第 5 章 總結(jié)與展望 . 32 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 結(jié) . 32 望 . 32 參考文獻(xiàn) . 33 致 謝 . 35 氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手部件設(shè)計(jì) 買文檔就送全套 紙 14951605 或 1304139763 氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手部件設(shè)計(jì) 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒論 言 近 20 年來，氣動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓寬，尤其是在各種自動(dòng)化生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。電氣可編程控制技術(shù)與氣動(dòng)技術(shù)相結(jié)合 , 使整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度更高 , 控制方式更靈活 , 性能更加可靠 ; 氣動(dòng)機(jī)械手、柔性自動(dòng)生產(chǎn)線的迅速發(fā)展 , 對(duì)氣動(dòng)技術(shù)提出了更多更高的要求 ;由于氣動(dòng)脈寬調(diào)制技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗污染能力強(qiáng)和成本低廉等特點(diǎn) , 國(guó)內(nèi)外都在大力研發(fā)氣動(dòng)機(jī)械手。 動(dòng)機(jī)械手的發(fā)展 外氣動(dòng)機(jī)械手狀況 從各國(guó)的行業(yè)統(tǒng)計(jì)資料來看 , 近 30多年來 , 氣動(dòng)行業(yè)發(fā)展很快。 20世紀(jì) 70年代 , 液壓與氣動(dòng)元件的產(chǎn)值比約為 9： 1, 而 30多年后的今天 , 在工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)的歐美、日本等國(guó)家 , 該比例已達(dá)到 6： 4, 甚至接近 5： 5。 90年代初，有布魯塞爾皇家軍事學(xué)院 授領(lǐng)導(dǎo)的綜合技術(shù)部開發(fā)研制的電子氣動(dòng)機(jī)器人 基里斯 六腳勘測(cè)員，也被稱為 六足動(dòng)物 12。 授采用了世界上著名的德國(guó) 產(chǎn)的氣動(dòng)元件、可編程控制器和傳感器等，創(chuàng)造了一個(gè)在荷馬史詩中最健壯最勇敢的希臘英雄 能在人不易進(jìn)入的危險(xiǎn)區(qū)域、污染或放射性的環(huán)境中進(jìn)行地形偵察。六腳電子氣動(dòng)機(jī)器人的上方安裝了一個(gè)照相機(jī)來探視障礙物，能安全的繞過它，并在行走過程中記錄和收集數(shù)據(jù)。六腳電子氣動(dòng)機(jī)器人行走的所有程序由 編程控制器控制， 在六個(gè)不同方向控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，最大行走速度 s。通常如果有三個(gè)腳與地面接觸，機(jī)器人便能以一種平穩(wěn)的姿態(tài)行走，六腳中的每一個(gè)腳都有三個(gè)自由度，一個(gè)直線氣缸把腳提起、放下，一個(gè)擺動(dòng)馬達(dá)控制腳伸展、退回，另一個(gè)擺動(dòng) 馬達(dá)則負(fù)責(zé)圍繞腳的軸心作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。每個(gè)氣缸都裝備了調(diào)節(jié)速度用的單向節(jié)流閥，使機(jī)械驅(qū)動(dòng)部件在運(yùn)動(dòng)時(shí)保持平穩(wěn)，即在無級(jí)調(diào)速狀態(tài)下工作。控制氣缸的閥內(nèi)置在機(jī)器人體內(nèi)，由 編程控制器控制。當(dāng)接通電源時(shí)，氣動(dòng)閥被切換到工作狀態(tài)位置，當(dāng)關(guān)閉電源時(shí)，他們便回到初始位置。此外，操作者能在任何一點(diǎn)氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手部件設(shè)計(jì) 2 上停止機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，如果機(jī)器人的傳感器在它的有效范圍內(nèi)檢測(cè)到障礙物，機(jī)器人也會(huì)自動(dòng)停止。 由漢諾威大學(xué)材料科學(xué)研究院設(shè)計(jì)的氣動(dòng)攀墻機(jī)器人，它能在兩個(gè)相互垂直的表面上行走 (包括從地面到墻面或者從墻面到天花板上 )。該機(jī) 器人軸心的圓周邊上裝備著等距離(根據(jù)步距設(shè)置 )的吸盤和氣缸，一組吸盤吸力與另一組吸盤吸力的交替交換，類似腳踏似的運(yùn)動(dòng)方式，使機(jī)器人產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。