凸轮轴机床的工件输送机构的设计【含CAD图纸优秀毕业课程设计论文】

1 绪论 1 学 毕 业 设 计 说 明 书 班 级： 姓 名 ： 学 院： 专 业： 题 目： 凸轮轴机床的工件输送机构的设计 of 导教师： 职称 : 职称 : 20*年 *月 *日 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 中期报告 文）进展状况 本阶段的主要任务是完成了 外文文献 的翻译工作，对机械手结构设计进行了更深层次的分析和理解，包括机械手结构的设计和结构受力的分析，大概了解了机械手结构在选用过程中所依据的原则。 参考大量文献资料的情况下，证实了开题报告中所提出的的机械手整体结构设计方案可行。原因是其满足了结构简单、抓取量大、开合行程长、运 行可靠的原则。 械手主要运动部分由动力型旋转关节和前、后两臂及手爪组成，臂部各相邻部件的相对角位移为运动坐标。动作灵活，所占空间小，工作范围大。 械手整体结构如图 1 所示。 图 1 机械手整体结构图 计整体为 3 个自由度。分别为： （ 1）手爪相对于小臂的回转； （ 2）小臂相对于大臂的回转； （ 3）大臂相对于机架的回转。 计的工作原理如下： 机械手在抓取工位等待，控制系统发出指令，使机械手的小臂的升降油缸将手爪下降到取料位置。手指开合的活塞杆下端联接一连杆滑块机构，当活塞上下移 动时，连杆滑块机构使两手指合拢。这是，小臂的油缸活塞上升，将工件提升到预订 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 高度后，行程开关发信号，使大臂回转。此后，小臂下降，将工件准确地放到上下料位置，然后手指张开将工件松开。小臂上升，大臂反方向回转复位。 部结构设计 根据工件的结构特点 ,机械手手指采用平移型双手双指式手指来夹持工件的两端 ,其手指通过连接架与手指开合油缸端部相连接 ,如图 2 所示。 图 2 手部结构图 臂回转机构设计 依靠带齿轮的无杆活塞油缸 ,通过齿轮 图 3 所示 ,调整固定在回转立柱体上的两个可调定 位挡块 1,可保证大手臂回转定位的准确 ;调整油缸端盖处的两个死挡铁螺钉 3,使它与齿条活塞端部刚刚接触或留有约 01以控制大手臂的回转角度 ,大手臂回转到 等待 工位和 上下料 工位的动作信号分别由两个行程开关 2 发出。在无杆活塞油缸的两端部 ,均设有节流缓冲装置 ,以减小机械手在到达始、末两位置时由于惯性所产生的冲击 ,保证大手臂的定位稳定可靠。 图 3 大臂回转机构图 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 注： 1） 正文：宋体小四号字，行距 20 磅 ，单面打印；其他格式要求与毕业论文相同。 定大体参数 （ 1）抓重： 15 千克 （ 2）自由度数： 3 个 （ 3）小臂升降范围： 0 200 4）大臂回转 范围： 0 90 （ 5）手爪夹持范围： 0 100臂相对于机架的回转应采取什么方式传动？ 由于一般的电机驱动系统输出的力矩较小，需要通过传动机构来增加力矩，提高负载能力。对机械手的传动机构的一般要求有： （ 1）结构紧凑，即具有相同的传动功率和传动比时体积最小，重量最轻。 （ 2）传动刚度大，即由驱动器的输出轴到连杆关节的转轴在相同的扭矩时，角度变形要小，这样可以提高固有频率，并大大减小低频振动。 （ 3）回差要小，即由止转到反转时空行程要小，这样可以得到较高的位置控制精度。 （ 4）寿命长，价格低。 为了减小机构运行过程中的冲击和振动，并且不降低控制精度，采用了齿形带传动。齿形带传动是同步带的一种，用来传递平行轴的运动。 齿形带的传动比计算公式为： i=2=2 能熟练使用制图软件，致使工作无法正常快速进行。其次，对机械手结构理解的还不是很到位等。 通过与同学的探讨及老师的指点，使我对自己的毕业设计有了更深一步的认识。我深深明白了设计与实际要紧密结合，要多动头脑，勤思考，平时还要多练习软件。 （ 1）翻阅资料，查找公式； （ 2）计算并核算选型； （ 3）绘制设计相关 的零件图和装配图； （ 4）撰写毕业论文，交给老师审阅； （ 5）准备答辩。 指导教师签字： 年 月 日 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 2） 中期报告由各系集中归档保存，不装订入册。 开题报告 文）综述（题目 背景、研究意义及国内外相关研究情况 ） 目背景 在现代企业生产过程中，生产线零件的输送是非常重要的工作之一，随着生产自动化的发展，目前，这一工作已由机械手的自动搬运逐渐替代传统的人工完成。 机械手的出现在减轻工人劳动强度和难度、提高工作效率和质量、降低生产成本上做出了突出贡献 ,机械手的发展在企业的发展和创收上起到了举足轻重的作用。 本课题设计一种在七工位凸轮轴加工机床上应用的机械手 ,用于实现工件的输送。