送料機(jī)械手設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)樣本

目錄TOC\o"1-3"\h\z摘要 1第一章機(jī)械手設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 11.1畢業(yè)設(shè)計(jì)目 11.2本課題內(nèi)容和規(guī)定 2第二章抓取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 42.1手部設(shè)計(jì)計(jì)算 42.2腕部設(shè)計(jì)計(jì)算 72.3臂伸縮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 8第三章液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)及草圖 113.1手部抓取缸 113.2腕部擺動(dòng)液壓回路 123.3小臂伸縮缸液壓回路 133.4總體系統(tǒng)圖 14第四章機(jī)身機(jī)座構(gòu)造設(shè)計(jì) 154.1電機(jī)選取 164.2減速器選取 174.3螺柱設(shè)計(jì)與校核 17第五章機(jī)械手定位與平穩(wěn)性 195.1慣用定位方式 195.2影響平穩(wěn)性和定位精度因素 195.3機(jī)械手運(yùn)動(dòng)緩沖裝置 20第六章機(jī)械手控制 21第七章機(jī)械手構(gòu)成與分類 227.1機(jī)械手構(gòu)成 227.2機(jī)械手分類 24畢業(yè)設(shè)計(jì)感想 25參照資料 26送料機(jī)械手設(shè)計(jì)摘要本課題是為普通車(chē)床配套而設(shè)計(jì)上料機(jī)械手。工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)生產(chǎn)必然產(chǎn)物，它是一種模仿人體上肢某些功能，按照預(yù)定規(guī)定輸送工件或握持工具進(jìn)行操作自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備，對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)一步發(fā)展起著重要作用。因而具備強(qiáng)大生命力受到人們廣泛注重和歡迎。實(shí)踐證明，工業(yè)機(jī)械手可以代替人手繁重勞動(dòng)，明顯減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改進(jìn)勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常浮現(xiàn)笨重工件搬運(yùn)和長(zhǎng)期頻繁、單調(diào)操作，采用機(jī)械手是有效。此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其她有毒、污染環(huán)境條件下進(jìn)行操作，更顯示其優(yōu)越性，有著遼闊發(fā)展前程。本課題通過(guò)應(yīng)用AutoCAD技術(shù)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)和液壓傳動(dòng)原理設(shè)計(jì)，它能實(shí)行自動(dòng)上料運(yùn)動(dòng)；在安裝工件時(shí)，將工件送入卡盤(pán)中夾緊運(yùn)動(dòng)等。上料機(jī)械手運(yùn)動(dòng)速度是按著滿足生產(chǎn)率規(guī)定來(lái)設(shè)定。核心字機(jī)械手，AutoCAD。第一章機(jī)械手設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)目畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生完畢本專業(yè)教學(xué)籌劃最后一種極為重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)基本理論、基本知識(shí)與基本技能去解決專業(yè)范疇內(nèi)工程技術(shù)問(wèn)題而進(jìn)行一次基本訓(xùn)練。