這種攀墻式機(jī)器人可被用于工具搬運(yùn)或執(zhí)行多種操作，如在核能發(fā)電站、高層建筑物氣動(dòng)機(jī)械手位置伺服控制系統(tǒng)的研究或船舶上進(jìn)行清掃、檢驗(yàn)和安裝工作。機(jī)器人用遙控方式進(jìn)行半自動(dòng)操作，操作者只需輸入運(yùn)行的目標(biāo)距離，然后計(jì)算機(jī)便能自動(dòng)計(jì)算出必要的單步運(yùn)行。操作者可對(duì)機(jī)器人進(jìn)行監(jiān)控。 國(guó)外的設(shè)計(jì)人員對(duì)于機(jī)械手的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)非常成熟。 并把機(jī)械手分成與機(jī)器人手臂和控制系統(tǒng)相兼容、安全抓取和握持對(duì)象、準(zhǔn)確的完成復(fù)雜性任務(wù)三種類別。許多工廠的機(jī)械手的例子和機(jī)械手設(shè)計(jì)指導(dǎo)方針也被描述進(jìn)去了。 他們的研究中，影響機(jī)械手如何選擇的變量如下：（ a）成分，（ b）任務(wù) ,(c)環(huán)境，（ d）機(jī)械臂和控制條件?！俺煞帧边@個(gè)變量包括幾何、形狀、重量、表面質(zhì)量和溫度，這些因素都需要考慮好。對(duì)于可重構(gòu)系統(tǒng)，他們以形狀和大小為標(biāo)準(zhǔn)又把這個(gè)變量分成了其他家族。對(duì)于“任務(wù)”這個(gè)變量，除了機(jī)械手的類型、不同組成 部分的數(shù)量、準(zhǔn)確性及周期需要考慮外，還有主要的操作處理如抓取、握持、移動(dòng)和放置都要考慮。在合適的地方設(shè)計(jì)核實(shí)的機(jī)械手，必須考慮所有的因素，而且驗(yàn)證性的測(cè)試必須要多做。為了減少疲勞效應(yīng)， 典 司于最近創(chuàng)造一種新產(chǎn)品一一氣動(dòng)機(jī)械手。這種機(jī)械手以壓縮空氣為動(dòng)力 , 小巧靈便 ,它裝在一個(gè)圓形豎柱上 , 該圓柱又能上下移動(dòng) 0 至 150 左右移動(dòng) 350械手的最高速度為 1000m/s，定位精度為500m/s;兩個(gè)機(jī)械手各能舉起 5 圖 1典發(fā)明的氣動(dòng)機(jī)械手 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 內(nèi)氣動(dòng)機(jī)械手情況 我國(guó)改革開放以來，氣動(dòng)行業(yè)發(fā)展很快。 1986 年至 2003 年間，氣動(dòng)元件產(chǎn)值的年第增率達(dá) 于中國(guó)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值平均年遞增率 10的水平。雖然市場(chǎng)和應(yīng)用發(fā)展迅速，但是我國(guó)的氣動(dòng)技術(shù)與歐美、日本等國(guó)相比，還存在著相當(dāng)大的差距。我國(guó)在氣動(dòng)技術(shù)的研究與開發(fā)的方面，缺乏先進(jìn)的儀器與設(shè)備，研究開發(fā)手段落后，技術(shù)力量差，每年問世的新產(chǎn)品數(shù)量極其有限。在許多開發(fā)與研究領(lǐng)域還是空白，因此必須跟蹤國(guó)外氣動(dòng)技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)向，以減小差距，提高我國(guó)氣動(dòng)技術(shù)的水平。 展趨勢(shì) 復(fù)高精度 精度是指機(jī)器人、機(jī)械手到達(dá)指定點(diǎn)的精確程度 , 它與驅(qū)動(dòng)器的分辨率以及反饋裝置有關(guān)。重復(fù)精度是指如果動(dòng)作重復(fù)多次 , 機(jī)械手到達(dá)同樣位置的精確程度重復(fù)精度比精度更重要 , 如果一個(gè)機(jī)器人定位不夠精確 , 通常會(huì)顯示一個(gè)固定的誤差 , 這個(gè)誤差是可以預(yù)測(cè)的 , 因此可以通過編程予以校正。重復(fù)精度限定的是一個(gè)隨機(jī)誤差的范圍 , 它通過一定次數(shù)地重復(fù)運(yùn)行機(jī)器人來測(cè)定。隨著微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展 , 以及氣動(dòng)伺服技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室和氣動(dòng)伺服定位系統(tǒng)的成套化。氣動(dòng)機(jī)械手的重復(fù)精度將越來越高 , 它的應(yīng)用領(lǐng)域也將更廣 闊 , 如核工業(yè)和軍事工業(yè)等 。 塊化 有的公司把帶有系列導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置的氣動(dòng)機(jī)械手稱為簡(jiǎn)單的傳輸技術(shù) , 而把模塊化拼裝的氣動(dòng)機(jī)械手稱為現(xiàn)代傳輸技術(shù)。模塊化拼裝的氣動(dòng)機(jī)械手比組合導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置更具靈活的安裝體系。它集成電接口和帶電纜及氣管的導(dǎo)向系統(tǒng)裝置 , 使機(jī)械手運(yùn)動(dòng)自如。