畢業(yè)設(shè)計（論文）-精密加工機床自動化柔性夾具設(shè)計與仿真

本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）精密加工機床自動化柔性夾具設(shè)計與仿真DesignandSimulationofAutomaticFlexibleFixtureforPrecisionMachiningMachineTool姓名學院機械工程學院專業(yè)機械電子工程指導教師職稱完成時間2024年5月本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）的聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是本人在指導教師指導下，進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或沒有公開發(fā)表的作品內(nèi)容。對本設(shè)計（論文）所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明的法律責任由本人承擔。畢業(yè)設(shè)計（論文）作者簽名：2024年5月24日本人聲明：該畢業(yè)設(shè)計（論文）是本人指導學生完成的研究成果，已經(jīng)審閱過設(shè)計（論文）的全部內(nèi)容，并能夠保證題目、關(guān)鍵詞、摘要部分中英文內(nèi)容的一致性和準確性。畢業(yè)設(shè)計（論文）指導教師簽名：2024年5月24日第1章緒論1.1課題背景及研究目的和意義隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品的要求越來越高，而高精度產(chǎn)品的加工難度也隨之增大，特別是精密零件的加工難度更是成倍增加。為了提高產(chǎn)品的加工精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量，如何實現(xiàn)自動化柔性夾具已成為眾多研究人員研究的重要課題。自動化柔性夾具可以實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，在加工過程中可以減少操作人員的數(shù)量，同時可以降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。同時，隨著計算機輔助設(shè)計（CAD）、制造（CAM）、工程（CAE）技術(shù)的發(fā)展以及市場環(huán)境的變化，當今制造業(yè)面臨的生產(chǎn)環(huán)境已與過去大不相同。機加工產(chǎn)品的生產(chǎn)需求從傳統(tǒng)大規(guī)模量產(chǎn)轉(zhuǎn)換成如今的大規(guī)模定制，實際加工中小型化、弱剛度、形狀不規(guī)則、多品種、小批量、高精度產(chǎn)品的加工需求越來越多，在傳統(tǒng)機床中加工這些產(chǎn)品造成空間與能源的浪費，因此與目前產(chǎn)品生產(chǎn)需求相匹配的小型工藝裝備的研制成為制造業(yè)適應當前生產(chǎn)環(huán)境變化的重點研究方向[1]。柔性夾具是一種可根據(jù)工件的加工要求，自動完成定位、夾緊、卸除的自動化裝置。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，對各種精密加工機床的需求量不斷增大。柔性夾具在精密加工機床上得到了廣泛的應用，有效提高了精密加工機床的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。傳統(tǒng)機械夾具一般采用剛性夾緊裝置，利用機械夾緊裝置對工件進行定位、夾緊、卸除，其夾緊動作是通過外力的作用實現(xiàn)。機械夾具是一種復雜的機械系統(tǒng)，它是由一個或幾個運動機構(gòu)組成的一個整體，通過其各組成部分間相互運動與作用來實現(xiàn)對工件進行定位、夾緊和卸除的功能。它的作用是將工件固定于機床床身上，從而保證加工精度和質(zhì)量。本項目主要研究精密加工機床柔性夾具設(shè)計與仿真，目的在于提高精密加工機床的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟效益最大化。1.2柔性夾具國內(nèi)外研究現(xiàn)狀從20世紀50年代開始，國際上開始對柔性夾具進行系統(tǒng)化研究。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)如今的柔性夾精度更高、靈活性更強、效率更高，能夠完成更加復雜的動作加工。目前，國內(nèi)外在柔性夾具領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的成果。1.2.1國內(nèi)柔性夾具研究現(xiàn)狀在實際生產(chǎn)活動中，對傳統(tǒng)夾具進行創(chuàng)新設(shè)計仍是現(xiàn)代柔性夾具的主要研制方式，比如圖1-1所示的孔系組合夾具，因為加工方便、配套元件少、成本低、裝夾性能好，成為了當代柔性夾具的主流，是目前加工中心、FMS配套的主要夾具，但是因為其組裝要求較高、柔性程度有限、上下料不方便、使用效率低等特點在加工過程中逐漸顯現(xiàn)。隨著加工要求越來越高，這種夾具越來越不適應當前加工環(huán)境。新型柔性夾具的研究是大勢所趨。圖1-1孔系組合夾具王新鄉(xiāng)等人為了解決大型結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工時，傳統(tǒng)加工固持技術(shù)工裝數(shù)量多、工藝準備時間長、加工連續(xù)性差等問題，設(shè)計了一種柔性隨行夾具[2]，如圖1-1所示。圖1-2隨行夾具系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)劉東紅等三人針對高精密加工過程中柔性夾具的變形問題進行理論計算和實驗分析首先應用CAE軟件對現(xiàn)有柔性夾具進行有限元分析分析夾具變形問題。然后通過CAD軟件改變該夾具模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)和尺寸參數(shù)優(yōu)化夾具構(gòu)造以減少定位過程的夾具變形并再次通過CAE軟件進行分析驗證優(yōu)化效果。通過增加夾具體主平面剛度、增加夾具體肋板剛度和改變夾具定位點位置等方法實現(xiàn)夾具體的最大變形量滿足加工精度的要求[3]，如圖1-2所示。圖1-2夾具變形前后對比圖崔金嶺對偏心輪定位柔性夾具進行了重點研究,在此基礎(chǔ)上改進設(shè)計了可調(diào)壓板式柔性夾具、沖擊式自鎖手動柔性夾具等[4]，如圖1-3、1-4所示?？烧{(diào)壓板式柔性夾具用旋轉(zhuǎn)螺桿的辦法來調(diào)整壓板的高度，這時壓板隨同螺母在螺桿上升高或下降，獲得夾緊工件所必需的尺寸。該夾具系統(tǒng)可在機床工作臺上直接緊固工件，適合于在小批量與單件生產(chǎn)中應用。沖擊式自鎖手動柔性夾具具有結(jié)構(gòu)簡單、夾緊力較大、操作方便、制造工藝性好等特點。圖1-3可調(diào)壓板式柔性夾具圖1-4沖擊式自鎖手動柔性夾具1.2.2國外柔性夾具研究現(xiàn)狀國外JiaoC等人為減少鈑金零件的加工周期和成本，采用輕量化方法設(shè)計了一種柔性夾具[5]。輕量化設(shè)計結(jié)果獲得了最優(yōu)的截面設(shè)計參數(shù)，達到了減輕柔性夾具基座結(jié)構(gòu)重量、節(jié)約成本的目的。RexFMT等人采用參數(shù)化有限元模型和混合離散-整數(shù)遺傳算法對柔性夾具布局進行優(yōu)化以提高成形質(zhì)量[6]。當前，夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制技術(shù)和材料研究成果豐富，為提高加工效率和精度奠定了堅實基礎(chǔ)。仿真研究在優(yōu)化夾持過程和驗證設(shè)計方案方面發(fā)揮了重要作用。新型柔性夾具的研究是大勢所趨，Wallack和Canny開發(fā)的圖1-5所示的自適應虎鉗[7]，還有Chan和Lin開發(fā)的圖1-6所示的CNC裝配用柔性夾具[8]。圖1-5圖1-6在國外，有圖1-7a）所示的美國CAN公司研發(fā)的柔性工裝適應不同工件形狀來實現(xiàn)柔性裝夾，其夾緊是由單元末端的真空吸盤形成負壓實過在若干個排架上安裝若干個柔性支撐桿，排架的一個移動自由度加上支撐桿的兩個移動自由度和頂端吸盤的轉(zhuǎn)動自由度構(gòu)成了系統(tǒng)的柔性，其已經(jīng)大量應用于 a）POGO柔性工裝系統(tǒng)b）TORRESTOOL柔性工裝系統(tǒng)1.3主要研究內(nèi)容夾具的發(fā)展限制了精密加工機床生產(chǎn)能力，本課題針對目前市場上對加工小型工件的精密機床功能匹配的夾具的迫切需求，以小型圓柱件及六面體為典型工件，研究小型夾具設(shè)計過程中的裝夾方案設(shè)計與優(yōu)化、夾具結(jié)構(gòu)優(yōu)化、加工仿真、有限元分析等相關(guān)技術(shù)。應用軟件實現(xiàn)柔性夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，根據(jù)設(shè)計的三維模型應用虛擬仿真軟件進行仿真，驗證設(shè)計結(jié)構(gòu)有無干涉及結(jié)構(gòu)的正確性。首先需要研究精密加工機床的自動化柔性夾具設(shè)計方法，分析典型結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則，對要設(shè)計的柔性夾具進行功能分析，分析各種類型柔性夾具的結(jié)構(gòu)特點、工作原理和使用方法。