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摘 要
机械手是在在机械化、自动化生产过程中发展的一种新型装置,使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置。机械手能代替人类、重复枯燥完成危险工作，提高劳动生产力,减轻人劳动强度。该装置涵盖了位置控制技术可编程控制技术、检测技术等。本课题拟开发的物料气动机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数,可代替人工在高温危险区进行作业，。
关键词：机械手, 气动机械手，抓取，提升
Abstract
The manipulator is a new device developed in the mechanization, automation of the production process, a grasping and moving the workpiece function automation device use. Manipulator can be boring to do dangerous work instead of humans,, improve labor productivity, reduce labor intensity. The device includes position control technology and programmable control technology, detection technology. This paper intends to develop material pneumatic manipulator can grasp up in space objects, flexible movement, any changes to the relevant parameters according to the changing and the movement process requirements, it may replace human work in high risk area
Keywords: manipulator, pneumatic manipulator, grab, lifting
目 录
摘 要 II
Abstract III
目 录 IV
第1章 绪论 1
1.1 课题背景及目的 1
1.2 机械手的定义 1
1.3 气动机械手概念 1
1.4 气动机械手的组成 1
1.5 气动机械手的应用 2
1.6 课题研究的背景和意义 2
1.7 国内外气动机械手的研究 2
1.8 气动机械手的应用 3
第2章 气动机械手设计要求与方案 4
2.1 气动机械手设计要求 4
2.2 基本设计思路 4
2.2.1 系统分析 4
2.2.2 总体设计框图 4
2.2.3 气动机械手的基本参数 5
2.3 气动机械手结构设计 5
2.4 机械手材料的选择 6
2.5机械臂的运动方式 6
2.6 气动机械手驱动方式的选择 7
2.7 动作要求分析 7
2.8 气动机械手结构及驱动系统选型 8
第3章 系统各主要组成部分设计 9
3.1夹持器结构设计与校核 9
3.1.1夹持器种类 9
3.1.2夹持器设计计算 10
3.1.3夹持器校核 11
3.2升降方向设计计算 11
3.2.1 初步确系统压力 11
3.2.2 升降气缸计算 12
3.2.3 活塞杆的计算校核 14
3.2.4 气缸工作行程的确定 15
3.2.5 活塞的设计 16
3.2.6 导向套的设计与计算 16
3.2.7 端盖和缸底的计算校核 17
3.2.7 缸体长度的确定 18
3.2.8 缓冲装置的设计 18
3.2.9 气缸的选型 18
3.3 水平方向设计计算 20
3.3.1 水平方向计算 20
3.3.2 气缸的选型 20
3.4底座回转机构设计计算 22
3.4.1 回转部位负载计算校核 22
3.4.2 马达的选型 24
3.5机身结构的设计校核 25
3.5.1 马达的选择 25
3.5.2 螺柱的设计与校核 26
3.5.3 机座的机械结构 27
3.6气动机械手的定位及平稳性确定 28
3.6.1常用的定位方式 28
3.6.2影响平稳性和定位精度的因素 28
3.6.3气动机械手运动的缓冲装置 29
第4章 气动驱动系统设计 31
4.1手部抓取缸 31
4.2 腕部摆动气动回路 32
4.3小臂伸缩缸气动回路 33
4.4总体系统图 34
第5章 上位机控制控制系统设计 36
5.1系统控制算法设计 37
5.2 机械手控制系统的硬件部分 39
5.3 机械手控制系统的软件部分 40
总 结 41
参考文献 42
致 谢 43
第1章 绪论
1.1 课题背景及目的
毕业设计是机械设计制造及其自动化专业学校的最后的一环，四年的大学学习的深化和检查，即实践性综合性，其他的单一的课程是无可替代的，通过毕业设计更高的综合训练练能力不久，对工作岗位，实际工作能力的重要作用。下次的目的达到：
（1）综合运用学的基础理论，基本知识和基本技能实际分析、解决问题的能力。
（2）必须接受综合培训的工程师，实际工作能力。例如，文献调査研究调查收集资料分析能力制定、设计和试制方案的能力；设计和图形，计算能力；总结写论文能力提高。
（3）检查综合素质和实践能力。
1.2 机械手的定义
现在，工业机械手的定义，世界各国还统一，分类也不同。最近联合国国际标准化机构通过了。美国机械手协会工业机械手下的定义：工业机械手是一种再现编程的多功能的操作装置改变行动程序，各种工作，主要工作搬运材料，继电器。
1.3 气动机械手概念