明确机械手的功能、技术参数、工作原理、主要结构及特点。要求结构简单、抓取重量大、开合行程长、运行可靠 ,从 而提高生产效率。 究意义 机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备 【 1】 。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛 【 2】 。因此，进行 凸轮轴机床的工件输送 机械手的研究设计具有重要意义。 我感觉设计所需要的知识仅课堂所学的是完全不够的，但正是这样，才更能锻炼自己，才更富有挑战，我想在这次的 设计中我一定会尽全力做好的！ 我国的工业机械手的研究研发开发始于 20世纪 70年代左右。 1972年我国的第一台工业机械手开发制造于上海，随着全国各省都开始研制和研发应用机械手。如今我国正从一个“制造型大国”向“制造型强国”迈进，中国的制造业正在面临着与国际接轨、世界接轨、参与国际分工的巨大工作和挑战当中，这将会给机械手产业发展注入新的动力和活力 【 3】 。随着机械手发展的深度和广度以及机器人智能水平的不断提高，中国的机械手已在众多领域得到了广泛普遍的应用。已经从传统的工业制造领域向非制造领域 延伸。如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统用于维护维修的机器人等。在国防军事、医疗卫生、食品加工、生活服务等领域机械手的应用也越来越多。在未来几年，我国将在传感技术、激光技术、工程网络技术中机械手将会被广泛应用，因此这些技术会使机械手的应用更为高效、高质，运行成本将更低 【 4】 。据一系列现象证据表明，今后机械手将在医疗、保健、生物技术和产业、教育、救灾、海洋开发、机器维修、交通运输和农业生产等各领域得到广泛应用。 现代工业机械手起源于 20世纪 50年代初，是基于示教再现和主从控制方式 、能适 应 产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化 产品 5。机械手首先是从美国开始研制 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 的 ， 1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。 在此基础上美国通过不断改进完善，研制出一系列新的机械手，美国的研制十分注意提高机械手的可靠性，改进其结构，降低其成本。德国从 1970年开始在制造行业中应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自 1969年从美国引进二种典型的机械手后，便开始大力进行机械手的研究。 据报道， 1979年从事机械手的研究工作的大专院校、研 究单位多达 50多个 ； 1976年大学和国家研究部门用在机械手的研究费用42%； 1979年日本机械手的产值达 443亿日元，产量为 14535台。使用机械手最多的 行业 是汽车工业，其次是电机、电器 和电子行业 。 到目前在日本工作的工业机械手已有 100万台左右。 第二代机械手设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。第三代机械手（机械人）则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并 逐步发展成为柔性制造系统 柔性制造单元 (重要一环。随着工业机器手（机械人）研究制造和应用的扩大，国际性学术交流活动十分活跃，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多 6。 究方法或措施 要内容 解凸轮轴机床工作原理，工业机器人的发展及在工业生产中的应用； 确该机械手的规格参数，分析其组成和工作原理； 成该机械手的结构设计和主要部件的设计计算； 用软件绘制所设计机械手的装配图 。 究方案 轮轴机床的工作原理 如图 1 所示零件为凸轮轴。凸轮轴是发动机中的重要零件之一，其通常是由具有多段高次曲线型面的非圆轮廓面组成，其升程、转角与砂轮半径之间存在非线性关系，且大部分凸轮轴属细长轴类零件。而凸轮轴加工精度和质量直接影响到发动机的质量、废气排放、使用寿命、节能和效率。 图 2 是某型号发动机的凸轮轴示意图 ，其法兰面上的孔系的加工是在一台卧式单面七工位的机床上完成的 ,该机床用一个多 轴头在 5 个加工工位上完成了 5 道加工工序。在加工工位之前有一个零件装卸工位 ,为了在装卸工位卸下工件 ,必须解决工件的返回问题。为此 ,我们设计了机械手在五个加工工位之后的等待工位抓取工件 ,并实现工件的返回。如图 3 所示 ,工位是装卸工位 ,工位是机械手抓取工位 ,凸轮轴从工位通过步伐式棘爪输送机构依次自动输送至 工位 ,而机械手用来实现工件由工位返回至工位。