其次對其各個功能單元進行設(shè)計研究，利用SolidWorks建立起夾具模型。其次研究精密加工機床自動化柔性夾具的仿真設(shè)計方法，確定仿真方案，進行仿真計算，并對計算結(jié)果進行分析。利用SolidWords對建立起的模型進行仿真。然后對夾具進行運動學分析并用其驗證夾具模型的正確性。然后進行有限元分析，分析夾具的應力應變，最后進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。具體研究將從以下四點展開：從理論上分析小型軸類零件裝夾特征，設(shè)計滿足其特點的裝夾方案。同時，建立工件定位的數(shù)學模型，得到工件裝夾正確性判據(jù)，運用計算對工件的定位確定性和夾緊過程穩(wěn)定性進行分析判定，確定零件的尺寸要求。（2）根據(jù)所設(shè)計計算的零件尺寸利用SolidWords畫出零件圖，設(shè)計夾具整體結(jié)構(gòu)并利用SolidWorks建立夾具CAD模型。（3）根據(jù)設(shè)計出的裝夾方案以及夾具模型，使用SolidWords軟件仿真，驗證模型的正確性。（4）在有限元分析軟件中建立小型圓柱體工件-夾具系統(tǒng)有限元分析模型，開展對夾具裝夾方案的優(yōu)化。完成夾具的有限元分析，對夾具進行應力應變分析。對其進行合理規(guī)劃與優(yōu)化設(shè)計。圖1-5第2章機床夾具的基本要求及步驟精密加工機床柔性夾具與普通的夾具相比不僅要具備基本夾緊功能，還要在其基本功能上優(yōu)化改進。柔性夾具具有一定的通用性，其特點是適用性強、不需要調(diào)整或者稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀范圍內(nèi)的各種工件。2.1夾具分類機床夾具的種類很多，形狀千差萬別。為了設(shè)計、制造和管理的方便，往往按某一屬性進行分類。(1)按夾具的通用特性分類按這一分類方法，常用的夾具有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動線夾具五大類。它反映夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，因此是選擇夾具的主要依據(jù)。①通用夾具。通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已標準化，且具有一定通用性的夾具，如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、中心架、電磁吸盤等。其特點是適用性強不需調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀范圍內(nèi)的各種工件。這類夾具已商品化，且成為機床附件。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準備周期，減少夾具品種，從而降低生產(chǎn)成本。其缺點是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)率也較低，且較難裝夾形狀復雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。②專用夾具。專用夾具是針對某一工件的某一工序的加工要求而專門設(shè)計和制造的夾具。其特點是針對性極強，沒有通用性。在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，使用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具的設(shè)計制造周期較長，隨著現(xiàn)代多品種及中、小批生產(chǎn)的發(fā)展，專用夾具在適應性和經(jīng)濟性等方面已產(chǎn)生許多問題。③可調(diào)夾具?？烧{(diào)夾具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具。對不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又分為通用可調(diào)夾具和成組可調(diào)夾具兩種。通用可調(diào)夾具的通用范圍大，適用性廣，加工對象不太固定。成組可調(diào)夾具是專門為成組工藝中的某組零件設(shè)計的，調(diào)整范圍僅限于本組內(nèi)的工件?？烧{(diào)夾具在多品種、小批量生產(chǎn)中得到廣泛應用。④成組夾具。這是在成組加工技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類夾具。它是根據(jù)成組加工工藝的原則，針對一組形狀相近的零件專門設(shè)計的，也是具有通用基礎(chǔ)件和可更換調(diào)整元件組成的夾具。這類夾具從外形上看，它和可調(diào)夾具不易區(qū)別，但它與可調(diào)夾具相比，具有使用對象明確、設(shè)計科學合理、結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)整方便等優(yōu)點。⑤組合夾具。組合夾具是一種模塊化的夾具，并已商品化。標準的模塊元件具有較高精度和耐磨性，可組裝成各種夾具，夾具用畢即可拆卸，留待組裝新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準備周期，元件能重復多次使用，并具有可減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點;因此，組合夾具在單件、中小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具。⑥自動線夾具。自動線夾具一般分為兩種:一種為固定式夾具，它與專用夾具相似;另一種為隨行夾具，使用中夾具隨著工件一起運動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進行加工。(2)按夾具使用的機床分類這是專用夾具設(shè)計所用的分類方法。按使用的機床分類，可把夾具分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具、數(shù)控機床夾具等。按夾具動力源分類按夾具夾緊動力源可將夾具分為手動夾具和機動夾具兩大類。為減輕勞動強度和確保安全生產(chǎn)，手動夾具應有擴力機構(gòu)與自鎖性能。常用的機動夾具有氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、電磁夾具、真空夾具和離心力夾具等。2.2柔性夾具設(shè)計要求一個優(yōu)良的機床柔性夾具應滿足下列基本要求。保證工件的加工精度。保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確地選定定位基準、定位方法和定位元件，必要時還需進行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結(jié)構(gòu)對加工精度的影響，注意夾具應有足夠的剛度，多次重復使用的夾具還應注意相關(guān)元件的強度和耐磨性，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。提高生產(chǎn)效率。柔性夾具的復雜程度應與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應，應盡量采用各種快速高效的裝夾機構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。工藝性能好。柔性夾具的結(jié)構(gòu)應力求簡單、合理，便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗維修等。柔性夾具的制造屬于單件生產(chǎn)，當最終精度由調(diào)整或修配保證時，夾具上應設(shè)置調(diào)整和修配結(jié)構(gòu)。使用性能好。柔性夾具的操作應簡便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟適用的前提下，應盡可能采用氣動、液壓等機械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動強度。柔性夾具還應排屑方便，必要時可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。經(jīng)濟性好。柔性夾具應盡可能采用標準元件和標準結(jié)構(gòu)，力求結(jié)構(gòu)簡單、制造容易以降低夾具的制造成本。因此，設(shè)計時應根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進行必要的技術(shù)經(jīng)濟分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益。2.3夾具整體方案設(shè)計在廣泛收集和研究有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，著手擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案。根據(jù)夾具設(shè)計的一般規(guī)則，機床夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程大致可分解如下。確定定位方案確定夾緊方案確定夾具導向方案設(shè)計夾具體連接元件繪制夾具裝配圖繪制夾具零件圖