這對(duì)學(xué)生即將從事有關(guān)技術(shù)工作和將來(lái)事業(yè)開(kāi)拓都具備一定意義。其重要目：培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決本專業(yè)普通工程技術(shù)問(wèn)題獨(dú)立工作能力，拓寬和深化學(xué)生知識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立對(duì)的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)構(gòu)思和創(chuàng)新思維，掌握工程設(shè)計(jì)普通程序規(guī)范和辦法。培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立對(duì)的設(shè)計(jì)思想和使用技術(shù)資料、國(guó)標(biāo)等手冊(cè)、圖冊(cè)工具書(shū)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，數(shù)據(jù)解決，編寫(xiě)技術(shù)文獻(xiàn)等方面工作能力。培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查研究，面向?qū)嶋H，面向生產(chǎn)，向工人和技術(shù)人員學(xué)習(xí)基本工作態(tài)度，工作作風(fēng)和工作辦法。1.2本課題內(nèi)容和規(guī)定（一、）原始數(shù)據(jù)及資料（1、）原始數(shù)據(jù)：生產(chǎn)大綱：100000件（兩班制生產(chǎn)）自由度（四個(gè)自由度）臂轉(zhuǎn)動(dòng)180o臂上下運(yùn)動(dòng)500mm臂伸長(zhǎng)（收縮）500mm手部轉(zhuǎn)動(dòng)±180o（2、）設(shè)計(jì)規(guī)定：a、上料機(jī)械手構(gòu)造設(shè)計(jì)圖、裝配圖、各重要零件圖（一套）b、液壓原理圖（一張）c、設(shè)計(jì)計(jì)算闡明書(shū)（一份）（3、）技術(shù)規(guī)定重要參數(shù)擬定：a、坐標(biāo)形式：直角坐標(biāo)系b、臂運(yùn)動(dòng)行程：伸縮運(yùn)動(dòng)500mm，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)180o。c、運(yùn)動(dòng)速度：使生產(chǎn)率滿足生產(chǎn)大綱規(guī)定即可。d、控制方式：起止設(shè)定位置。e、定位精度：±0.5mm。f、手指握力：392Ng、驅(qū)動(dòng)方式：液壓驅(qū)動(dòng)。（二、）料槽形式及分析動(dòng)作規(guī)定（1、）料槽形式由于工件形狀屬于小型回轉(zhuǎn)體，此種形狀零件普通采用自重輸送輸料槽,如圖1.1所示，該裝置構(gòu)造簡(jiǎn)樸，不需要其他動(dòng)力源和特殊裝置，因此本課題采用此種輸料槽。圖1.1機(jī)械手安裝簡(jiǎn)易圖（2、）動(dòng)作規(guī)定分析如圖1.2所示動(dòng)作一：送料動(dòng)作二：預(yù)夾緊動(dòng)作三：手臂上升動(dòng)作四：手臂旋轉(zhuǎn)動(dòng)作五：小臂伸長(zhǎng)動(dòng)作六：手腕旋轉(zhuǎn)預(yù)夾緊手臂上升手臂旋轉(zhuǎn)小臂伸長(zhǎng)手腕旋轉(zhuǎn)手臂轉(zhuǎn)回圖1.2規(guī)定分析第二章抓取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1手部設(shè)計(jì)計(jì)算一、對(duì)手部設(shè)計(jì)規(guī)定1、有恰當(dāng)夾緊力手部在工作時(shí)，應(yīng)具備恰當(dāng)夾緊力，以保證夾持穩(wěn)定可靠，變形小，且不損壞工件已加工表面。對(duì)于剛性很差工件夾緊力大小應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)得可以調(diào)節(jié)，對(duì)于笨重工件應(yīng)考慮采用自鎖安全裝置。