气动机械手（机器人）自动封装的机械装置。那是高级综合控制论，机械电子计算机，材料和仿生学的产物。工业、医学、农业、建筑业也军事等领域，是重要的用途。
气动机械手近50年的快速发展的是一种具有代表性的、机械、电子控制系统的结构，自动化程度高的生产工具。生产制造业、机械工业气体动广泛应用技术。那是自动化程度高，改善劳动条件，确保产品质量的提高工作的效率，起到非常重要的作用。可以说他是现代工业的一种技术革命
1.4 气动机械手的组成
执行系统一般手部、手腕、手臂部，机身机床等，其中最主要的是运动系。
气动机械手主要执行系统，驱动系统及控制系统的三部分。
手夹（或吸附，您持）和放松的工作和工具的零部件，是指（或吸盘），驱动元件和驱动元件等构成。
时间，速度和加速度等参数。
气动机械手与本体及其他相关设备之间的联系[3]。
1.5 气动机械手的应用
按气动机械安排置形式分可分为：架空式空气机械手，附件机式空气机械手，落地式空气机械手3种。另外，安装自动线费道路和费路边，工作，实现材料，传输位错，转向等用途的气动机械手，他们是运动的单一，结构简单，位置精度柔软和一般要求低的特征。
气动机械手通使用机床和其他机器的附加装置等，自动机床和自动生产线的处理和传达的工作，加工中心的轮流刀等，一般是独立的控制装置[3]。
1.6 课题研究的背景和意义
现代科学技术的发展，工业生产是人类的日常生活，气动机器人技术也广泛的应用。研究智能类，人气动画的机械手是近年来科学家一致取组方向。类，人气动画的机械手是人类的模型，这是模仿人类的各种动作和人类的外部的特征。未来的气动机械手执事不是梦。
按气动机械手结构的不同，气动机械手很多。轮式移动气动机械手，履带气动机械手，机械手，步行气动机械手等。顺便说一下，徒步气动机械手，他是近年来类人机器研究的重要成果。它的移动方式和大多数动物一样是人也。这是一种很复杂的自动化程度高的运动。对传统的车轮式和履带气动机械手，环境的适应能力强。很小的空间作业，不平的道路上如履平地，楼梯等。将来不久，这个技术广泛应用。
气动机器人研究制作中，使用电脑设计的空气机械手的模拟是一个很重要的过程。气动机械手模拟包括零部件造型，零件装配，最后运动模拟。模拟，通过设计师直观观察各机构的运动情况？干涉，能够清楚各部件的受力时，各种模拟数据。这个方法大幅度节约时间和成本的开发。
1.7 国内外气动机械手的研究
工业气动机械手在日本应用的历史非常悠久。年代工业气动机械手首先使用，十年的发展，80年代的时候工业气动机械手已经得到普及。相应的他们的工业产值也得到了迅速提高年。1980年一千亿日元，达到了1990年至六千亿円。2004年1万日元，达到了八千五百亿。可见工业气动机械手的重要性，提高生产效率。
在国际上，各国意识工业气动机械手的重要性。所以工业气动机械手的订单急剧上升。2003年的订货量是2002年相比增加了百分之10。气动此后工业机械手的需求量上升。2001年至2006年世界的订单90000多台。年平均增长7 %。
国际气动机器人的发展方向：
气动机械手触到非常多学科的知识和领域。电脑、电子、控制，人工智能，传感器，通信网络，控制、机械等。气动机器人的发展离不开上述的学科的发展。正因为如此，各学科相互影响和综合集成，正是制造自动化程度高的人。随着科学技术的进步，气动机械手应用范围越来越大，技术也越来越高，功能更加强大。现在是气动机器人的研究也小型化的发展。气动机械手更多的人们的日常生活中去。整体的发展趋势是模块化、标准化，更加智能化。
机械工业气体地动手的广泛应用，提高产品质量和生产能力，安全保障者，劳动环境的改善，劳动强度，提高生产效率，节约降耗和降低生产成本，非常重要的作用。机械工业气体地动手的广泛应用体现以人为本的原则，但人们的生活方便与美丽。
1.8 气动机械手的应用
气动机械手，汽车产业之后出现的是一种大型高新技术产业。现代，气动机械产业市场前景良好的发展手。从20世纪世界的房地产业机械手一直在稳步增加。20世纪90年代，气动机械手产品发展快速增长，年平均增长率10%。2004年的记录达成的百分之20。在亚洲航空机械手的需求量很多，年增长率为百分之四十三。40年的发展，机械工业气体地动手到很多领域的应用。气动机械手制造业中应用最广泛。如果焊接、热处理、涂料、机械加工、组装、检测和仓库沉积毛，坯制造（五金，压铸、锻造等）等的作业中，气动机器二掌柜结束手工生产效率提高。
第2章 气动机械手设计要求与方案
2.1 气动机械手设计要求
1、根据要求设计气动机械手设计整套图纸；
2、机械手能实现伸缩手300mm和升降功能500mm；
3、机械手能实现转向90度和定位功能；
4、机械手能实现抓紧和松开功能。
2.2 基本设计思路
2.2.1 系统分析
机械手是生产过程自动化，实现提高劳动生产率的一种强有力的工具。同样在生产过程中自动化，各种机械化，自动化的经济和技术的综合分析，机械手是否合适判断。所以完成机械手的设计，一般是先这样的工作：
（1）造成机械手的使用情况，明确机械手的目的和任务。
（2）分析机械手所在的系统的工作环境。
（3）仔细分析系统的工作的要求，机械手的基本功能和方案，例如机械手的自由度数，动作速度，定位精度，自由泳重量等。并且，气动抓取物体的质量，形状和尺寸及生产乐途等状况确认手手爪形式和机械的抓取工件的部位和握力尺寸。
对此，我做了如下分析：
（1）本设计课题物质气动机械手设计，机械两物输送机械手。机械手，在使用时，非常宽广，相关物质的状态，运营线的环境等因素中，我所拥有的理论知识和能力，我选择非量产的小型物体加工线上的材料的气动机械手。
我选择（2）的机械手是非量产的小型物体加工线上的材料的气动机械手，机械手所在的系统的工作环境一定会寻求工厂，精度高，FT率低、速度快。
川公网安备: 51019002004831号