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 图 1 凸轮轴 图 2 凸轮轴示意图 图 3 各工位布局图 械手总体结构的设计 如图 4 所示 ， 机械手装置安装在机床的侧面，机械手大臂的回转运动，靠液压缸 2 通过齿轮、齿条机构来实现。机械手小臂的升降，由油缸 1 驱动。手爪 4 的开合动作由液压缸 3 驱动的连杆、滑块机构来实现。为了确保机械手大臂回转输送时，随行夹具在此时是平面平行移动，采用了平行四边形机构。机械手的动作顺序是：机械手在等待工位 (抓取 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 工件工位 )等候 机械手小臂下降 手爪收拢抓取随行夹具 小臂上升 大臂回转至装卸料工位 小臂下降 手爪放松 小臂上升 大臂回转至等待工位等候。机械手的动作全部采用液压驱 动，电气控制。 (1） 机械手腰座结构的设计 (2） 机械手手臂结构的设计 (3） 机械手手 腕 结构的设计 (4） 机械手手 爪 结构的设计 如图 5 所示，手爪是用来抓取工件的，要求其结构简单，动作灵敏，操作方便。 (5） 机械手 机械传动机构 的设计 (6） 机械手 驱动系统 的设计 图 4 机械手结构图 图 5 手爪示意图 究方法 先阅读毕业设计题目和任务书，查阅相关文献和资料，做出初步规划设计方案，积极开展调研论证； 询有关问题和登陆中国知网查阅资料文献； 出草图； 其进行深入的实践； 指导老师修改。 期已开展工作 究的重点及难点 机械手结构的设计及其传动机构和驱动系统的设计；机械手零件设计及其装配关系； 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 注： 1） 正文：宋体小四号字，行距 20 磅 ，单面打印；其他格式与毕业论文要求相同。 2） 开题报告由各系集中归档保存。 3）开题报告引用参考文献注释格式可参照附录 E“毕业设计（论文）参考文献样式”执行。 不进入 正 文 ，可以作为附件放在开题报告后面。 机械手的技术参数、结构特点和受力分析。 期已展开的工作 找和阅读大量期刊、书籍、报纸及优秀硕士论文分析相关数据； 步拟定了整体结构和设计方案； 习零件的结构设计的有关知识； 学校电子阅览室查找了有关机械手的外文翻译。 按周次填写 ） （ 1） 1 3周：调研并收集资料； （ 2） 4 6周：明确该机械手的规格参数，分析 其组成和工作原理； （ 3） 7 9周：完成该机械手的结构设计计算； （ 4） 10 12周：完成该机械手的装配图； （ 5） 13 15周：完成论文撰写，准备答辩。 课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 系主管领导： 年 月 日 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 参考文献 1 姚志良 . 工业机械手浅谈（二） J. 组合机床与自定化技术 . 1977， (03) ： 6- 9 2 郭益友 . 工业机械手在制造工艺中的发展及应用 J. 淮 南职业技术学院学报 . 2002，(01) ： 5- 7 3 国内机械行业 . 机械手应用与技术发展概况（上） J. 科技简报 . 1975， (07) ： 9- 11 4 邹莉 . 传感检测技术在机械手中的应用 J. 科技信息（学术研究） . 2008， (36) ： 25- 31 5 吴振彪，王正家 . 工业机器人 M. 武汉：华中科技大学出版社 . 2006 6 W. of a by of 2000， (1) ： 13- 18 7 陶湘厅，袁锐波，罗璟 . 气动机械手的应用现状及发展前景 J. 机床与液压 . 2007， (08) ：35- 41 8 雷勇涛，李大明 . 机械手运动稳定性分析 J. 茂名学院学报 . 2006， (01) ： 13- 17 9 孙恒，陈作模，葛文杰 . 机械原理 M. 北京：高等教育出版社 . 10 胡玉睿 . 机械手原理 M 央广播电视大学出版社 . 2004 11 陆祥生 ,杨秀莲 . 机械手理论及应用 M 1985 12 马振福 . 液压与气压传动 M. 机械工业出版社 . 2004 13 裴仁清 . 机电一体化原理 . 上海大学出版社 . 1998 14 工业机械手设计基础编写组 . 工业机械手设计基础 M . 天津科学技术出版社 . 1980 15 方明伦 ,应振澍 ,裴任清 . 工业机器人 . 北京 :机械工程师进修大学 . 16 张建民 . 工业机械人 . 北京：北京理工大学出版社 . 