2、有足夠開(kāi)閉范疇夾持類手部手指均有張開(kāi)和閉合裝置。工作時(shí)，一種手指開(kāi)閉位置以最大變化量稱為開(kāi)閉范疇。對(duì)于回轉(zhuǎn)型手部手指開(kāi)閉范疇，可用開(kāi)閉角和手指夾緊端長(zhǎng)度表達(dá)。手指開(kāi)閉范疇規(guī)定與許多因素關(guān)于，如工件形狀和尺寸，手指形狀和尺寸，普通來(lái)說(shuō)，如工作環(huán)境允許，開(kāi)閉范疇大某些較好，如圖2.1所示。圖2.1機(jī)械手開(kāi)閉示例簡(jiǎn)圖3、力求構(gòu)造簡(jiǎn)樸，重量輕，體積小手部處在腕部最前端，工作時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)多變，其構(gòu)造，重量和體積直接影響整個(gè)機(jī)械手構(gòu)造，抓重，定位精度，運(yùn)動(dòng)速度等性能。因而，在設(shè)計(jì)手部時(shí)，必要力求構(gòu)造簡(jiǎn)樸，重量輕，體積小。4、手指應(yīng)有一定強(qiáng)度和剛度5、其他規(guī)定因而送料，夾緊機(jī)械手，依照工件形狀，采用最慣用外卡式兩指鉗爪，夾緊方式用常閉史彈簧夾緊，松開(kāi)時(shí)，用單作用式液壓缸。此種構(gòu)造較為簡(jiǎn)樸，制造以便。二、拉緊裝置原理如圖2.2所示【4】：油缸右腔停止進(jìn)油時(shí)，彈簧力夾緊工件，油缸右腔進(jìn)油時(shí)松開(kāi)工件。圖2.2油缸示意圖1、右腔推力為FP=（π／4）D2P（2.1）=（π／4）0.5225103=4908.7N2、依照鉗爪夾持方位，查出當(dāng)量夾緊力計(jì)算公式為：F1=（2b／a）（cosα′）2N′（2.2）其中N′=498N=392N，帶入公式2.2得：F1=（2b／a）（cosα′）2N′=(2150/50)（cos30o）2392=1764N則實(shí)際加快力為F1實(shí)際=PK1K2/η（2.3）=17641.51.1/0.85=3424N經(jīng)圓整F1=3500N3、計(jì)算手部活塞桿行程長(zhǎng)L,即L=（D/2）tgψ（2.4）=25×tg30o=23.1mm經(jīng)圓整取l=25mm4、擬定“V”型鉗爪L、β。取L/Rcp=3（2.5）式中：Rcp=P/4=200/4=50（2.6）由公式（2.5）（2.6）得：L=3×Rcp=150取“V”型鉗口夾角2α=120o，則偏轉(zhuǎn)角β按最佳偏轉(zhuǎn)角來(lái)擬定，查表得：β=22o39′5、機(jī)械運(yùn)動(dòng)范疇（速度）【1】（1）伸縮運(yùn)動(dòng)Vmax=500mm/sVmin=50mm/s（2）上升運(yùn)動(dòng)Vmax=500mm/sVmin=40mm/s（3）下降Vmax=800mm/sVmin=80mm/s（4）回轉(zhuǎn)Wmax=90o/sWmin=30o/s因此取手部驅(qū)動(dòng)活塞速度V=60mm/s6、手部右腔流量Q=sv（2.7）=60πr2=60×3.14×252=1177.5mm3/s7、手部工作壓強(qiáng)P=F1/S（2.8）=3500/1962.5=1.78Mpa2.2腕部設(shè)計(jì)計(jì)算腕部是聯(lián)結(jié)手部和臂部部件，腕部運(yùn)動(dòng)重要用來(lái)變化被夾物體方位，它動(dòng)作靈活，轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小。本課題腕部具備回轉(zhuǎn)這一種自由度，可采用品有一種活動(dòng)度回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動(dòng)腕部構(gòu)造。規(guī)定：回轉(zhuǎn)±90o角速度W=45o/s以最大負(fù)荷計(jì)算：當(dāng)工件處在水平位置時(shí)，擺動(dòng)缸工件扭矩最大，采用估算法，工件重10kg，長(zhǎng)度l=650mm。如圖2.3所示。