　　　最近，全球内带有夹子夹子或手的机械手系统已经发展起来了，多种方法应用其上，有拟人化和非拟人化的，不仅调查了这些系统的机械结构，而且还包括其必要的控制系统，如同人手一样，这些机械人系统可以用它们的手去抓不同的物体，而且不用改换夹子，这些机械手具备特殊的运动能力比如小质量和小惯量，这使被抓物体在机械手的工作范围内做更复杂、更精确的操作变得可能。这些复杂的操作被抓物体绕任意角度和轴旋转。

　　　本论文介绍了用于夹持蜡模机械手的设计。它采用液压驱动，点位程序控制，动作平稳，控制方便。本论文主要阐述该机械手的夹紧、伸缩、升降和回转的设计和计算。首先从机械手的基础知识介绍有关机械手的组成、分类、臂部设计、液压控制的多种方案，再从本次设计所要求的功能原理设计开始，对于不同的方案加以比较和论证，从中可确定出最优方案，并采用其方案，在对其的结构设计的基础上，对其驱动力和驱动力力矩进行计算。着重阐述了机身的设计，具体阐述了机械手的设计原则和步骤，分析了设计时应注意的问题，并对机械手的平稳性及定位精度给予详细的论述。设计并分析了该机械手所用的液压控制的方法和过程。由于经验不足，知识有限，难免有误，有待改进。

关键词液压；机械手；液压缸　　

Wax molded shell robot mechanical part design

Abstract

Recently, the world inside with clamps clips or hand robotic systems have been developed, a variety of methods applied on it, there are anthropomorphic and non-anthropomorphic, not only the investigation of these systems mechanical structure, but also its necessary control system, as manpower, these robotic systems can use their hands to grab different objects, and do not change the clip, these robots possess exceptional athletic ability such as small mass and small inertia, which makes the grasped object in the robot's operating range done within a more complex, more precise operation becomes possible. These complex operations are grasping objects around any angle and axes.

　　　This thesis introduces to used for clipping to hold the outside circle a design for and down anticipating machine hand. It adopts the liquid presses to drive, ordering a procedure control, acting steady, control convenience.

　　　This thesis expatiates the rise and fall of the machine’s hand primarily with the design of the turn-over with compute. Constitute, divide into section form the relevant machine in introduction in knowledge in foundation of the machine hand first, wrist a various projects for and arm department designing, liquid pressing control, start from this design a function for requesting principle, take into the comparison to the different project with the argument, can make sure the superior project from the inside, combine to adopt its project, in as to it’s of the foundation of the construction design, as to it’s driver force and moment proceed the calculation. Emphasize the design that expatiated the fuselage, expatiated the design principle of the machine hand in a specific way with the step, analyzed the problem of design should notice, and give to the steady and fixed position accuracy of the machine hand detailed treatise. Because of experience shortage, the knowledge is limited, difficult do not need the mistake, treat to improve.　　

Keywords manipulator； liquid presses； driving force； fixed position accuracy

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1 机械手在生产中的作用?1

1.2 机械手国内现状和发展趋势1

1.3 论文研究的内容2

第2章蜡模机械手的总功能原及方案的选择与确定4

2.1 功能原理设计4

2.2 初选方案5

2.2.1 方案一5

2.2.2 方案二5

2.3 方案选取6

第3章机械手总体方案总结7

3.1 传动方案的确定7

3.2 规格参数7

3.3 结构特点7

3.3.1 抓取机构7

3.3.2 手臂的回转运动结构8

3.3.3 手臂的升降运动机构8

3.3.4 其它装置8

3.4 机械手的液压传动系统9

第4章机械手的各部分设计10

4.1 手臂部分设计10

4.1.1 手臂部分设计要求10

4.2 手臂回转运动12

4.2.1 回转缸的选取12

4.2.2 回转缸主要参数计算13

4.3 手臂升降运动15

4.3.1 升降运动机构配置形式15

4.3.2 液压缸主要参数的确定16

第5章机械手的其它部分装置18

5.1 行程位置检测装置18

5.2 定位缸18

结论20

参考文献21

致谢22

附录23

机械手总体方案总结

传动方案的确定

　　　考虑到圆柱坐标式的占地面积小而动作范围大的特点，决定采用圆柱坐标式。该机械手的抓取工件为外圆形木杆，此机械手就由手臂升降，伸缩，回转三个自由度，才能满足蜡模制壳的动作要求。　　

规格参数

表2-1 参数表

自由度范围　　速度停止位置数

手臂伸缩500mm250mm/s2

手臂升降600mm300mm/s2

手回转2　

臂力 2.5千克

定位精度 ±3毫米

坐标形式圆柱坐标

驱动源液压驱动

控制方式程序控制

结构特点

抓取机构

　　　因夹持工件不大，故选用二指回转型手爪，其驱动手爪夹紧松开的拉紧装置，采用双作用式单杆活塞液压缸。手爪设计为固定。当液压缸收缩时为夹紧工件。

　　　机械手伸缩运动结构:

　　　此机械手手臂伸缩采用双作用式单杠活塞油缸，伸缩动作是由活塞杆运动实现的，缸体固定不动，其伸缩行程为500毫米，缸体直接安装在回转连接件上，因为承受作用力小，手臂的刚度大，工作时运动平稳。油缸的输油管路固定油管形式，避免外露且安装方便。在手臂伸出端安装可调的定位螺钉，确保送料精度。　　

手臂的回转运动结构

　　　手臂的回转采用单片式液压摆动马达，油缸摆角为180度，使用在180度以内，回转油缸的动片与输出轴固联，输出轴通过键与回转连接件连接，回转油缸的壳体与手臂坐固联，当回转油缸的动片回转时，带动输出轴自转。从而带动手臂坐也绕O——O轴线回转，即为手臂的水平回转运动。　

手臂的升降运动机构

　　　手臂的升降采用了双作用式单杆活塞油缸。其升降行程为300毫米，为了增加升降部分结构的刚性，导向性能好，采用了直径为四柱式导向杆结构，工作时能平稳升降。由于导向杆的存在使活塞杆免受因偏重力矩所造成的弯曲，在此处活塞杆只受到压力作用。　　

其它装置

　　　为使机械手的臂部作回转运动时能够精确定位，在回转部位装有定位油缸，它是单作用式活塞油缸，在活塞杆的端部作成斜楔式。当臂部每转过60度后的终止位置，通过电信号控制二位三通电磁阀接通工作油路，使起定位销作用的活塞杆动作，插入到装在中心齿轮上的带有斜楔槽的定位挡块中，使手臂精确定位。此结构简单，动作灵活。

机械手在生产中的作用?

机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。新世纪，生产水平及科学技术的不断进步与发展带动了整个机械工业的快速发展。现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。然而在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。单靠人力将这些不连续的生产工序衔接起来，不仅费时而且效率不高。同时人的劳动强度非常大，有时还会出现失误及伤害。显然，这严重影响制约了整个生产过程的效率和自动化程度。机械手的应用很好的解决了这一情况，它不存在重复的偶然失误，也能有效的避免了人身事故。?

在机械工业中，机械手的应用具有以下意义：?

1.?可以提高生产过程的自动化程度?

应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。?

2.?可以改善劳动条件、避免人身事故?

在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。同时，在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。

3.可以减少人力，便于有节奏的生产?

应用机械手代替人手进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。

机械手国内现状和发展趋势

目前国内机械于主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面，数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。所以，在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。国外机械手在机械制造行业中应用较多，发展也很快。

目前主要用于机床、横锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。国外机械数的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如位置发生稍许偏差时，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得一定成绩。

目前世界高端工业机械手均有高精化，高速化，多轴化，轻量化的发展趋势。定位精度可以满足微米及亚微米级要求，运行速度可以达到3M/S，量产产品达到6轴，负载2KG的产品系统总重已突破100KG。更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。同时，随着机械手的小型化和微型化，其应用领域将会突破传统的机械领域，而向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展。

目前我国机械手的研发和应用还处在一个发展的阶段，跟美国日本等发达国家相比还有很大的差距，很多产品还需进口，特别是高灵活、高精度的机械手。要使我国机械工业更进一步在发展壮大，就必须提高其自动化程度和生产效率，将人手操作变为机械手操作。同时，国家应加大对机械手及机器人的研发投入，积极开发出拥有自主知识产权的产品，从根本上解决对国外产品的进口需求。

论文研究的内容

在现代工业自动化生产领域里，蜡模制壳是十分重要的工作环节，而实现这个环节的自动化将大大提高生产效率，减少成本并且避免造成对人体的危害。工业机械手就是为了实现这些环节的自动化而设计的。

自动化蜡模制壳装置是蜡模件经过定向机构实现定向排列，然后顺次地由机械手把它夹取送去沾水玻璃、喷砂，并把工件取走放置下一个工位。如工件易损坏，形状复杂，很难实现自动定向，则往往通过人工定位后，再有机械手进行制壳工作。

目前我国研制使用的工业机械手大多数是属于专用机械手，仅有少量的通用机械手。由于通用机械手改变工作程序比较方便，特别适用于多品种、小批量的生产。

通用机械手在工业生产中的应用只有二十来年的历史。这些装置在国外得到相当重视，到七十年代，其品种和数量都有很大的发展，并且研制出了各种具有感觉器官的工业机器人。

我所设计的是蜡模制壳机械手。属于圆柱坐标式，全液压驱动机械手，具有手臂升降，收缩，回转3个自由度，执行机构由手部，手臂伸缩机构，手臂升降机构，手臂回转机构组成。它的工作过程是手臂伸出夹紧蜡模并收回，沾取水玻璃，喷砂，重复沾取喷砂3次，送到下一工位并复位。