1992 17 of of a J. 2007， (02) ： 45- 57 18 . of a 5J. 2005， (02) ： 23- 45 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 摘 要 在现代企业生产过程中，生产线零件的输送是非常重要的工作之一，随着生产自动化的发展，目前，这一工作已由机械手的自动搬运逐渐替代传统的人工完成。 机械手的出现在 减轻工人劳动强度和难度、提高工作效率和质量、降低生产成本上做出了突出贡献 ,机械手的发展在企业的发展和创收上起到了举足轻重的作用。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备 。本课题设计一种在七工位凸轮轴加工机床上应用的机械手 ,用于实现工件的输送。明确机械手的功能、技术参数、工作原理、主要结构及特点。要求结构简单、抓取重量大、开合行程长、运行可靠 ,从而提高生产效率。 关键字 ： 机器人；抓取装置；工业机械手；手爪 充值后就可以下载此设计说明书。全套资料包含有相应的明书（附带：中期报告、开题报告、外文翻译）和纸（共计 9 张图纸）。 需要全套资料的朋友请 加1： 1459919609 或 2： 1969043202， 需要其他设计题目直接联系！ 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 n of of is of of by of of to of a in of is of to or to a is a in of an in to of of it of is 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 目 录 1 绪论 . 错误 !未定义书签。 目背景 . 错误 !未定义书签。 究意义 . 错误 !未定义书签。 内研究的情况 . 错误 !未定义书签。 外研究情况 . 错误 !未定义书签。 课题研究的主要内容 . 错误 !未定义书签。 轮轴机床的工作原理 . 错误 !未定义书签。 械手总体结构的设计 . 3 2 机械手的总体设计 . 错误 !未定义书签。 械手的设计原则 . 错误 !未定义书签。 械手的座标型式与自由度 . 错误 !未定义书签。 定大体参数 . 错误 !未定义书签。 械手的手部结构方案设计 . 6 械手的手腕结构方案设计 . 错误 !未定义书签。 械手的手臂结构方案设计 . 错误 !未定义书签。 械手的控制方案设计 . 7 械手的主要技术参数 . 7 3 手部结构设计 . 9 持式手部结构 . 9 指的形状和分类 . 9 计时考虑的几个问题 . 9 部夹紧液压缸的设计 . 10 4 手腕结构设计 . 14 腕的自由度 . 14 腕的驱动力矩的计算 . 14 腕转动时所需的驱动力矩 . 14 转液压缸的驱动力矩计算 . 16 腕回转缸的尺寸及其校核 . 17 5 手臂液压缸的尺寸设计与校核 . 19 臂伸缩液压缸的尺寸设计与校核 . 19 臂伸缩液压缸的尺寸设计 . 19 寸校核 . 19 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 向装置 . 19 衡装置 . 20 臂升降液压缸的尺寸设计与校核 . 20 寸设计 . 20 寸校核 . 20 臂回转液压缸的尺寸设计与校核 . 21 寸设计 . 21 寸校核 . 21 6 机械手的 制系统设计 . 23 编程序控制器的选 择及工作过程 . 23 编程序控制器的选择 . 23 编程序控制器的工作过程 . 23 编程序控制器的使用步骤 . 24 械手可编程序控制器控制方案 . 24 制系统的工作原理及控制要求 . 25 结 论 . 26 致 谢 . 27 参考文献 . 28 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 1 绪论 目背景 在现代企业生产过程中，生产线零件的输送是非常重要的工作之一，随着生产自动化的发展，目前，这一工作已由机械手的自动搬运逐渐替代传统的人工完成。 机械手的出现在减轻工人劳动强度和难度、提高工作效率 和质量、降低生产成本上做出了突出贡献 ,机械手的发展在企业的发展和创收上起到了举足轻重的作用。 本课题设计一种在七工位凸轮轴加工机床上应用的机械手 ,用于实现工件的输送。明确机械手的功能、技术参数、工作原理、主要结构及特点。要求结构简单、抓取重量大、开合行程长、运行可靠 ,从而提高生产效率。 究意义 机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备 1。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛 2。因此，进行 凸轮轴机床的工件输送 机械手的研究设计具有重要意义。 我感觉设计所需要的知识仅课堂所学的是完全不够的，但正是这样，才更能锻炼自己，才更富有挑战，我想在这次的设计中我一定会尽全力做好的！ 