1、計(jì)算扭矩M1〖4〗設(shè)重力集中于離手指中心200mm處，即扭矩M1為：M1=F×S（2.9）=10×9.8×0.2=19.6（N·M）工件FSF圖2.3腕部受力簡(jiǎn)圖2、油缸（伸縮）及其配件估算扭矩M2〖4〗F=5kgS=10cm帶入公式2.9得M2=F×S=5×9.8×0.1=4.9（N·M）3、擺動(dòng)缸摩擦力矩M摩〖4〗F摩=300（N）（估算值）S=20mm（估算值）M摩=F摩×S=6（N·M）4、擺動(dòng)缸總摩擦力矩M〖4〗M=M1+M2+M摩（2.10）=30.5（N·M）5.由公式T=P×b（ΦA(chǔ)12-Φmm2）×106/8（2.11）其中：b—葉片密度，這里取b=3cm；ΦA(chǔ)1—擺動(dòng)缸內(nèi)徑，這里取ΦA(chǔ)1=10cm；Φmm—轉(zhuǎn)軸直徑，這里取Φmm=3cm。因此代入（2.11）公式P=8T/b（ΦA(chǔ)12-Φmm2）×106=8×30.5/0.03×（0.12-0.032）×106=0.89Mpa又由于W=8Q/（ΦA(chǔ)12-Φmm2）b因此Q=W（ΦA(chǔ)12-Φmm2）b/8=（π/4）（0.12-0.032）×0.03/8=0.27×10-4m=27ml/s2.3臂伸縮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)手臂是機(jī)械手重要執(zhí)行部件。它作用是支撐腕部和手部，并帶動(dòng)它們?cè)诳臻g運(yùn)動(dòng)。臂部運(yùn)動(dòng)目，普通是把手部送達(dá)空間運(yùn)動(dòng)范疇內(nèi)任意點(diǎn)上，從臂部受力狀況看，它在工作中即直接承受著腕部、手部和工件動(dòng)、靜載荷，并且自身運(yùn)動(dòng)又較多，故受力較復(fù)雜。機(jī)械手精度最后集中在反映在手部位置精度上。因此在選取適當(dāng)導(dǎo)向裝置和定位方式就顯得特別重要了。手臂伸縮速度為200m/s行程L=500mm1、手臂右腔流量，公式（2.7）得：【4】Q=sv=200×π×402=1004800mm3/s=0.1/102m3/s=1000ml/s2、手臂右腔工作壓力，公式（2.8）得：〖4〗P=F/S（2.12）式中：F——取工件重和手臂活動(dòng)部件總重，估算F=10+20=30kg，F(xiàn)摩=1000N。因此代入公式（2.12）得：P=（F+F摩）/S=（30×9.8+1000）/π×402=0.26Mpa3、繪制機(jī)構(gòu)工作參數(shù)表如圖2.4所示：圖2.4機(jī)構(gòu)工作參數(shù)表4、由初步計(jì)算選液壓泵〖4〗所需液壓最高壓力P=1.78Mpa所需液壓最大流量Q=1000ml/s選用CB-D型液壓泵（齒輪泵）此泵工作壓力為10Mpa，轉(zhuǎn)速為1800r/min，工作流量Q在32—70ml/r之間，可以滿足需要。5、驗(yàn)算腕部擺動(dòng)缸：T=PD（ΦA(chǔ)12-Φmm2）ηm×106/8（2.13）W=8θηv/（ΦA(chǔ)12-Φmm2）b（2.14）式中：Ηm—機(jī)械效率?。?.85～0.9Ηv—容積效率?。?.7～0.95因此代入公式（2.13）得：T=0.89×0.03×（0.12-0.032）×0.85×106/8=25.8（N·M）T<M=30.5（N·M）代入公式（2.14）得：W=（8×27×10-6）×0.85/（0.12-0.032）×0.03=0.673rad/sW<π/4≈0.785rad/s因而，取腕部回轉(zhuǎn)油缸工作壓力P=1Mpa流量Q=35ml/s圓整其她缸數(shù)值：手部抓取缸工作壓力PⅠ=2Mpa流量QⅠ=120ml/s小臂伸縮缸工作壓力PⅠ=0.25Mpa流量QⅠ=1000ml/s第三章液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)及草圖3.1手部抓取缸圖3.1手部抓取缸液壓原理圖〖7〗1、手部抓取缸液壓原理圖如圖3.1所示2、泵供油壓力P取10Mpa，流量Q取系統(tǒng)所需最大流量即Q=1300ml/s。因而，需裝圖3.1中所示調(diào)速閥，流量定為7.2L/min，工作壓力P=2Mpa。