第3章柔性夾具的彈簧計算彈簧是柔性夾具的核心部件，因為彈簧具有優(yōu)良的彈性和變形能力。在夾具的工作過程中，彈簧能夠隨工件的尺寸和形狀變化而進行相應的調(diào)整，從而實現(xiàn)對工件的穩(wěn)定夾持。這種能力使得柔性夾具能夠適應不同尺寸和形狀的工件，提高了夾具的通用性和靈活性。而且彈簧能夠保持穩(wěn)定的夾緊力。由于彈簧具有穩(wěn)定的彈性特性，即使在長時間的夾持過程中，也能保持對工件的恒定夾緊力，從而確保工件在加工過程中的穩(wěn)定性和精度。彈簧因其優(yōu)良的彈性、變形能力、穩(wěn)定的夾緊力、緩沖功能以及較低的制造成本等特點，成為柔性夾具的核心部件。通過合理設(shè)計和使用彈簧，可以顯著提高柔性夾具的性能和可靠性，滿足各種復雜工件的加工需求。3.1彈簧的分類1.按受力性質(zhì)來分類彈簧，可以分出一下幾類：拉伸彈簧壓縮彈簧扭轉(zhuǎn)彈簧彎曲彈簧2.按照形狀可以分為以下幾種彈簧：蝶形彈簧板彈簧扭桿彈簧截錐渦卷彈簧3.2柔性夾具的功能1.柔性夾具自適應性強：柔性夾具能夠自適應地夾緊工件，無需頻繁更換夾具，從而提高了工作效率。這種自適應性使得夾具能夠靈活應對不同形狀和尺寸的工件，減少了更換夾具的麻煩和時間成本。2.柔性夾具夾持力可調(diào)：柔性夾具具備調(diào)整夾緊力的能力，可以適應不同材質(zhì)和形狀的工件。通過調(diào)整夾具的夾緊力，可以確保工件在加工過程中的穩(wěn)定性和安全性，同時避免對工件造成不必要的損傷。3.柔性夾具均勻夾持：柔性夾具能夠提供均勻的夾持力，有助于減少工件在加工過程中的變形和損壞風險。這種均勻的夾持力分布有助于保持工件的形狀和尺寸精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。4.柔性夾具接觸面柔軟：柔性夾具的接觸面通常由軟性彈性材料制成，可以有效地分散接觸壓力，降低工件表面的劃痕和磨損。這種柔軟的接觸面有助于保護工件表面，延長工件的使用壽命。綜上所述，柔性夾具在制造業(yè)、電子行業(yè)以及醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣泛的應用，能夠提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，并提升產(chǎn)品質(zhì)量。3.3壓縮彈簧計算說明3.3.1壓縮彈簧設(shè)計的基本概念圖1為壓縮彈簧的結(jié)構(gòu)及載荷－變形圖。圖1壓縮彈簧載荷－變形圖圖1中：