　　　为了改善劳动环境，提高生产效率，快速实现工业生产的机械化和自动化，机械手受到很多国家的重视，并被广泛运用。

　　　本文调查学习了机械手发展的现状，通过学习机械手的工作原理，熟悉了机械手的运动机理。在此基础上，确定了蜡模制壳机械手的基本系统结构和机械结构，完成了机械手机械方面的设计工作。文章从蜡模制壳的自由度入手提出了一套总体设计方案，并根据机械手的生产工作要求选取圆柱坐标系为本次设计坐标系。同时，就机械手的组成以及现实作业，给出了具体的手部，臂部和机座的结构形式；并选择液压驱动作为本次设计的驱动机构。设计的蜡模制壳机械手达到了任务要求，能够完整的执行设计动作。

　　　本设计还有很多不足之处，由于自身的知识储备还很浅薄，所以在结构设计，力的计算及系统分析上还可能会有漏洞。这个都需要自己在以后的生活中不断学习研究并通过实践加以完善。

参考文献

1 袁承训.液压与气压传动. 机械工业出版社, 2000年2月:20～60

2 《工业机械手图册》编写组.工业机械手图册.机械工业出版社， 1978年9月:20～306

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4 机械设计手册编委会.液压传动与控制.机械工业出版社,2007年2月:34～190

5 黄清远.机械设计学.机械工业出版社, 2000年2月:20～98

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7 大连理工大学工程化教研室.机械制图（第四版）.高等教育出版社,1974年3月:12～89