我国的工业机械手的研究研发开发始于 20世纪 70年代左右。 1972年我国的第一台工业机械手开发制造于上海，随着全国各省都开始研制和研发应用机械手。如今我国正从一个“制造型大国”向“制造型强国”迈 进，中国的制造业正在面临着与国际接轨、世界接轨、参与国际分工的巨大工作和挑战当中，这将会给机械手产业发展注入新的动力和活力 3。随着机械手发展的深度和广度以及机器人智能水平的不断提高，中国的机械手已在众多领域得到了广泛普遍的应用。已经从传统的工业制造领域向非制造领域延伸。如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统用于维护维修的机器人等。在国防军事、医疗卫生、食品加工、生活服务等领域机械手的应用也越来越多。在未来几年，我国将在传感 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 技术、激光技术、工程网络技术中机械手将会被广泛应用，因此这些技术会使机械手的应用更 为高效、高质，运行成本将更低 4。据一系列现象证据表明，今后机械手将在医疗、保健、生物技术和产业、教育、救灾、海洋开发、机器维修、交通运输和农业生产等各领域得到广泛应用。 现代工业机械手起源于 20世纪 50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适 应 产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化 产品 5。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。 在此基础上美国通过不断改进完善，研制出一系列新的机械手，美国的研制十分注意提高机械手的可靠性，改进其 结构，降低其成本。德国从 1970年开始在制造行业中应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自 1969年从美国引进二种典型的机械手后，便开始大力进行机械手的研究。 据报道， 1979年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达 50多个 ； 1976年大学和国家研究部门用在机械手的研究费用 42%； 1979年日本机械手的产值达 443亿日元，产量为 14535台。使用机械手最多的 行业 是汽车工业，其次是电机、电器 和电子行业 。 到目前在日本工作的工业机械手已有 100万台左 右。 第二代机械手设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。第三代机械手（机械人）则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统 柔性制造单元 (重要一环。随着工业机器手（机械人）研究制造和应用的扩大，国际性学术交流活动十 分活跃，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多 6。 课题研究的主要内容 轮轴机床的工作原理 如图 示零件为凸轮轴。凸轮轴是发动机中的重要零件之一，其通常是由具有多段高次曲线型面的非圆轮廓面组成，其升程、转角与砂轮半径之间存在非线性关系，且大部分凸轮轴属细长轴类零件。而凸轮轴加工精度和质量直接影响到发动机的质量、废气排放、使用寿命、节能和效率。图 某型号发动机的凸轮轴示意图，其法兰面上的孔系的加工是 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 在一台卧式单面七工位的机床上完成的 ,该机床用一个多轴头在 5 个加工工位上完成 了 5 道加工工序。在加工工位之前有一个零件装卸工位 ,为了在装卸工位卸下工件 ,必须解决工件的返回问题。为此 ,我们设计了机械手在五个加工工位之后的等待工位抓取工件 ,并实现工件的返回。如图 工位 是装卸工位 ,工位是机械手抓取工位 ,凸轮轴从 工位通过步伐式棘爪输送机构依次自动输送至 工位 ,而机械手用来实现工件由工位返回至工位。 图 轮轴 图 轮轴示意图 图 加工工位布局图 械手总体结构的设计 如图 示， 机械手装置安装在机床的侧面，机 械手大臂的回转运动，靠液压缸 2 通过齿轮、齿条机构来实现。机械手小臂的升降，由油缸 1 驱动。手爪 4 的开合动作由液压缸 3 驱动的连杆、滑块机构来实现。为了确保机械手 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 大臂回转输送时，随行夹具在此时是平面平行移动，采用了平行四边形机构。机械手的动作顺序是：机械手在等待工位 (抓取工件工位 )等候 机械手小臂下降 手爪收拢抓取随行夹具 小臂上升 大臂回转至装卸料工位 小臂下降 手爪放松 小臂上升 大臂回转至等待工位等候。