由于模塊化氣動(dòng)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)部件采用了特殊設(shè)計(jì)的滾珠軸承 , 使它具有高剛性、高強(qiáng)度及精確的導(dǎo)向精度。優(yōu)良的定位精度也是新一代氣動(dòng)機(jī)械手的一個(gè)重要特點(diǎn)。模塊化氣動(dòng)機(jī)械手使同一機(jī)械手可能由于應(yīng)用不同的模塊而具有不同的功能 , 擴(kuò)大了機(jī)械手的應(yīng) 用范圍 , 是氣動(dòng)機(jī)械手的一個(gè)重要的發(fā)展方向。智能閥島的出現(xiàn)對(duì)提高模塊化氣動(dòng)機(jī)械手和氣動(dòng)機(jī)器人的性能起到了十分重要的支持作用。因?yàn)橹悄荛y島本來就是模塊化的設(shè)備 , 特別是緊湊型 島 , 它對(duì)分散上的集中控制起了十分重要的作用 , 特別對(duì)機(jī)械手中的移動(dòng)氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手部件設(shè)計(jì) 4 模塊 。 給油化 為了適應(yīng)食品、醫(yī)藥、生物工程、電子、紡織、精密儀器等行業(yè)的無污染要求 , 不加潤(rùn)滑脂的不供油潤(rùn)滑元件已經(jīng)問世。隨著材料技術(shù)的進(jìn)步 , 新型材料 (如燒結(jié)金屬石墨材料 ) 的出現(xiàn) , 構(gòu)造特殊、用自潤(rùn)滑材料制造的無潤(rùn)滑元件 , 不僅節(jié)省潤(rùn)滑油、不污染 環(huán)境 , 而且系統(tǒng)簡(jiǎn)單、摩擦性能穩(wěn)定、成本低、壽命長(zhǎng)。 電氣一體化 由“可編程序控制器 氣動(dòng)元件”組成的典型的控制系統(tǒng)仍然是自動(dòng)化技術(shù)的重要方面 ;發(fā)展與電子技術(shù)相結(jié)合的自適應(yīng)控制氣動(dòng)元件 , 使氣動(dòng)技術(shù)從“開關(guān)控制” 進(jìn)入到高精度的“ 反饋控制” ; 省配線的復(fù)合集成系統(tǒng) , 不僅減少配線、配管和元件 , 而且拆裝簡(jiǎn)單 , 大大提高了系統(tǒng)的可靠性。 而今 , 電磁閥的線圈功率越來越小 , 而 輸出功率在增大 , 由 動(dòng)機(jī)械手、氣動(dòng)控制越來越離不開 而閥島 技術(shù)的發(fā)展 , 又使 氣動(dòng)機(jī)械手、氣動(dòng)控制中變得更加得心應(yīng)手。 械手夾持部件結(jié)構(gòu)示意圖 夾持型機(jī)械手 圖 1缸的活塞有壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，通過活塞桿7 上的支點(diǎn)軸 2 帶動(dòng)撥叉 3 轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過傳動(dòng)軸 4 使手爪 1 沿導(dǎo)向槽做平行移動(dòng)，圖中為雙作用氣缸，也可為單作用氣缸返回運(yùn)動(dòng)靠彈簧完成。該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是重量輕，體積小，最小型重量為 75g，最大型為 300g，因此，可以與小型機(jī)械手配套使用。 圖 1夾持型鉸鏈?zhǔn)狡叫虚_閉手爪示意圖 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 夾持型機(jī)械手 前面介紹的是外加持機(jī)械手，下面介紹一種內(nèi) 加持的機(jī)械手。圖 1示的基于鉸桿 主要由氣壓缸、鉸桿 1 和 1c、杠桿 2和 2壓縮空氣的方向控制閥處于圖 1所示左位工作狀態(tài)時(shí) , 氣壓缸的左腔即無桿腔進(jìn)入壓縮空氣 , 推動(dòng)活塞向右運(yùn)動(dòng) , 導(dǎo)致鉸桿 1 和 1c 的壓力角 A 變小 , 通過角度效應(yīng)第一次把輸入力放大 , 然后傳遞到恒增力杠桿機(jī)構(gòu) 2 和 2c 上 , 再一次將輸入力進(jìn)行放大 , 變?yōu)閵A持工件的作用力 F。當(dāng)方向控制閥處于右位工作狀態(tài)時(shí) , 氣壓缸的右腔即有桿腔進(jìn)入壓空氣 , 推動(dòng)活塞向左運(yùn)動(dòng) , 夾持機(jī)構(gòu)松開工件。 內(nèi)外優(yōu)秀氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì)舉例 模具切割相結(jié)合 第一個(gè)是鄭州輕工業(yè)學(xué)院和紡織工學(xué)院的老師設(shè)計(jì)的機(jī)械手，如圖 1示，它是與磨具切割想配合的一種設(shè)計(jì)。如圖所示，機(jī)械手由手部 手指（ 3）和夾緊氣缸（ 1）、手腕 拉伸臂（ 2）和拉伸氣缸（ 4）、手臂 剝離臂（ 5）和剝離氣缸（ 6）以及底座（ D）組成。機(jī)械手的手部采用單支點(diǎn)回轉(zhuǎn)式活動(dòng)手指配合以固定手指，在夾緊氣缸（ 1）的作用下夾持模組橡膠襯圈上的“凸耳”。為使手指在夾持襯圈的過程中不出現(xiàn)滑脫現(xiàn)象，特在手指端部加工有鋸齒型斜槽，拉伸臂（ 2）和剝離臂 （ 5）在后部鉸支的拉伸氣缸（ 4）和剝離氣缸（ 6）的作用下，分別繞支點(diǎn)（ B）和支點(diǎn)（ C）擺動(dòng)，同時(shí)在切割裝置的配合下，完成襯圈的拉伸、切割和剝離任務(wù)。