8 张利平,灯钟明.液压气动系统设计手册.机械工业出版社,1997年9月:100～300

9 C.Y.Chow，An introductions of Fluid Mechanics． Willy． 1979：50-60

10 Durrant-Whyte.Sensor ．Models and Mutisensor Integertion. Journal of sensors．1992: 97-100

A0装配图.gif

a2底座.gif

a4升降缸缸盖.gif

a4升降缸活塞杆.gif

回转零件图3张.gif

升降缸缸壁.gif

升降缸缸底.gif

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升降缸活塞杆.gif

内容简介：: 哈尔滨理工大学专科生毕业论文哈尔滨理工大学荣成学院本科生毕业设计（论文）任务书学生姓名：牛余鹏学号：0930060102学院：荣成学院专业：机械设计制造及其自动化任务起止时间： 2013年02月25日至 2013年06月 21日毕业设计（论文）题目：蜡模制壳机械手-升降部分机械结构设计毕业设计工作内容：1、实际调研，收集相关资料，完成开题报告；13周。2、结合生产实际，设计机械手的总图，47周。3、设计机械手的升降缸，迴转缸，定位缸结构图；811周。4设计所有零件的工作图；1213周。5、撰写毕业设计论文，准备答辩；1416周。注：要求全部用计算机绘图和打印文稿（交打印件和电子稿）资料：1、工业机器人设计手册；2、非标设计手册；3、液压与气压传动；4、相关的技术资料。指导教师意见：签名：2013年 2 月 24 日系主任意见：签名：2013年2月 25日附录外文文献原文： Simple Manipulator And The Control Of ItAlong with the social production progress and people life rhythm is accelerating, people on production efficiency also continuously put forward new requirements. Because of microelectronics technology and calculation software and hardware technology rapid development and modern control theory, the perfection of the fast development, the robot technology pneumatic manipulator system because its media sources do not pollute the environment, simple and cheap components, convenient maintenance and system safety and reliability characteristic, has penetrated into every sector of the industrial field, in the industrial development plays an important role. This article tells of the pneumatic control robots, furious manipulator XY axis screw group, the turntable institutions, rotating mechanical parts base. Main effect is complete mechanical components handling work, to be placed in different kinds of line or logistics pipeline, make parts handling, transport of goods more quick and convenient.Matters of the manipulator axial linkage simple structure and action processManipulator structure, as shown in figure 1 below have accused of manipulator (1), XY axis screw group (2), the turntable institutions (3), rotating base (4), etc.Figure 1 Manipulator Structure Its motion control mode is: (1) can rotate by servomotor Angle for 360 breath control manipulator (photoelectric sensor sure start 0 point); (2) by stepping motor drive screw component make along the X, Y manipulators move (have X, Y axis limit switches); (3) can rotates 360 can drive the turntable institutions manipulators and bushings free rotation (its electric drag in part by the dc motivation, photoelectric encoder, close to switch etc); (4) rotating base main support above 3 parts; (5) gas control manipulator by pressure control (Zhang close when pressed on, put inflatable robot manipulators loosen) when gas.Its working process for: when the goods arrived, manipulator system begins to move; Stepping motor control, while the other start downward motion along the horizontal axis of the step-motor controller began to move exercise; Servo motor driver arrived just grab goods manipulators rotating the orientation of the place, then inflatable, manipulator clamped goods.Vertical axis stepper motor drive up, the other horizontal axis stepper motor driver started to move forward; rotary DC motor rotation so that the whole robot motion, go to the cargo receiving area; longitudinal axis stepper motor driven down again, arrived at the designated location, Bleed valve, mechanical hand release the goods; system back to the place ready for the next action.II.Device controlTo achieve precise control purposes, according to market conditions, selection of a variety of keycomponents as follows:1. Stepper motor and drive Mechanical hand vertical axis (Y