采用：YF-B10B溢流閥2FRM5-20/102調(diào)速閥23E1-10B二位三通閥3.2腕部擺動(dòng)液壓回路圖3.2腕部擺動(dòng)液壓回路〖7〗1、腕部擺動(dòng)缸液壓原理圖如圖3.2所示2、工作壓力P=1Mpa流量Q=35ml/s采用：2FRM5-20/102調(diào)速閥34E1-10B換向閥YF-B10B溢流閥3.3小臂伸縮缸液壓回路圖3.3小臂伸縮缸液壓回路〖7〗1、小臂伸縮缸液壓原理圖如圖3.3所示2、工作壓力P=0.25Mpa流量Q=1000ml/s采用：YF-B10B溢流閥2FRM5-20/102調(diào)速閥23E1-10B二位三通閥3.4總體系統(tǒng)圖圖3.4總體系統(tǒng)圖〖7〗1、總體系統(tǒng)圖如圖3.4所示2、工作過(guò)程小臂伸長(zhǎng)→手部抓緊→腕部回轉(zhuǎn)→小臂回轉(zhuǎn)→小臂收縮→手部放松3、電磁鐵動(dòng)作順序表元件動(dòng)作1DT2DT3DT4DT5DT小臂伸長(zhǎng)－++--手部抓緊－+腕部回轉(zhuǎn)－+-+-小臂收縮－手部放松－-+--卸荷＋±±±±圖3.5總體系統(tǒng)圖4、確電機(jī)規(guī)格：液壓泵選用CB-D型液壓泵，額定壓力P=10Mpa，工作流量在32～70ml/r之間。選用80L/min為額定流量泵，因而：傳動(dòng)功率N=P×Q/η（3.1）式中：η=0.8（經(jīng)驗(yàn)值）因此代入公式（3.1）得：N=10×80×103×106/60×0.8=16.7KN選用電動(dòng)機(jī)JQZ-61-2型電動(dòng)機(jī)，額定功率17KW，轉(zhuǎn)速為2940r/min。第四章機(jī)身機(jī)座構(gòu)造設(shè)計(jì)機(jī)身直接支承和傳動(dòng)手臂部件。普通實(shí)現(xiàn)臂部升降、回轉(zhuǎn)或俯仰等運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置或傳動(dòng)件都安裝在機(jī)身上，或者就直接構(gòu)成機(jī)身軀干與底座相連。因而，臂部運(yùn)動(dòng)愈多，機(jī)身構(gòu)造和受力狀況就愈復(fù)雜，機(jī)身既可以是固定式，也可以是行走式,如圖4.1所示。圖4.1機(jī)身機(jī)座構(gòu)造圖臂部和機(jī)身配備形式基本上反映了機(jī)械手總體布局。本課題機(jī)械手機(jī)身設(shè)計(jì)成機(jī)座式，這樣機(jī)械手可以是獨(dú)立，自成系統(tǒng)完整裝置，便于隨意安放和搬動(dòng)，也可具備行走機(jī)構(gòu)。臂部配備于機(jī)座立柱中間，多見(jiàn)于回轉(zhuǎn)型機(jī)械手。臂部可沿機(jī)座立柱作升降運(yùn)動(dòng)，獲得較大升降行程。升降過(guò)程由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺柱旋轉(zhuǎn)。由螺柱配合導(dǎo)致了手臂上下運(yùn)動(dòng)。手臂回轉(zhuǎn)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速器軸上齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)了機(jī)身旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到了自由度規(guī)定。4.1電機(jī)選取機(jī)身部使用了兩個(gè)電機(jī)，其一是帶動(dòng)臂部升降運(yùn)動(dòng)；其二是帶動(dòng)機(jī)身回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。帶動(dòng)臂部升降運(yùn)動(dòng)電機(jī)安裝在肋板上，帶動(dòng)機(jī)身回轉(zhuǎn)電機(jī)安裝在混凝土地基上。1、帶動(dòng)臂部升降電機(jī)：〖10〗初選上升速度V=100mm/sP=6KW因此n=（100/6）×60=1000轉(zhuǎn)/分選取Y90S-4型電機(jī)，屬于籠型異步電動(dòng)機(jī)。采用B級(jí)絕緣，外殼防護(hù)級(jí)別為IP44，冷卻方式為I（014）即全封閉自扇冷卻，額定電壓為380V，額定功率為50HZ。