機(jī)械手通過底座（ D）與自動(dòng)剝離機(jī)有機(jī)相連，與剝離機(jī)其他機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)動(dòng)作 9。 圖 1夾持型機(jī)械手舉例 氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手部件設(shè)計(jì) 6 械手虛擬樣機(jī) 第二種設(shè)計(jì)的新型氣動(dòng)機(jī)械手的虛擬樣機(jī)如圖 1其中腰部轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)由比例流量閥式擺動(dòng)氣缸實(shí)現(xiàn) ; 大臂和中臂之間的俯仰運(yùn)動(dòng)由比例流量閥驅(qū)動(dòng)單出桿雙作用直線汽缸實(shí)現(xiàn)。而中臂與小臂之間由可調(diào)支撐件來手動(dòng)調(diào)節(jié)角度 , 并配合調(diào)節(jié)小臂的螺紋連接件 , 來控制機(jī)械 手末端在笛卡爾空間坐標(biāo)系中的位置。手抓部位的夾持力通過控制直線氣缸來調(diào)節(jié)。 在設(shè)計(jì)的機(jī)械手虛擬樣機(jī)中 , 底座與軀干以固定副相連 , 軀干與大臂以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連 , 大臂與中臂以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連 , 中臂、可調(diào)支撐和小臂以固定副相連 , 小臂與手腕以固定副相連 , 直線氣缸部位以平動(dòng)副相連 , 添加約束后如圖所示。 精度機(jī)械手 第三種如圖 1械手具備有：水平缸 直升降缸 1動(dòng)式機(jī)械手 圖 1械手虛擬樣機(jī) 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 伸縮缸 軸選裝四個(gè)自由度（手指開合不記）。由于手臂采用懸臂方式，活塞缸所承受的徑向 彎曲力矩較大，為解決這個(gè)問題，我們用了具有良好導(dǎo)向性能的高精度導(dǎo)軌型無桿缸和導(dǎo)向型伸縮缸。手指采用兩只肘潔是卡爪，通過鋁合金奧通和伸擺缸連接，增強(qiáng)了伸縮氣缸的導(dǎo)向型和抗彎能力。手指采用自行設(shè)計(jì)的 可以根據(jù)被夾工件實(shí)際形狀要求設(shè)計(jì)成不同的結(jié)構(gòu)。無桿缸、升降缸和伸擺缸通過硬質(zhì)鋁合金連接板連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工和連接。位移傳感器和無桿缸相連，檢測(cè) 圖 1動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)圖 氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手部件設(shè)計(jì) 8 第 2 章 氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手總體設(shè)計(jì) 對(duì)氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手的抓取系統(tǒng)、翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)和連接系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括抓取部件、翻轉(zhuǎn)部件及連接部 件和氣動(dòng)執(zhí)行部件。根據(jù)氣動(dòng)執(zhí)行部件來驅(qū)動(dòng)抓取部件中的齒條運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪、齒條一起運(yùn)動(dòng)，最終造成兩個(gè)齒條的相互運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)外部的抓取功能。然后通過連接部件實(shí)現(xiàn)兩根軸在同一條線上的不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過翻轉(zhuǎn)部件實(shí)現(xiàn)兩個(gè)抓取物件同時(shí)翻轉(zhuǎn)的功能。 取系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì) 如圖所示，本次設(shè)計(jì)所夾取物件形狀為圓柱型，即罐裝瓶子之類的。原理分析如下 :齒條 1與夾緊臂 1用螺釘連接，齒輪 2與夾緊臂 2 也是如此；齒條 1與齒條 2通過齒輪連接；當(dāng)推動(dòng)軸由于氣動(dòng)裝置往左推進(jìn)時(shí)，這時(shí)夾緊臂 1，軸帶動(dòng)齒條 1 往左動(dòng)，從而帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最終帶動(dòng) 齒條 2 向右移動(dòng) ,在外部實(shí)現(xiàn)了夾緊被抓物件的要求。