平衡臂机械手的设计之平衡臂及机械手爪设计说明书.doc

-1-目录摘要、关键词1第1章绪论.41.1国内外机械手综述.41.1.1简史.41.1.2应用简况.51.1.3国内外机械人发展趋势.51.2机械手的组成和分类.71.2.1机械手的组成.71.2.2机械手的分类.81.3本课题研究的主要内容及意义.91.3.1课题七杆二自由度机械手设计内容及基本要求.91.3.2重点研究的问题：.错误!未定义书签。1.3.3本次设计的意义.错误!未定义书签。第2章机械手基本参数的确定.错误!未定义书签。2.1抓重.102.2转角.102.3工作速度.错误!未定义书签。2.4定位精度.11第3章机械手机械结构的设计计算.错误!未定义书签。3.1机械手机构的分析与设计.113.1.1机械手的自由度.113.1.2坐标形式.133.1.3机械手的机构简图以及部件尺寸.133.1.4机械手总体方案的比较.错误!未定义书签。3.2机构杆件的受力校核分析.143.2.1支撑杆的受力校核.143.2.2导轨滑杆的强度检验.错误!未定义书签。3.2.3立柱支撑轴的强度校核.错误!未定义书签。33机械手手指结构的设计与计算.错误!未定义书签。3.3.1概述.163.3.2手指的驱动力计算.173.3.3手部伸缩的驱动装置.183.3.4手指定位误差的分析.193.4机械手手腕结构的设计与计算.193.4.1手腕自由度和结构.193.4.2手腕的结构.193.4.3手腕驱动力矩的计算.203.4.4回转缸的驱动力矩计算.错误!未定义书签。-2-3.5手臂结构分析.233.5.1大手臂的结构及其工作原理.233.5.2大手臂做升降运动时所需的驱动力.253.5.3驱动油缸的计算.263.5.4缸盖的强度计算.273.5.5活塞杆的稳定行验算.283.5.6大手臂系统温升的验算.283.5.7设计手臂时注意的问题.29总结31参考文献323平衡臂机械手的设计之平衡臂及机械手爪摘要：论文模仿机械手的基本功能和设计思路，根据给定的规定动作顺序，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识，完成了机械手的设计，并绘制必要的零部件图和装配图，其中包括机器装置的原理方案构思和拟定；原理方案的实现、传动方案的设计；主要结构的设计简图；设计计算与说明；控制油路系统的设计。工业机械手设计的主要技术关键问题为：夹持机构的夹紧与翻转；行程机构的转向与伸缩；提升机构的提升；控制油路系统的设计。关键词：工业机械手；手爪；伸缩油缸；转动油缸ManipulatorarmofabalanceddesignandmechanicalgripperarmbalanceSummary：Thethesisdeploysthebasicfunctionandthewayofdesignoftheautomatichand,accordingtothegivenprovisionofactioninproperorder,comprehensivelyusingthebasictheories,basicknowledgeandtherelatedprofessionalknowledgeofmechanicaldesign,completingthedesignofmechanicalhand,anddryingthediagramsofthenecessarysparepartsandtheassemblediagram,includingtheconsiderationandtheestablishmentoftheprinciple；Therealizationoftheprinciple,powertrainsoftheproject；sketchplanofthestructure；calculationofdesignandtheelucidation；designofthetheliquidpresssystem.Themainlykeyproblemofdesignamechanicalhandis:Clippingtheobjectandrevolving；Therouteoftravelorganization；thepromotionoftheorganization；thedesignoftheliquidpresssystem.Keyword:IndustrialmechanicalhandHandclawFlexibleoilurnrecolcingoilurn4第1章绪论工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已经成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科机械手工程。机械手的迅速发展是由于它的积极作用正日益为人们认识：其一，它能部分地代替人工操作；其二，它能操作必要的机具进行焊接和装配。从而大大得改善人工的劳动条件，显著得提高劳动生产效率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到各先进工业国家的重视，投入大量的人力物力加以研究和应用。尤其在高温，高压，粉尘，噪音以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。机械手一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机械手。它是一种独立的不附属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定操作。它的特点是具备普通机械的物理性能外，还具备通用机械，记忆智能的三元机械。第二类是需要人工操作的，称为操作机。它起源于原子，军事工业，先是通过操作机来完成特顶的作业，后来发展到用无线电寻好操作机械手来进行月球的探测等。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是专用机械手，主要负数于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和工件传送。这种机械手在国外称为MechanicalHand，它是为主机服务的，有主机驱动；除少数外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。1.1国内外机械手综述1.1.1简史机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。她的结构是：机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。1962年，美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制一台数控示教再现型机械手。商名为Unimate（即万能自动）。同年，美国机械铸造公司也实验成功一种叫Versatrap机械手，原意是灵活搬运。