d──彈簧絲直徑（mm）。

D、D1、D2──彈簧的中、內(nèi)、外徑（mm）。

Fs──試驗載荷。

F1、F2…Fn──彈簧的工作載荷（N）。

為了保證指定高度時的載荷，彈簧變形量應在試驗載荷下變形量之間，即要求：

。

H0──自由高度（mm）。

圖1中，

──在F1、F2、…、Fn、Fs作用下的彈簧變形量（mm）。

H1、H2、…、Hn、Hs──在F1、F2、…、Fn、Fs作用下的彈簧高度（長度）（mm）。

p──彈簧的節(jié)距（mm）。3.3.2壓縮彈簧設(shè)計計算圓柱螺旋壓縮彈簧設(shè)計計算的基本公式有：

式中：

──切應力（MPa）；

──許用切應力（MPa）；

F──彈簧的工作載荷（N）；

f──工作載荷下的變形量（mm）；

k──彈簧剛度（N/mm）；

U──彈簧變形能（N·mm）；

d──材料直徑（mm）；

D──彈簧中徑（mm）；

C──旋繞比，C＝D/d；

n──彈簧的有效圈數(shù)；

G──材料的切變模量（MPa）。

K──曲度系數(shù)，由下式計算：

由上述公式可導出計算材料直徑的公式：

可導出計算彈簧有效圈數(shù)的公式：

試驗載荷為彈簧允許承受的最大載荷，取K＝1，其計算公式：

3.3.3壓縮彈簧幾何尺寸計算拉伸彈簧幾何尺寸計算（摘自GB/T1239.6-1992）名稱代號單位計算方法和確定方法材料直徑dmm按

計算，再按表6取標準值彈簧中徑Dmm根據(jù)結(jié)構(gòu)要求估計，再按表7取標準值彈簧內(nèi)徑D1mm彈簧外徑D2mm有效圈數(shù)n

按

計算，一般不少于3圈壓縮彈簧的支承圈數(shù)n2

按結(jié)構(gòu)型式從表1～表5中選取總?cè)?shù)n1

壓縮彈簧：

，尾數(shù)應為1/4、1/2、3/4或整數(shù)，推薦用1/2圈節(jié)距pmm壓縮彈簧：

，一般取間距δmm壓縮彈簧高徑比b

，應進行驗算自由高度或自由長度H0mm壓縮彈簧：兩端圈磨平

時，

時，

時，

兩端圈不磨

時，

時，工作高度或工作長度Hnmm壓縮彈簧：

，

為工作變形量試驗高度或試驗長度Hsmm壓縮彈簧：

，

為試驗變形量壓縮彈簧的壓并高度Hbmm端面磨削約3/4圈時，

端面不磨削時，螺旋角α(°)

，壓縮彈簧推薦值為：5°～9°彈簧材料的展開長度Lmm壓縮彈簧：3.4柔性夾具彈簧的受力分析如上圖所示，該產(chǎn)品的彈簧選用的是壓縮彈簧，受力由頂軸端面壓縮彈簧。3.4.1壓縮彈簧性能校核（1）彈簧特性校核

彈簧的變形量應在試驗載荷作用下變形量的20%～80%之間。即：

試驗載荷

(N)

試驗變形量

(mm)

彈簧特性應滿足：0.2≤

、

≤0.8（2）疲勞強度校核

受變載荷的重要彈簧應進行疲勞強度校核，校核時變載荷的循環(huán)特征：

切應力比：

式中：

最小切應力

(MPa)和最大切應力

(MPa)。校核時由循環(huán)特征和抗拉強度

按圖3查取疲勞壽命進行驗算。3.4.2壓縮彈簧有限元分析在考慮受力情況，受力面，載荷大小的因數(shù)下，彈簧的有限元分析如上圖所示。3.3.3壓縮彈簧疲勞壽命疲勞壽命圖圖中