如圖4.1Y90S-4電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)所示：型號(hào)額定功率KW滿載時(shí)堵轉(zhuǎn)電流堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩電流A轉(zhuǎn)速r/min效率%功率因素額定電流額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y90S-41.12.71400790.786.52.22.2圖4.1Y90S-4電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)2、帶動(dòng)機(jī)身回轉(zhuǎn)電機(jī)：〖10〗初選轉(zhuǎn)速W=60o/sn=1/6轉(zhuǎn)/秒=10轉(zhuǎn)/分由于齒輪i=3減速器i=30因此n=10×3×30=900轉(zhuǎn)/分選取Y90L-6型籠型異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)采用B級(jí)絕緣。外殼防護(hù)級(jí)別為IP44，冷卻方式為I（014）即全封閉自扇冷卻，額定電壓為380V，額定功率為50HZ。如圖4.2Y90S-6電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)所示：圖4.2Y90L-6電動(dòng)機(jī)技術(shù)4.2減速器選取減速器原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間獨(dú)立閉式傳動(dòng)裝置。用來(lái)減少轉(zhuǎn)速和增轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要?！?〗初選WD80型圓柱蝸桿減速器。WD為蝸桿下置式一級(jí)傳動(dòng)阿基米德圓柱蝸桿減速器。蝸桿材料為38siMnMo調(diào)質(zhì)蝸輪材料為ZQA19-4中心矩a=80Ms×q=4.0×11（4.1）傳動(dòng)比I=30傳動(dòng)慣量0.265×10ˉ3kg·m24.3螺柱設(shè)計(jì)與校核螺桿是機(jī)械手主支承件，并傳動(dòng)使手臂上下運(yùn)動(dòng)。螺桿材料選?。骸?〗從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講并能滿足規(guī)定材料為鑄鐵。螺距P=6mm梯形螺紋螺紋工作高度h=0.5P（4.2）=3mm螺紋牙底寬度b=0.65P=0.65×6=3.9mm（4.3）螺桿強(qiáng)度[σ]=σs/3～5（4.4）=150/3～5=30～50Mpa螺紋牙剪切[τ]=40彎曲[σb]=45～551、當(dāng)量應(yīng)力〖6〗(4.5)式中T——傳遞轉(zhuǎn)矩N·mm[σ]——螺桿材料許用應(yīng)力因此代入公式（4.5）得：σ=（4×200×9.8/πd12）2+3（200×9.8×0.6/0.2d13）2=（2495/d12）2+3（61.2/d13）2≤30～50×106=（2495/d12）2+3（61.2/d13）2≤900～2500×1012=6225025/d14+11236/d16≤900～2500×1012 6225025d12+11236≤900d16×10126225025×0.0292+11236≤900×0.0296×1012即16471pa＜535340pa合格2、剪切強(qiáng)度〖6〗Z=H/P=160/6（旋合圈數(shù)）（4.6）τ=F/πd1bz（4.7）=200×9.8/π×0.029×3.9×（160/6）×10-3=206.8×103pa=0.206Mpa＜[τ]=40Mpa3、彎曲強(qiáng)度〖6〗σb=3Fh/πd1b2z=3×200×9.8×3/π×2.9×3.92×（160/6）=0.48Mpa＜[σ]=45Mpa合格第五章機(jī)械手定位與平穩(wěn)性5.1慣用定位方式機(jī)械擋塊定位是在行程終點(diǎn)設(shè)立機(jī)械擋塊。當(dāng)機(jī)械手經(jīng)減速運(yùn)營(yíng)到終點(diǎn)時(shí)，緊靠擋塊而定位。若定位前已減速，定位時(shí)驅(qū)動(dòng)壓力未撤除，在這種狀況下，機(jī)械擋塊定位能達(dá)到較高重復(fù)精度。普通可高于±0.5mm，若定位時(shí)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)油路而去掉工作壓力，這時(shí)機(jī)械手也許被擋塊碰回一種微小距離，因而定位精度變低。