axis) and horizontal (X axis) is chosen Motor Technology Co., Ltd. Beijing Stone 42BYG250C type of two-phase hybrid stepping motor, step angle of 0.9 / 1.8 , current is 1.5A. M1 is the horizontal axis motor driven manipulator stretch, shrink; M2 is the vertical axis motor driven manipulator rise and fall. The choice of stepper motor drive is SH-20403 type, the drive uses 10 40V DC power supply, H-phase bridge bipolar constant current drive, the maximum output current of 3A of the 8 optional, maximum fine of 64 segments of 7 sub-mode optional optical isolation, standard single-pulse interface, with offline capabilities to maintain semi-sealed enclosure can be adapted to environmental conditions even worse, provide semi-current energy-saving mode automatically. Drive the internal switching power supply design to ensure that the drive can be adapted to a wide voltage range, the user can according to their circumstances to choose between the 10 40VDC. Generally the higher rated power supply voltage can improve high-speed torque motor, but the drive will increase the loss and temperature rise. The maximum output drive current is 3A / phase (peak), six drive-panel DIP switch on the first three can be combined 5,6,7 8 out of state, corresponding to the 8 kinds of output current from 0.9A to 3A to meet the different motors. The drive can provide full step, half step improvement, subdivision 4, 8 segments, 16 segments, 32 segments and 64 segments of 7 operating modes. The use of six of the drive panel DIP switches 1,2and3 can be combined from three different states. 2. Servo motors and drives Manipulator with Panasonic servo motor rotational movement A series of small inertia MSMA5AZA1G, the rated 50W, 100/200V share, rotary incremental encoder specifications (number of pulses 2500p / r, resolution of 10000p / r, Lead 11 lines) ; a seal, no brakes, shaft with keyway connections. The motor uses Panasonics unique algorithms, the rate increased by 2 times the frequency response, to 500Hz; positioning over the past adjust the scheduled time by Panasonic servo motor products for the V Series of 1 / 4. With the resonance suppression, control, closed loop control, can make up for lack of mechanical rigidity, in order to achieve high positioning accuracy can also be an external grating to form closed loop control to further improve accuracy. With a conventional automatic gain adjustment and real-time automatic gain Interest adjustment in the automatic gain adjustment methods, which also has RS-485, RS-232C communication port, the host controller can control up to 16 axes. Servo motor drives are a series MSDA5A3A1A, applicable to small inertia motor.3. DC machine 360 swing of the turntable can be a brushless DC motor driven organization, the system is chosen when the profit company in Beijing and the 57BL1010H1 brushless DC motor, its speed range, low-speed torque, smooth running, low noise, high efficiency. Brushless DC motor drive using the Beijing and when Lees BL-0408 produced by the drive, which uses 24 48V DC power supply, a start-stop and steering control, over current, overvoltage and locked rotor protection, and there is failure alarm output external analog speed control, braking down so fast. 4. Rotary encoder Can swing 360 in the body on the turntable, fitted with OMRON E6A2 produced incremental rotary encoder, the encoder signals to the PLC, to achieve precise positioning of rotary bodies. 