的橫線是不產(chǎn)生永久變形的極限值。（3）共振驗算對于高速運轉(zhuǎn)中承受循環(huán)載荷的彈簧，需進行共振驗算，其驗算公式為：

自振頻率應滿足的條件：

彈簧迫振頻率

式中：

──彈簧自振頻率（Hz）；

──強迫機械振動頻率（Hz）；

d──彈簧材料直徑（mm）；

D──彈簧中徑（mm）；

n──彈簧有效圈數(shù)。

對于減振彈簧，按下式驗算：

式中：

k──彈簧剛度（N/mm）；

g──重力加速度（mm/s2）；

W──載荷（N）。（4）壓縮彈簧的穩(wěn)定性驗算

高徑比b較大的壓縮彈簧，軸向載荷達到一定值就會產(chǎn)生側(cè)向彎曲面失去穩(wěn)定性。為保證使用穩(wěn)定，高徑比

應滿足下列要求：

兩端固定b≤5.3

一端固定一端回轉(zhuǎn)b≤3.7

兩端回轉(zhuǎn)b≤2.6

當高徑比b大于上述數(shù)值時，要按照下式進行驗算：

式中：

Fc──彈簧的臨界載荷（N）；

CB──不穩(wěn)定系數(shù)，從圖4中選?。?/p>

k──彈簧剛度（N/mm）；

Fn──最大工作載荷（N）。

如不滿足上式，應重新選取參數(shù)。若設(shè)計結(jié)構(gòu)受限制，不能改變參數(shù)時，應設(shè)置導桿或?qū)?。為了保證彈簧的特性，彈簧高徑比b應大于0.4。3.5本章小結(jié)第4章柔性夾具的頂軸設(shè)計4.1頂軸的作用1.定位和支撐：柔性夾具頂針用于定位和支撐工件，確保工件在加工或檢測過程中保持穩(wěn)定的位置和姿態(tài)。它可以幫助減少工件的移動或變形，從而提高加工或檢測的精度。2.減少損傷：由于柔性夾具頂針采用特殊的設(shè)計和材料，它們可以在與工件接觸時減少損傷。這對于那些對表面質(zhì)量有較高要求的工件來說尤為重要。3.適應性強：柔性夾具頂針的設(shè)計使其能夠適應不同形狀和尺寸的工件。這種適應性使得柔性夾具能夠更靈活地應對各種加工需求，提高了夾具的通用性和使用效率。4.提高生產(chǎn)效率：通過使用柔性夾具頂針，可以簡化夾具的更換和調(diào)整過程，從而縮短生產(chǎn)準備時間。這有助于提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。綜上所述，柔性夾具頂針在柔性夾具中起到了關(guān)鍵的作用，它們不僅提高了加工或檢測的精度，還增強了夾具的適應性和使用效率。4.2孔洞板的設(shè)計孔洞板設(shè)計的目的，1.定位與固定、2適應性與靈活性、3.簡化操作、4標準化與互換性。由此可得，我們設(shè)計孔洞板的原因。頂軸板孔洞排列4.3頂軸設(shè)計方案1.材料選擇：-應選用具有高耐磨、高硬度和良好熱穩(wěn)定性的材料，以確保頂針在長時間使用過程中保持穩(wěn)定的性能。材料還應具備一定的彈性和韌性，以便在夾持工件時能夠適應其形狀變化。2.結(jié)構(gòu)設(shè)計：-頂針的結(jié)構(gòu)設(shè)計應考慮到工件的形狀和材料特點，確保能夠?qū)崿F(xiàn)與工件形狀的匹配。頂針可以設(shè)計成一體式的針頭和伸縮桿結(jié)構(gòu)，伸縮桿通過彈簧等彈性元件實現(xiàn)伸縮功能，以適應不同尺寸的工件。3.模塊化設(shè)計**：-采用模塊化設(shè)計，使頂針模塊能夠方便地進行拆卸和更換，從而便于夾具的擴展和維護。模塊化的設(shè)計還可以提高夾具的通用性，使其能夠適應更多種類的工件。4.精度控制：-頂針的精度直接影響到工件的加工精度，因此需要通過精密的加工和裝配工藝來確保頂針的定位精度和重復定位精度。可以采用先進的制造工藝，如數(shù)控機床加工、激光切割等，來提高頂針的制造精度。4.4頂軸的接觸面材料選用1.橡膠：橡膠是一種具有彈性的高分子材料，廣泛應用于輪胎、套管、密封件和電子器件等領(lǐng)域。它具有高耐磨性、耐腐蝕性和耐老化性。通過改變配方和處理工藝，可以調(diào)節(jié)橡膠的彈性。加入交聯(lián)劑可以增加其硬度和耐磨性，而加入塑化劑則可以使其更加柔軟并增加拉伸強度。2.液態(tài)硅膠：液態(tài)硅膠是一種聚硅氧烷材料，具有高度彈性和柔軟性，常用于醫(yī)療器械、食品包裝和電子器件等領(lǐng)域。它具有優(yōu)異的耐高低溫性、耐腐蝕性和耐磨性。液態(tài)硅膠的硬度和彈性可以通過改變交聯(lián)劑的用量、反應溫度和壓力等參數(shù)來調(diào)節(jié)。3.熱塑性彈性體材料（TPE）：TPE是一種可以通過注射成型回收和加工的材料。它具有優(yōu)異的著色性、環(huán)保性和無毒性，可以與其他基體材料涂層粘合，也可單獨成型。雖然其耐熱性可能不如橡膠，但TPE材料在硬度、透明性、光澤度和手感等方面表現(xiàn)出色，因此在某些領(lǐng)域有廣泛的應用。根據(jù)這些材料的特性，分析而來我們使用TPE材料。4.5軸體材料選用金屬頂針主要由鋼、銅、鉬等材料制成，經(jīng)過高溫加工、精密磨削和表面處理等工藝制造而成。金屬頂針具有較高的硬度、精度和穩(wěn)定性，適用于需要高精度、高速度和高質(zhì)量的貼裝過程。但金屬對印刷電路板表面容易產(chǎn)生刮痕，同時還有可能對元件產(chǎn)生損傷。我們配合TPE頭部做了模塊組合，完美避開劃傷工件的問題。頂軸組合部件金屬頂軸主體TPE接觸頭該設(shè)計的優(yōu)勢在于，夾具在裝配使用過程中會出現(xiàn)磨損損耗，劃傷工件，所以我們使用硬度較低無毒的 TPE材料作為我們頂軸的接觸頭，避免劃傷工件，使用螺紋連接主體，模塊化設(shè)計便于更換。磨損了就換頭，軸體采用硬度、韌性較高的金屬材料，在工作狀態(tài)中主體是不容易磨損的，為了減少報廢成本量，主體與接觸頭采用模塊設(shè)計。各取所需，完美的結(jié)合材料的特性。4.6本章小節(jié)