5.2影響平穩(wěn)性和定位精度因素機(jī)械手能否精確地工作，事實(shí)上是一種三維空間定位問(wèn)題，是若干線量和角量定位組合。在許多較簡(jiǎn)樸狀況下，單個(gè)量值也許是重要。影響單個(gè)線量或角量定位誤差因素如下：（1、）定位方式不同定位方式影響因素不同。如機(jī)械擋塊定位時(shí)，定位精度與擋塊剛度和碰接擋塊時(shí)速度等因素關(guān)于。（2、）定位速度定位速度對(duì)定位精度影響很大。這是由于定位速度不同步，必要耗散運(yùn)動(dòng)部件能量不同。普通，為減小定位誤差應(yīng)合理控制定位速度，如提高緩沖裝置緩沖性能和緩沖效率，控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使運(yùn)動(dòng)部件適時(shí)減速。（3、）精度機(jī)械手制造精度和安裝調(diào)速精度對(duì)定位精度有直接影響。（4、）剛度機(jī)械手自身構(gòu)造剛度和接觸剛度低時(shí)，因易產(chǎn)生振動(dòng)，定位精度普通較低。（5、）運(yùn)動(dòng)件重量運(yùn)動(dòng)件重量涉及機(jī)械手自身重量和被抓物重量。運(yùn)動(dòng)件重量變化對(duì)定位精度影響較大。普通，運(yùn)動(dòng)件重量增長(zhǎng)時(shí)，定位精度減少。因而，設(shè)計(jì)時(shí)不但要減小運(yùn)動(dòng)部件自身重量，并且要考慮工作時(shí)抓重變化影響。（6、）驅(qū)動(dòng)源液壓、氣壓壓力波動(dòng)及電壓、油溫、氣溫波動(dòng)都會(huì)影響機(jī)械手重復(fù)定位精度。因而，采用必要穩(wěn)壓及調(diào)節(jié)油溫辦法。如用蓄能器穩(wěn)定油壓，用加熱器或冷卻器控制油溫，低速時(shí)，用溫度、壓力補(bǔ)償流量控制閥控制。（7、）控制系統(tǒng)開(kāi)關(guān)控制、電液比例控制和伺服控制位置控制精度是個(gè)不相似。這不但是由于各種控制元件精度和敏捷度不同，并且也與位置反饋裝置有無(wú)關(guān)于。本課題所采用定位精度為機(jī)械擋塊定位5.3機(jī)械手運(yùn)動(dòng)緩沖裝置緩沖裝置分為內(nèi)緩沖和外緩沖兩種形式。內(nèi)緩沖形式有油缸端部緩沖裝置和緩沖回路等。外緩沖形式有彈性機(jī)械元件和液壓緩沖器。內(nèi)緩沖長(zhǎng)處是構(gòu)造簡(jiǎn)樸，緊湊。但有時(shí)安頓位置有限；外緩沖長(zhǎng)處是安頓位置靈活，簡(jiǎn)便，緩沖性能好調(diào)等，但構(gòu)造較龐大。本課題所采用緩沖裝置為油缸端部緩沖裝置。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到距油缸端蓋某一距離時(shí)能在活塞與端蓋之間形成一種緩沖室。運(yùn)用節(jié)流原理使緩沖室產(chǎn)生暫時(shí)背壓阻力，以使運(yùn)動(dòng)減速直至停止，而避免硬性沖擊裝置，稱為油缸端部緩沖裝置。在緩沖行程中，節(jié)流口恒定，稱為恒節(jié)流式油缸端部緩沖裝置。設(shè)計(jì)油缸端部恒節(jié)流緩沖裝置時(shí)，amax（最大加速度）、Pmax（緩沖腔最大沖擊壓力）和Vr（殘存速度）三個(gè)參數(shù)是受工作條件限制。普通采用辦法是先選定其中一種參數(shù)，然后校驗(yàn)別的兩個(gè)參數(shù)。環(huán)節(jié)如下：選取最大加速度普通，amax值按機(jī)械手類型和構(gòu)造特點(diǎn)選用，同步要考慮速度與載荷大小。對(duì)于重載低速機(jī)械手，-amax取5m/s2如下，對(duì)于輕載高速機(jī)械手，-amax取5～10m/s2=2\*GB3②計(jì)算沿運(yùn)動(dòng)方向作用在活塞上外力F水平運(yùn)動(dòng)時(shí)：F=PSA-Ff（5.1）=0.25×103×π×3.62-7=138N=3\*GB3③計(jì)算殘存速度VrVr=VO/1-amaxm/F（5.2）=0.1/0.64=0.15m/s第六章機(jī)械手控制 控制系統(tǒng)是機(jī)械手重要構(gòu)成某些。在某種意義上講，控制系統(tǒng)起著與人腦相似作用。