5. PLC Selection According to the system design requirements, the choice of OMRON CPM2A produced minicomputer. CPM2A in a compact unit integrated with a variety of properties, including the synchronization pulse control, interrupt input, pulse output, analog set and clock functions. CPM2A the CPU unit is a stand-alone unit, capable of handling a wide range of application of mechanical control, it is built in the device control unit for the ideal product. Ensure the integrity of communications and personal computers, other OMRON PC and OMRON Programmable Terminal communication. The communication capability allows the robot to Axis simple easy integration into industrial control systems.III. Software programming 1. Software flow chart PLC programming flow chart is based. Only the design flow, it may be smooth and easy to prepare and write a statement form the ladder, and ultimately complete the process design. So write a flow chart of program design is critical to the task first thing to do. Axis Manipulator based on simple control requirements, drawing flow chart shown in Figure 2.Figure 2 Software flow chart2. Program partBecause space is limited, here only paper listed the first two program segment for readers see. Figure 3 Program part IV. ConclusionAxis simple robot state by the various movements and PLC control, the robot can not only meet the manual, semi-automatic mode of operation required for such a large number of buttons, switches, position detection point requirements, but also through the interface components and Computer Organization PLC industrial LAN, network communication and network control. Axis simple robot can be easily embedded into industrial production pipeline.中文译文：简易机械手及控制随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快,人们对生产效率也不断提出新要求。由于微电子技术和计算软、硬件技术的迅猛发展和现代控制理论的不断完善,使机械手技术快速发展,其中气动机械手系统由于其介质来源简便以及不污染环境、组件价格低廉、维修方便和系统安全可靠等特点,已渗透到工业领域的各个部门,在工业发展中占有重要地位。本文讲述的气动机械手有气控机械手、XY轴丝杠组、转盘机构、旋转基座等机械部分组成。主要作用是完成机械部件的搬运工作,能放置在各种不同的生产线或物流流水线中,使零件搬运、货物运输更快捷、便利。一.四轴联动简易机械手的结构及动作过程机械手结构如下图1所示,有气控机械手(1)、XY轴丝杠组(2)、转盘机构(3)、旋转基座(4)等组成。图1其运动控制方式为：(1)由伺服电机驱动可旋转角度为360的气控机械手(有光电传感器确定起始0点);(2)由步进电机驱动丝杠组件使机械手沿X、Y轴移动(有x、y轴限位开关);(3)可回旋360的转盘机构能带动机械手及丝杠组自由旋转(其电气拖动部分由直流电动机、光电编码器、接近开关等组成);(4)旋转基座主要支撑以上3部分;(5)气控机械手的张合由气压控制(充气时机械手抓紧,放气时机械手松开)。其工作过程为：当货物到达时,机械手系统开始动作;步进电机控制开始向下运动,同时另一路步进电机控制横轴开始向前运动;伺服电机驱动机械手旋转到达正好抓取货物的方位处,然后充气,机械手夹住货物。步进电机驱动纵轴上升,另一个步进电机驱动横轴开始向前走;转盘直流电机转动使机械手整体运动,转到货物接收处;步进电机再次驱动纵轴下降,到达指定位置后,气阀放气,机械手松开货物;系统回位准备下一次动作。二.控制器件选型为达到精确控制的目的,根据市场情况,对各种关键器件选型如下：1.步进电机及其驱动器机械手纵轴(Y轴)和横轴(X轴)选用的是北京四通电机技术有限公司的42BYG250C型两相混合式步进电机,步距角为0.9/1.8,电流1.5A。M1是横轴电机,带动机械手机构伸、缩;M2是纵轴电机,带动机械手机构上升、下降。所选用的步进电机驱动器是SH-20403型,该驱动器采用1040V直流供电,H桥双极性恒相电流驱动,最大3A的8种输出电流可选,最大64细分的7种细分模式可选,输入信号光电隔离,标准单脉冲接口,有脱机保持功能,半密闭式机壳可适应更恶劣的工况环境,提供节能的自动半电流方式。驱动器内部的开关电源设计,保证了驱动器可适应较宽的电压范围,用户可根据各自情况在1040VDC之间选择。一般来说较高的额定电源电压有利于提高电机的高速力矩,但却会加大驱动器的损耗和温升。本驱动器最大输出电流值为3A/相(峰值),通过驱动器面板上六位拨码开关的第5、6、7，三位可组合出8种状态,对应8种输出电流,从0.9A到3A以配合不同的电机使用。本驱动器可提供整步、改善半步、4细分、8细分、16细分、32细分和64细分7种运行模式,利用驱动器面板上六位拨码开关的第1、2、3，三位可组合出不同的状态。2.伺服电机及其驱动器机械手的旋转动作采用松下伺服电机A系列小惯量MSMA5AZA1G,其额定输出50W、100/200V共用,旋转编码器规格为增量式(脉冲数2500p/r、分辨率10000p/r、引出线11线);有油封,无制动器,轴采用键槽连接。该电机采用松下公司独特算法,使速度频率响应提高2倍,达到500Hz;定位超调整定时间缩短为以往松下伺服电机产品V系列的1/4。具有共振抑制功能、控制功能、全闭环控制功能,可弥补机械的刚性不足,从而实现高速定位,也可通过外接高精度的光栅尺,构成全闭环控制,进一步提高系统精度。具有常规自动增益调整和实时自动增益调整两种自动增益调整方式,还配有RS-485、RS-232C通信口,使上位控制器可同时控制多达16个轴。伺服电机驱动器为A系列MSDA5A3A1A,适用于小惯量电动机。3.直流电机可回旋360的转盘机构有直流无刷电机带动,系统选用的是北京和时利公司生产的57BL1010H1无刷直流电机,其调速范围宽、低速力矩大、运行平稳、低噪音、效率高。无刷直流电机驱动器使用北京和时利公司生产的BL-0408驱动器,其采用2448V直流供电,有起停及转向控制、过流、过压及堵转保护,且有故障报警输出、外部模拟量调速、制动快速停机等特点。4.旋转编码器在可回旋360的转盘机构上,安装有OMRON公司生产的E6A2增量型旋转编码器,编码器将信号传给PLC,实现转盘机构的精确定位。5. PLC的选型根据系统的设计要求,选用OMRON公司生产的CPM2A小型机。CPM2A在一个小巧的单元内综合有各种性能,包括同步脉冲控制、中断输入、脉冲输出、模拟量设定和时钟功能等。CPM2A的CPU单元又是一个独立单元,能处理广泛的机械控制应用问题,所以它是在设备内用作内装控制单元的理想产品。完整的通信功能保证了与个人计算机、其它OMRON PC和OMRON可编程终端的通信。