在實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)功能后，推動(dòng)軸由于氣動(dòng)裝置往右退回時(shí)，夾緊裝置的兩個(gè)葉片就會(huì)放開，從而松開被夾物件。 轉(zhuǎn)系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì) 齒輪電機(jī)翻轉(zhuǎn) 圖 2緊裝置二維圖 浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 原理說明：通過電機(jī)推動(dòng)底下的齒輪 1轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)斜齒輪 1也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，由圖可見斜齒輪 2和斜齒輪 3也跟著以相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。由于夾緊裝置與斜齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定，則兩個(gè)夾緊裝置也會(huì)以相反方向?qū)崿F(xiàn)翻轉(zhuǎn)，即一個(gè)運(yùn)動(dòng)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)兩次抓取和不同方向的翻轉(zhuǎn)。 輪鏈條氣缸翻轉(zhuǎn) 圖 2轉(zhuǎn)系統(tǒng) 2 原理說明 ：通過底下氣缸推動(dòng)齒條 1向后方向移動(dòng)（這時(shí)鏈輪 1由于齒條的運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)；由于夾緊裝置 1的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與鏈條 1的轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定，所以夾緊裝置也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)），帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再帶動(dòng)齒條 2向下移動(dòng)（與齒條 1方向相反），帶動(dòng)鏈條 2以與鏈條 1相反的方向運(yùn)動(dòng)，最終使夾緊裝置 2產(chǎn)生與夾緊裝置 1相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)運(yùn)動(dòng)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)兩次抓取和不同方向的翻轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)方案選擇 由于第一種方案中的齒輪斜齒輪和斜齒條的配合在實(shí)際生產(chǎn)中比較難以加工，制作成本和要求都很大；第一種方案的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不符合本次設(shè)計(jì)氣壓驅(qū)動(dòng)的要求 ，圖 2轉(zhuǎn)系統(tǒng) 1 氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手部件設(shè)計(jì) 10 而且電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)效率也不高；相比較而言，第二種方案的鏈輪鏈條設(shè)計(jì)制作成本較低，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)方式為氣缸驅(qū)動(dòng)，符合本次設(shè)計(jì)要求；所以經(jīng)過最后的校核和評(píng)估，本次設(shè)計(jì)采用低二種方案。 配思路 氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手各部分的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用 行裝配分析，進(jìn)一步改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。分別對(duì)各個(gè)零件進(jìn)行建模，再裝配分析是否出現(xiàn)尺寸大小不配套還有運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)卡死等問題，如果有的話必須調(diào)整方案或數(shù)據(jù)。最后通過改進(jìn)實(shí)現(xiàn)最后的裝配。裝 配完后進(jìn)行投影二維圖紙并標(biāo)注，某些重要的零部件要進(jìn)行剖視處理。最后得到較好的裝配圖、二維圖紙和三維圖紙。 動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 通過建立的三維模型，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析，分抓取系統(tǒng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)和翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)三個(gè)階段進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。