第5章柔性夾具底板的設(shè)計5.1移動槽的作用腰行槽在機械設(shè)計和制造中起到了連接、定位、調(diào)整、增強穩(wěn)定性和優(yōu)化裝配過程的作用，是確保機械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和性能的關(guān)鍵因素之一。底座主視圖底座底面視圖連接與定位：腰行槽通常用于連接兩個或多個零件，并提供穩(wěn)定的定位和固定功能。這種設(shè)計使得零件間的相互位置能夠達到理想的狀態(tài)，或在需要調(diào)整位置時能夠靈活適應。調(diào)整與適配：在某些機械組裝中，由于零件的多樣性和復雜性，很難確保所有零件都能精確地放置在預設(shè)位置。腰行槽的設(shè)計允許一定的位置調(diào)整，從而提高了組裝的靈活性和適配性。增強穩(wěn)定性：通過腰行槽的連接，零件之間的連接更為穩(wěn)固，不易松動或移位，從而增強了整個機械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。優(yōu)化裝配過程：正確的裝配技術(shù)對于確保腰行槽的準確性和可靠性至關(guān)重要。使用專業(yè)的CAD軟件可以精確地繪制腰行槽的輪廓，并將其與其他零件的特定位置和方向進行對齊。這種準確的對位不僅確保裝配后的部件符合設(shè)計要求，還避免因裝配不當而導致的尺寸偏差和功能失效，從而優(yōu)化了裝配過程。5.2雙孔固定的設(shè)計夾具采用雙孔固定在機床上具有顯著的優(yōu)勢。這種固定方式主要依賴于兩個孔來確保夾具與機床之間的穩(wěn)定性和準確性。首先，雙孔設(shè)計能夠提供更多的固定點，使得夾具在機床上的位置更加穩(wěn)固，有效防止在加工過程中出現(xiàn)的滑動或偏移。這可以大大提高加工的精度和穩(wěn)定性，確保工件能夠按照預設(shè)的參數(shù)進行精確的加工。其次，雙孔固定還能夠分散夾具所受到的壓力和沖擊力，減少對機床的損害，延長機床的使用壽命。同時，由于夾具的穩(wěn)固性增強，也能夠減少加工過程中的振動和噪音，提升工作環(huán)境的質(zhì)量。此外，雙孔固定的方式還具有較高的靈活性和適應性。不同尺寸和形狀的夾具可以通過調(diào)整雙孔的位置和間距來適應不同的機床和加工需求，從而提高了夾具的通用性和使用效率。在安裝和維護方面，雙孔固定的夾具通常設(shè)計簡潔，安裝過程相對簡單，降低了操作難度和成本。同時，由于固定方式穩(wěn)定可靠，夾具在長期使用過程中也較少出現(xiàn)故障，減少了維護的頻率和成本。5.3移動夾具體設(shè)計方案柔性夾具體三維裝配如上圖所示，這是該夾具的裝配效果，由于底板是通過兩個腰形孔的設(shè)計固定夾具體，所以夾具與底板的連接螺釘可以自由的在移動槽之間穿梭，意味著兩個夾具體可以外拉和內(nèi)推，樣子可以改變裝夾毛胚，裝夾工件的大小，適用范圍廣第5章技術(shù)經(jīng)濟分析5.1成本效益分析結(jié)論是理論分析和實驗結(jié)果的邏輯發(fā)展，是整篇畢業(yè)設(shè)計的歸宿。結(jié)論是在理論分析、試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過分析、推理、判斷、歸納的過程而形成的總觀點。結(jié)論的措詞必須嚴謹，邏輯性必須嚴密，文字必須鮮明具體。如果不可能導出應用的結(jié)論，也可以沒有結(jié)論，但需進行必要的討論?？梢栽诮Y(jié)論或討論中提出建議、研究設(shè)想、儀器設(shè)備改進意見、尚待解決的問題。仿人靈巧機械手具有良好的通用性和靈活性，特別是工業(yè)機械手，能適應產(chǎn)品品種迅速變化的要求，滿足公司生產(chǎn)的需要。其動作程序和運動位置可靈活改變，具有較多自由度，可迅速改變工作內(nèi)容，明顯提高公司的產(chǎn)品生產(chǎn)率以及降低產(chǎn)品自身的成本。本文主要針對靈巧手結(jié)構(gòu)設(shè)計完成了如下工作。對靈巧手進行了整體的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)要求，對靈巧手的各個手指、手掌以及底座相關(guān)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，整體結(jié)構(gòu)包括1個大拇指、4個手指、手掌、攝像頭部分和底座，采用連桿作為手指關(guān)節(jié)的傳動方式，選用舵機為手指的控制電機。攝像頭與底座連接部分設(shè)計了1個電機旋轉(zhuǎn)軸，手掌可以在控制系統(tǒng)的指示下給帶有電機旋轉(zhuǎn)軸的電機發(fā)送信號進行靈活的轉(zhuǎn)動。通過對手指自由度的計算、連接方式的選擇和各個部分的設(shè)計最終確定了靈巧手的三維建模與CAD圖紙的導出。5.2工程與社會影響分析本論文完成了仿人靈巧手的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過繪制的三維模型并進行仿真模擬后，發(fā)現(xiàn)本設(shè)計還存在以下不足：（1）本文設(shè)計的靈巧手創(chuàng)新點不夠足。單從外觀來看與市面上的沒有太大的差別。（2）本設(shè)計因時間倉促，只對靈巧手進行了簡單的仿真。若后期導入到細致的仿真軟件中進行更深入分析，可得到更為精確直觀的結(jié)果。5.3環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展影響分析環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的影響分析是一個多維度的研究領(lǐng)域，設(shè)計生態(tài)、社會、經(jīng)濟以及政策等多個方面。環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系密切相關(guān)，其核心在于如何平衡當前人類活動與長期生態(tài)和資源可用性，進行環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的影響分析時，主要考慮以下幾個核心方面：環(huán)境保護與資源管理：研究如何管理自然資源以避免過度開采和環(huán)境退化，保證資源的長期可持續(xù)利用。經(jīng)濟活動與環(huán)境可持續(xù)性：分析經(jīng)濟發(fā)展活動如何與環(huán)境保護相協(xié)調(diào)，確保經(jīng)濟增長不以犧牲環(huán)境質(zhì)為代價。社會影響：考慮到看可持續(xù)發(fā)展策略對社會各階層的影響，特別是對邊緣群體的影響，確保發(fā)展成果公平分配。政策與法規(guī)：研究制定有效的環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展政策，以及如何通過法律手段加以實施和監(jiān)督。技術(shù)創(chuàng)新：探索和開發(fā)新技術(shù)以提高資源效率，減少廢物和污染，推動環(huán)境友好型技術(shù)的應用。國際合作：在全球化背景下，分析國際合作在促進環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展方面的作用和挑戰(zhàn)。本章主要考慮環(huán)境保護和資源控制以及環(huán)境可持續(xù)性，夾具加工過程中產(chǎn)生的工業(yè)肥料需要進行妥善處理，防止污染環(huán)境，有利于可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻蔡博，高宏力，宋興國，等.三指靈巧手結(jié)構(gòu)設(shè)計及接觸力規(guī)劃[J].機械設(shè)計與制造，2020(01):127-131.王文越.基于SMA驅(qū)動的靈巧手指結(jié)構(gòu)設(shè)計及其控制的研究[D].哈爾濱工業(yè)大學，2018.徐衛(wèi)東.新型多指靈巧手的結(jié)構(gòu)設(shè)計及系統(tǒng)仿真研究[D].山東科技大學，2018.JACOBSON,S.TheUtah/MITdexteroushand:Workinprogress[J].InternationalJournalofRoboticsResearch,1984,3(4):423-442駱敏舟，楊秀清，梅濤.機器人手爪的研究現(xiàn)狀與進展[J].機器人技術(shù)與應用，2008(2):24-35.ButterfassJ.DLR'smultisensoryarticulatedhand.I.Hard-andsoftwarearchitecture[J].Proc.IEEEInt.conf.onRobotics&Automation,1998,3:2081-2086vol.3.BorstC,FischerM,HaidacherS,etal.DLRhandII:experimentsandexperiencewithananthropomorphichand[C]//RoboticsandAutomation,2003.Proceedings.ICRA'03.IEEEInternationalConferenceon.IEEE,2003.LovchikCS,DiftlerMA.TheRobonauthand:adexterousrobothandforspace[C]//IEEEInternationalConferenceonRobotics&Automation.IEEE,1999.MouriT,KawasakiH,YoshikawaK,etal.Anthropomorphicrobothand:GifuhandIII.Proc.ofInt.Conf.Iccas,2002.王國慶，李大寨，錢錫康，等.新型三指靈巧機械手的研究[J].機械工程學報，1997(03):71-75.謝宗武.HIT-1機器人靈巧手柔順控制的研究[D].哈爾濱工業(yè)大學，2003.GaoX,H.Jin,H.LiJ,etal.TheHIT/DLRdexteroushand:workinprogress[C]//Proceedingsofthe2003IEEEInternationalConferenceonRoboticsandAutomation,ICRA2003,September14-19,2003,Taipei,Taiwan.IEEE,2003.LiuH,WuK,MeuselP,etal.Multisensoryfive-fingerdexteroushand:TheDLR/HITHandII[C]//ProcIEEE/RSJIntConferenceonIntelligentRobots&Systems.2008.劉曉敏.基于氣動復合彈性體柔性關(guān)節(jié)機械手研究[D].吉林大學，2013.馮敦超.腱驅(qū)動空間多指靈巧手控制技術(shù)研究[D].南京航空航天大學，2015.ZhouJ,YiJ,ChenX,etal.BCL-13:A13-DOFSoftRoboticHandforDexterousGraspingandIn-HandManipulation[J].IEEERobotics&AutomationLetters,2018,PP:1-1.李哲.裝配線用靈巧手系統(tǒng)研究[D].長安大學，2017. 馬翔宇，楊武成，李阿為.仿生機械靈巧手的手指設(shè)計[J].重慶理工大學學報(自然科學)，2017，31(11):117-121.陳蔡宇，段盛青，魏曉晨，等.新型欠驅(qū)動仿生靈巧手設(shè)計及實時操作控制.[J]傳感器與微系統(tǒng)，2019，328(06):98-101.馮喬西.核反應堆艷麗管道與壓力容器的LBB分析[R].北京:清華大學核能技術(shù)設(shè)計研究院,1997:9-10.