这些通信能力使四轴联动简易机械手能方便的融合到工业控制系统中。三.软件编程1.软件流程图流程图是PLC程序设计的基础。只有设计出流程图,才可能顺利而便捷地编写出梯形图并写出语句表,最终完成程序的设计。所以写出流程图非常关键也是程序设计首先要做的任务。依据四轴联动简易机械手的控制要求,绘制流程图如图2所示。图2.软件流程图2.程序部分由于论文篇幅有限,这里只列出了开始两段程序,供读者参阅,见图3。图3 程序列表四.结束语四轴联动简易机械手的各个动作和状态都由PLC控制,不仅能满足机械手的手动、半自动、自动等操作方式所需的大量按扭、开关、位置检测点的要求,更可通过接口元器件与计算机组成PLC工业局域网,实现网络通信与网络控制。使四轴联动简易机械手能方便地嵌入到工业生产流水线中。哈尔滨理工大学学士学位论文蜡模制壳机械手机械部分设计摘要最近，全球内带有夹子夹子或手的机械手系统已经发展起来了，多种方法应用其上，有拟人化和非拟人化的，不仅调查了这些系统的机械结构，而且还包括其必要的控制系统，如同人手一样，这些机械人系统可以用它们的手去抓不同的物体，而且不用改换夹子，这些机械手具备特殊的运动能力比如小质量和小惯量，这使被抓物体在机械手的工作范围内做更复杂、更精确的操作变得可能。这些复杂的操作被抓物体绕任意角度和轴旋转。本论文介绍了用于夹持蜡模机械手的设计。它采用液压驱动，点位程序控制，动作平稳，控制方便。本论文主要阐述该机械手的夹紧、伸缩、升降和回转的设计和计算。首先从机械手的基础知识介绍有关机械手的组成、分类、臂部设计、液压控制的多种方案，再从本次设计所要求的功能原理设计开始，对于不同的方案加以比较和论证，从中可确定出最优方案，并采用其方案，在对其的结构设计的基础上，对其驱动力和驱动力力矩进行计算。着重阐述了机身的设计，具体阐述了机械手的设计原则和步骤，分析了设计时应注意的问题，并对机械手的平稳性及定位精度给予详细的论述。设计并分析了该机械手所用的液压控制的方法和过程。由于经验不足，知识有限，难免有误，有待改进。关键词液压；机械手；液压缸Wax molded shell robot mechanical part design Abstract Recently, the world inside with clamps clips or hand robotic systems have been developed, a variety of methods applied on it, there are anthropomorphic and non-anthropomorphic, not only the investigation of these systems mechanical structure, but also its necessary control system, as manpower, these robotic systems can use their hands to grab different objects, and do not change the clip, these robots possess exceptional athletic ability such as small mass and small inertia, which makes the grasped object in the robots operating range done within a more complex, more precise operation becomes possible. These complex operations are grasping objects around any angle and axes.This thesis introduces to used for clipping to hold the outside circle a design for and down anticipating machine hand. It adopts the liquid presses to drive, ordering a procedure control, acting steady, control convenience.This thesis expatiates the rise and fall of the machines hand primarily with the design of the turn-over with compute. Constitute, divide into section form the relevant machine in introduction in knowledge in foundation of the machine hand first, wrist a various projects for and arm department designing, liquid pressing control, start from this design a function for requesting principle, take into the comparison to the different project with the argument, can make sure the superior project from the inside, combine to adopt its project, in as to its of the foundation of the construction design, as to its driver force and moment proceed the calculation. Emphasize the design that expatiated the fuselage, expatiated the design principle of the machine hand in a specific way with the step, analyzed the problem of design should notice, and give to the steady and fixed position accuracy of the machine hand detailed treatise. Because of experience shortage, the knowledge is limited, difficult do not need the mistake, treat to improve.Keywords manipulator； liquid presses； driving force； fixed position accuracy目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1 机械手在生产中的作用11.2 机械手国内现状和发展趋势11.3 论文研究的内容2第2章蜡模机械手的总功能原及方案的选择与确定42.1 功能原理设计42.2 初选方案52.2.1 方案一52.2.2 方案二52.3 方案选取6第3章机械手总体方案总结73.1 传动方案的确定73.2 规格参数73.3 结构特点73.3.1 抓取机构73.3.2 手臂的回转运动结构83.3.3 手臂的升降运动机构83.3.4 其它装置83.4 机械手的液压传动系统9第4章机械手的各部分设计104.1 手臂部分设计104.1.1 手臂部分设计要求104.2 手臂回转运动124.2.1 回转缸的选取124.2.2 回转缸主要参数计算134.3 手臂升降运动154.3.1 升降运动机构配置形式154.3.2 液压缸主要参数的确定16第5章机械手的其它部分装置185.1 行程位置检测装置185.2 定位缸18结论20参考文献21致谢22附录2321第1章绪论 1.1 机械手在生产中的作用机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。新世纪，生产水平及科学技术的不断进步与发展带动了整个机械工业的快速发展。现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。