運(yùn)動(dòng)仿真時(shí)要看能不能運(yùn)動(dòng)的起來，確保氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)和氣動(dòng)的功能。 本設(shè)計(jì)論文擬采用理論分析與三維建模與仿真實(shí)驗(yàn)的方法，在前人的基礎(chǔ)上，通過三維 環(huán)境完成氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)仿真，并對(duì)其進(jìn)行初步的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。對(duì) 目前 ,隨著計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的不斷發(fā)展 ,三維造型軟 件功能不斷完善 ,傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)正逐漸被三維實(shí)體設(shè)計(jì)所代替。 988年開發(fā)的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng) ,是一套由設(shè)計(jì)至生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化的三維實(shí)體模型 (3計(jì)軟件 ,它不僅具有 強(qiáng)大功能 ,同時(shí)還具有 功能 ,廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)分析、有限元分析、加工制造及關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理等領(lǐng)域。而且能同時(shí)支持針對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行同步設(shè)計(jì) ,具有單一數(shù)據(jù)庫、全相關(guān)性、以特征為基礎(chǔ)的參數(shù)式模型和尺寸參數(shù)化等優(yōu)點(diǎn)。采用三維 計(jì)的產(chǎn)品 ,是和實(shí)物完全相 同的數(shù)字產(chǎn)品 ,零部件之間的干涉一目了然 ,件能計(jì)算零部件之間的干涉和體積 ,把錯(cuò)誤消滅在設(shè)計(jì)階段 9。 運(yùn)用 通過對(duì)特征工具的操作 ,避免高級(jí)語言的復(fù)雜編程 ,所開發(fā)設(shè)計(jì)出來的氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手 ,便于研究人員通過對(duì)界面特征工具的操作 ,生成氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 械手實(shí)體模型，甚至輸出所需要的工程圖及相關(guān)分析數(shù)據(jù)。這樣既可輔助研究人員完成其設(shè)計(jì)構(gòu)思、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高效率和精度、改善視覺的立體效果 ,并可有效地縮短研制周期 ,提高設(shè)計(jì)制造的成功率 ;也為后續(xù)的 3 究思路方案、可行性分析及預(yù)期成果 氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)械手 運(yùn)動(dòng)仿真是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容 , 在 通過對(duì)機(jī)構(gòu)添加運(yùn)動(dòng)副、驅(qū)動(dòng)器使其運(yùn)動(dòng)起來 ,來實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真。通過仿真技術(shù)可以在進(jìn)行整體設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)后 , 對(duì)各種零件進(jìn)行裝配后模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) , 從而檢查機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是否達(dá)到設(shè)計(jì)的要求 , 可以檢查機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中各種運(yùn)動(dòng)構(gòu)件之間是否發(fā)生干涉，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)軌跡校核。同時(shí) , 可直接分析各運(yùn)動(dòng)副與構(gòu)件在某一時(shí)刻的位置、運(yùn)動(dòng)量以及各運(yùn)動(dòng)副之間的相 互運(yùn)動(dòng)關(guān)系及關(guān)鍵部件的受力情況。在不需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)建模、也不需要復(fù)雜的計(jì)算機(jī)語言編程