致謝時光飛逝，兩年的學習生涯即將結(jié)束，這兩年的學習生活讓我有了質(zhì)的蛻變，專業(yè)技能、人生目標以及為人處世能力都得到了很大的提高。經(jīng)過幾個月的忙碌和學習，本次畢業(yè)論文設(shè)計已經(jīng)接近尾聲。作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有指導教師的督促指導，想要完成靈巧手的設(shè)計難度是可想而知的。并且在寫論文過程中，我得到了老師和同學們非常多的關(guān)懷和幫助，在此我要向他們表示衷心的感謝。首先，我要感謝我的論文指導老師張世輝老師，雖然他平日里工作繁忙，但是在我寫論文的每一個階段，從確定題目后的查閱參考文獻、三維軟件的指導，還有中期論文的修改、后期論文格式的排版以及二維圖紙的格式規(guī)范等各個環(huán)節(jié)都對我進行了悉心的指導和詳細的修改，從他的身上我也學到了很多，比如說嚴謹認真、一絲不茍的工作作風。借此機會，我謹向張老師致以深深地致謝。同時我還要感謝所有代課老師和輔導員，在我大學的學習和生活過程中，這些老師給予了我很多的教導和很大的幫助，從他們身上我學到了很多做人的道理，將使我受益終生。感謝我的家人和好友，他們的關(guān)愛和支持永遠是我前進的最大動力，在任何時候，他們都給予我最大的鼓勵和支持，我由衷的感謝他們！在本次寫論文的過程中，每一步對我來說都是新的挑戰(zhàn)和嘗試，我學到了很多平時課上學不到的知識以及技能，一開始拿到論文題目時很苦惱，感覺無從下手，后來開始獨立的查閱參考文獻和相關(guān)的資料以及詢問老師等，我對整篇論文的大體框架越來越清晰，使自己的稚嫩作品一步又一步的完善，每一次的改變都是一次新的學習收獲，并且每一次的成功都會讓我內(nèi)心興奮好一會。雖然論文里還是有很多考慮不周的地方，但我覺得更加重要的是，本次的經(jīng)歷讓我明白了，只要認認真真的用心去研究一件事就一定會成功！最后，向?qū)忛單艺撐暮蛥⒓哟疝q的老師們表示衷心的感謝，感謝你們抽出寶貴的時候參加我的論文答辯會，感謝你們對論文不當之處提出的寶貴意見和建議。附錄附錄一中文譯文三種抓取方式的雙指靈巧仿生手的研制拇指包括遠端、近端和掌骨（圖1），其PIP關(guān)節(jié)有1個自由度用于伸展/屈曲運動，MCP和BC關(guān)節(jié)有2個自由度用于伸展/屈曲和內(nèi)收/外展運動。食指包括遠端、內(nèi)側(cè)、近端和掌骨指骨；其下傾和下傾關(guān)節(jié)有1個自由度用于伸展/屈曲運動，其MCP關(guān)節(jié)有2個自由度用于伸展/屈曲和內(nèi)收/外展運動[30]。Gutierrez等人[26]、Jaworski和Karpiński等人[27]和Hammert等人[28]描述的拇指和食指各關(guān)節(jié)的正常運動范圍見表1。有三種典型的拇指食指抓取模式，如圖2所示。根據(jù)Feix等人[12]提出的抓握分類法，力量抓握被定義為食指（包括至少兩個指骨）和拇指環(huán)繞物體的姿勢；在這種抓握中，拇指中的MCP和BC關(guān)節(jié)在握住物體之前進行外展運動，拇指MCP關(guān)節(jié)在保持物體時進行伸展運動運動的末端[31,32]，在食指的下傾、尖關(guān)節(jié)和MCP關(guān)節(jié)以及拇指的尖關(guān)節(jié)處或多或少地彎曲[33,34]。精確夾持是指拇指和食指的指尖在不接觸其他手指表面的情況下擠壓被夾持物體的對側(cè)的姿勢；這種抓握在拇指的MCP和BC關(guān)節(jié)以及食指的MCP關(guān)節(jié)處外展[31]，并在下傾時或多或少地彎曲，食指的PIP和MCP關(guān)節(jié)以及拇指的PIP關(guān)節(jié)[35,36]。橫向擠壓是指拇指向一個小而平的物體施加力，使其緊靠食指的側(cè)面的姿勢[37]；這種抓握在拇指的MCP關(guān)節(jié)處外展，在拇指和食指的所有關(guān)節(jié)處或多或少地彎曲[31,32]。圖1XXXXXXXPIP和MCP機械關(guān)節(jié)都有一個旋轉(zhuǎn)自由度，分別實現(xiàn)拇指遠端和近端指骨關(guān)節(jié)的屈伸運動。為了讓機械拇指橫向旋轉(zhuǎn)并進一步執(zhí)行橫向夾持任務，在BC機械關(guān)節(jié)上添加了一個旋轉(zhuǎn)自由度，以便仿生手拇指可以圍繞BC機械關(guān)節(jié)橫向旋轉(zhuǎn)，并變換其運動平面（圖3b）。因此，將具有5個自由度的人手拇指簡化為具有3個自由度的仿生機械拇指。該仿生手的食指包括遠節(jié)指環(huán)（7）、中節(jié)指環(huán)（8）、近節(jié)指環(huán)（9）、下傾機械關(guān)節(jié)（10）、PIP機械關(guān)節(jié)（11）和MCP機械關(guān)節(jié)（12）。在抓力、精確捏力和側(cè)向捏力操作中，仿生手的機械食指不會進行內(nèi)收/外展運動，因此在設(shè)計時不考慮其機械關(guān)節(jié)具有內(nèi)收/外展運動自由度。為使機械食指進行屈伸運動，將DIP、PIP和MCP機械關(guān)節(jié)設(shè)計為旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，分別實現(xiàn)遠、中、近節(jié)指骨關(guān)節(jié)的屈伸運動。根據(jù)人體測量數(shù)據(jù)，人體拇指與食指的最大開口交角約為150?，因此仿生手機械拇指與食指的初始自然交角設(shè)計為150?（圖3a）。圖2XXXXXX仿生手拇指和食指的指骨連接尺寸和機械關(guān)節(jié)運動范圍如表2所示。在仿生設(shè)計中，為了簡化人體拇指的結(jié)構(gòu)以便于自動控制，仿生手拇指的BC機械關(guān)節(jié)不包括用于實現(xiàn)掌骨-指骨連接的屈曲/伸展運動的旋轉(zhuǎn)自由度。由于仿生手的機械拇指需要向機械食指側(cè)面彎曲0?-90?才能完成側(cè)向夾持任務，因此拇指MCP機械關(guān)節(jié)的最大屈伸轉(zhuǎn)角和拇指BC機械關(guān)節(jié)的最大側(cè)向轉(zhuǎn)角增加到90?。為使機械食指遠端指節(jié)與機械拇指在精確夾持時保持較大的平行接觸面積，將仿生食指內(nèi)傾角機械關(guān)節(jié)的最大伸轉(zhuǎn)角增加到50?。此外，如果拇指-指尖機械關(guān)節(jié)的最大伸展旋轉(zhuǎn)角度大于0?，則機械拇指與食指之間的側(cè)向擠壓將不穩(wěn)定。當機械手指彎曲時，相鄰的指節(jié)之間可能存在運動干涉現(xiàn)象，因此，為了確保每個機械關(guān)節(jié)有足夠的旋轉(zhuǎn)范圍，仿生手中每個指節(jié)的長度根據(jù)人手指節(jié)的大小適當延長。另外，在仿生手的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，將機械拇指和機械食指中的每個指節(jié)連接設(shè)置為相同的寬度，將機械拇指和食指的遠端指節(jié)連接設(shè)置為相同的厚度。在仿生手的機械拇指和食指的每個指骨連接的內(nèi)表面上都有一個1毫米厚的硅膠墊。圖3XXXXXXX