机械手的动作全部采用液压驱动，电气控制。 图 械手结构图 2 机械手的总体设计 1 2 机械手的总体设计 计原则 对液动机械手的基本要求是能快速、准确地拾 就要求它们具有高精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间和灵活的自由度及在任意位置都能自动定位等特性。设计液动机械手的原则是 :充分分析作业对象 (工件 )的作业技术要求，拟定最合理的作业工序和工艺，并满足系统功能要求和环境条件；明确工件的结构形状和材料特性，定位精度要求，抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等，从而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求；尽量选用定型的标准组件，简化设计制造过程，兼顾通用性和专用性，并能实现柔性转换和编程 控制。本次设计的机械手是通用液动上下料机械手（如图 是一种适合于成批或中、小批生产的、可以改变动作程序的自动搬运或操作设备，动作强度大和操作单调频繁的生产场合。它也可用于操作环境恶劣的场合。 图 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其座标型式可分为直角座标式、圆柱座标式、球座标式和关节式。由于本机械手在上下料时手臂具有升降、收缩及回转运动，因此，采用圆柱座标型式。相应的机械手具有三个自由度，为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂 摆动机构，从而增加一个手臂上下摆动的自由度（如图 定大体参数 a. 抓重： 15 千克 b. 自由度数： 4 个 c. 小臂升降范围： 0 200cm d. 大臂回转范围： 0 90 e. 手爪夹持范围： 0 100 本设计机械手夹持工件为凸轮轴，为了使机械手的通用性更强，把机械手的手部结构设计成可更换结构，当工件是棒料时，使用夹持式手部；当工件是板料时，使用气流负压式吸盘。 根据工件的结构特点 ,机械手手指采用平移型双 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 手双指式手 指来夹持工件的两端 ,其手指通过连接架与手指开合油缸端部相连接 ,如图 示。 图 械手结构图 考虑到机械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转运动的机构为回转液压缸。 按照抓取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转和降 (或俯仰 )运动。手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。手臂的各种运动由液压 缸来实现。 考虑到机械手的通用性，同时使用点位控制，因此我们采用可编程序控制器 (机械手进行控制。当机械手的动作流程改变时，只需改变 常方便快捷。 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 a. 机械手的最大抓重是其规格的主参数，由于是采用液动方式驱动，因此考虑抓取的物体不应该太重，查阅相关机械手的设计参数，结合工业生产的实际情况，本设计设计抓取的工件质量为 15公斤。 b. 基本参数运动速度是机械手主要的基本参数。如图 作范围对机械手速度提出了要求，设计 速度过低限制了它的使用范围。而影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩及回转的速度。该机械手最大移动速度设计为 最大回转速度设计为 s/90 ，平均移动速度为 平均回转速度为 s/60 。机械手动作时有启动、停止过程的加、减速度存在，用速度一 行程曲线来说明速度特性较为全面，因为平均速度与行程有关，故用平均速度表示速度的快慢更为符合速度特性。除了运动速度以外，手臂设计的基本参数还有伸缩行程和工作半径。大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。过大的伸缩行程和工作半径，必然带来偏重力矩增大而刚性降低。在这种情况下宜采用自动传送装置为好。根据统计和比较，该机械手手臂的伸缩行程定为 600大工作半径约为 手臂升降行程定为 200 图 范围3 手部结构设计 1 3 手部结构设计 夹持式手部结构由手指 (或手爪 )和传力机构所组成。其传力结构形式比较多，如滑槽杠杆式、斜楔杠杆式、齿轮齿条式、弹簧杠杆式等。 夹持式是最常见的一种，其中常用的有两指式、多指式和双手双指式。按手指夹持工件的部位又可分为内卡式 (或内涨式 )和外夹式两种；按模仿人手手指的动作，手指可分为一支点回转型、二支点回转型和移动型 (或称