機(jī)械手手部、腕部、臂部等動(dòng)作以及有關(guān)機(jī)械協(xié)調(diào)動(dòng)作都是通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。重要控制內(nèi)容有動(dòng)作順序，動(dòng)作位置與途徑、動(dòng)作時(shí)間。機(jī)械手要用來(lái)代替人完畢某些操作，普通需要具備圖6.1所示機(jī)能〖3〗。實(shí)現(xiàn)上述各種機(jī)能控制方式有各種各樣。機(jī)械手程序控制方式可分為兩大類，即固定程序控制方式和可變程序控制方式。本課題所用是固定程序控制類別機(jī)械式控制。慣用凸輪和杠桿機(jī)構(gòu)來(lái)控制機(jī)械手動(dòng)作順序、時(shí)間和速度。普通常與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)并用，因而構(gòu)造簡(jiǎn)樸，維修以便，壽命較長(zhǎng)，工作比較可靠。合用于控制程序步數(shù)少專用機(jī)械手。裝卸工件狀別辨認(rèn)環(huán)境辨認(rèn)操作機(jī)能檢測(cè)、辨認(rèn)機(jī)能控制機(jī)能示教機(jī)能動(dòng)作控制機(jī)能動(dòng)作順序控制機(jī)能運(yùn)動(dòng)控制機(jī)能圖6.1機(jī)械手控制機(jī)能第七章機(jī)械手構(gòu)成與分類7.1機(jī)械手構(gòu)成機(jī)械手重要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)構(gòu)成。〖9〗（1、）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：涉及手部、手腕、手臂和立柱等部件，有還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)如7.1所示。圖7.1機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖手部：是機(jī)械手與工件接觸部件。由于與物體接觸形式不同，可分為夾持式和吸附式手部。由于本課題工件是圓柱狀棒料，因此采用夾持式。由手指和傳力機(jī)構(gòu)所構(gòu)成，手指與工件接觸而傳力機(jī)構(gòu)則通過(guò)手指夾緊力來(lái)完畢夾放工件任務(wù)。手腕：是聯(lián)接手部和手臂部件，起調(diào)節(jié)或變化工件方位作用。手臂：支承手腕和手部部件，用以變化工件空間位置。立柱：是支承手臂部件。手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng)均與立柱有密切聯(lián)系。機(jī)械手立柱普通為固定不動(dòng)。機(jī)座：是機(jī)械手基本某些。機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)各部件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均安裝于機(jī)座上，故起支承和聯(lián)接作用。（2、）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置。慣用有液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)等四種形式。（3、）控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)是機(jī)械手指揮系統(tǒng)，它控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，讓執(zhí)行機(jī)構(gòu)按規(guī)定規(guī)定進(jìn)行工作，并檢測(cè)其對(duì)的與否。普通常用為電器與電子回路控制，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)也不斷增多。7.2機(jī)械手分類（1、）依照所承擔(dān)作業(yè)特點(diǎn)，工業(yè)機(jī)械手可分為如下三類：承擔(dān)搬運(yùn)工作機(jī)械手：這種機(jī)械手在重要工藝設(shè)備運(yùn)營(yíng)時(shí)，用來(lái)完畢輔助作業(yè)，如裝