附錄二外文資料附錄三結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖附錄四結(jié)構(gòu)設(shè)計零件圖附錄五電氣系統(tǒng)設(shè)計圖附錄六液位PID控制設(shè)計

附錄七主要源程序#include<reg52.h>#include<intrins.h>unsignedchardata1;longValue;#defineLCD1602_DBP0sbitLCD1602_RS=P1^0;sbitLCD1602_RW=P1^1;sbitLCD1602_E=P1^2;sbitbADcs=P2^7; sbitbADcl=P2^6;sbitbADda=P2^5;unsignedcharIntToString(unsignedchar*str,intdat);externvoidInitLcd1602();externvoidLcdShowStr(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*str);/*等待液晶準備好*/voidLcdWaitReady(){unsignedcharsta;LCD1602_DB=0xFF;LCD1602_RS=0;LCD1602_RW=1;do{LCD1602_E=1;sta=LCD1602_DB;//讀取狀態(tài)字LCD1602_E=0;}while(sta&0x80);//bit7等于1表示液晶正忙，重復檢測直到其等于0為止}/*向LCD1602液晶寫入一字節(jié)命令，cmd-待寫入命令值*/voidLcdWriteCmd(unsignedcharcmd){LcdWaitReady();LCD1602_RS=0;LCD1602_RW=0;LCD1602_DB=cmd;LCD1602_E=1;LCD1602_E=0;}/*向LCD1602液晶寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)，dat-待寫入數(shù)據(jù)值*/voidLcdWriteDat(unsignedchardat){LcdWaitReady();LCD1602_RS=1;LCD1602_RW=0;LCD1602_DB=dat;LCD1602_E=1;LCD1602_E=0;}/*設(shè)置顯示RAM起始地址，亦即光標位置，(x,y)-對應屏幕上的字符坐標*/voidLcdSetCursor(unsignedcharx,unsignedchary){unsignedcharaddr;if(y==0)//由輸入的屏幕坐標計算顯示RAM的地址addr=0x00+x;//第一行字符地址從0x00起始elseaddr=0x40+x;//第二行字符地址從0x40起始LcdWriteCmd(addr|0x80);//設(shè)置RAM地址}/*在液晶上顯示字