然而在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。单靠人力将这些不连续的生产工序衔接起来，不仅费时而且效率不高。同时人的劳动强度非常大，有时还会出现失误及伤害。显然，这严重影响制约了整个生产过程的效率和自动化程度。机械手的应用很好的解决了这一情况，它不存在重复的偶然失误，也能有效的避免了人身事故。在机械工业中，机械手的应用具有以下意义：1.可以提高生产过程的自动化程度应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。2.可以改善劳动条件、避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。同时，在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。3.可以减少人力，便于有节奏的生产应用机械手代替人手进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。1.2 机械手国内现状和发展趋势目前国内机械于主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面，数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。所以，在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。国外机械手在机械制造行业中应用较多，发展也很快。目前主要用于机床、横锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。国外机械数的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如位置发生稍许偏差时，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得一定成绩。目前世界高端工业机械手均有高精化，高速化，多轴化，轻量化的发展趋势。定位精度可以满足微米及亚微米级要求，运行速度可以达到3M/S，量产产品达到6轴，负载2KG的产品系统总重已突破100KG。更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。同时，随着机械手的小型化和微型化，其应用领域将会突破传统的机械领域，而向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展。目前我国机械手的研发和应用还处在一个发展的阶段，跟美国日本等发达国家相比还有很大的差距，很多产品还需进口，特别是高灵活、高精度的机械手。要使我国机械工业更进一步在发展壮大，就必须提高其自动化程度和生产效率，将人手操作变为机械手操作。同时，国家应加大对机械手及机器人的研发投入，积极开发出拥有自主知识产权的产品，从根本上解决对国外产品的进口需求。1.3 论文研究的内容在现代工业自动化生产领域里，蜡模制壳是十分重要的工作环节，而实现这个环节的自动化将大大提高生产效率，减少成本并且避免造成对人体的危害。工业机械手就是为了实现这些环节的自动化而设计的。自动化蜡模制壳装置是蜡模件经过定向机构实现定向排列，然后顺次地由机械手把它夹取送去沾水玻璃、喷砂，并把工件取走放置下一个工位。如工件易损坏，形状复杂，很难实现自动定向，则往往通过人工定位后，再有机械手进行制壳工作。目前我国研制使用的工业机械手大多数是属于专用机械手，仅有少量的通用机械手。由于通用机械手改变工作程序比较方便，特别适用于多品种、小批量的生产。通用机械手在工业生产中的应用只有二十来年的历史。这些装置在国外得到相当重视，到七十年代，其品种和数量都有很大的发展，并且研制出了各种具有感觉器官的工业机器人。我所设计的是蜡模制壳机械手。属于圆柱坐标式，全液压驱动机械手，具有手臂升降，收缩，回转3个自由度，执行机构由手部，手臂伸缩机构，手臂升降机构，手臂回转机构组成。它的工作过程是手臂伸出夹紧蜡模并收回，沾取水玻璃，喷砂，重复沾取喷砂3次，送到下一工位并复位。1.送料装置 2.机械手爪 3.机械手臂 4.水玻璃箱 5.沙箱 6.工位三 7.出料装置 8.回转及升降部分图1-1蜡模制壳置示意图第2章蜡模机械手的总功能原及方案的选择与确定2.1 功能原理设计功能原理设计是针对某一确定的功能要求，寻求一些物理效应并且借助某些作用原理来求得一些实现该原理的解法原理。其特点是对于某一产品的特定的工作能力进行抽象化描述，是指某一机器所有的转化能量特性和其他物理特性。其描述方法较像工程学中常用的“黑箱”法来描述。任何一个技术系统中都有输入和输出，把技术系统抽象成黑箱。起输入用物料流M、信息流S、和能量流E、来描述其输出用相应的M、S和E来描述。操作指令 S S 显示物料M M蜡模制壳电气能E 功能原理设计是一种综合。综合是不能有任何方法可循的。它能要求解决的问题是有很多解的问题。它既不是只有唯一解，又不是绝对无解，而且也很难得到绝对理想的解。一般来说，在构思阶段，应尽可能收集各种可能的解法，以便在众多的解法中选出较多满意的解决方法来。总功能分解成若干个功能元素为：夹持松开伸缩上升下降转位复位根据仿生学的原理，机械手的功能单元可以分为：A：手指夹紧、松开工件；B：手臂伸缩使工件沿直线运动；C：升降缸机体升降手臂，回转手臂；D：回转马达回转、定位；E：控制部分控制各部分协调动作；2.2 初选方案根据工作要求设想方案如下2.2.1 方案一底座连接回转缸实现回转运动，回转缸连接伸缩缸实现升降运动，用滑轨和伸缩缸固定夹紧缸实现水平伸缩作用，夹紧缸连接手抓抓取被加工件。如图所示2-1：图1-1 方案一2.2.2 方案二升降缸固定固定在地面实现升降运动，升降缸上连接回转液压马达实现手臂回转运动，回转缸上连接伸缩缸实现手臂水平伸缩，伸缩缸连接夹紧缸夹取零件。如图2-2所示：图1-2 方案2.3 方案选取方案一重心不好确定，且连接件复杂。方案二采用圆柱坐标系，工作原理简单，工作效率高，便于加工。所以选择方案二。第3章机械手总体方案总结3.1 传动方案的确定考虑到圆柱坐标式的占地面积小而动作范围大的特点，决定采用圆柱坐标式。该机械手的抓取工件为外圆形木杆，此机械手就由手臂升降，伸缩，回转三个自由度，才能满足蜡模制壳的动作要求。3.2 规格参数表2-1 参数表自由度范围速度停止位置数手臂伸缩500mm250mm/s2手臂升降600mm300mm/s2手回转2臂力 2.5千克定位精度 3毫米坐标形式圆柱坐标驱动源液压驱动控制方式程序控制3.3 结构特点3.3.1 抓取机构因夹持工件不大，故选用二指回转型手爪，其驱动手爪夹紧松开的拉紧装置，采用双作用式单杆活塞液压缸。手爪设计为固定。当液压缸收缩时为夹紧工件。机械手伸缩运动结构:此机械手手臂伸缩采用双作用式单杠活塞油缸，伸缩动作是由活塞杆运动实现的，缸体固定不动，其伸缩行程为500毫米，缸体直接安装在回转连接件上，因为承受作用力小，手臂的刚度大，工作时运动平稳。油缸的输油管路固定油管形式，避免外露且安装方便。在手臂伸出端安装可调的定位螺钉，确保送料精度。3.3.2 手臂的回转运动结构手臂的回转采用单片式液压摆动马达，油缸摆角为180度，使用在180度以内，回转油缸的动片与输出轴固联，输出轴通过键与回转连接件连接，回转油缸的壳体与手臂坐固联，当回转油缸的动片回转时，带动输出轴自转。从而带动手臂坐也绕OO轴线回转，即为手臂的水平回转运动。3.3.3 手臂的升降运动机构手臂的升降采用了双作用式单杆活塞油缸。其升降行程为300毫米，为了增加升降部分结构的刚性，导向性能好，采用了直径为四柱式导向杆结构，工作时能平稳升降。由于导向杆的存在使活塞杆免受因偏重力矩所造成的弯曲，在此处活塞杆只受到压力作用。3.3.4 其它装置为使机械手的臂部作回转运动时能够精确定位，在回转部位装有定位油缸，它是单作用式活塞油缸，在活塞杆的端部作成斜楔式。当臂部每转过60度后的终止位置，通过电信号控制二位三通电磁阀接通工作油路，使起定位销作用的活塞杆动作，插入到装在中心齿轮上的带有斜楔槽的定位挡块中，使手臂精确定位。此结构简单，动作灵活。3.4 机械手的液压传动系统图2-1 液压传动系统图机械手的动作顺序：液压系统工况分析伸缩缸伸长至工件处加紧缸取件伸缩缸收缩至原位处定位缸电磁阀通电收缩回转缸回转60度定位刚电磁阀断电复位，回转缸被定位电磁阀3通电伸缩缸伸长电磁阀6通电，升降缸下降下降到位后，5通电升降缸上升电磁阀4通电伸缩缸收缩到位电磁阀9通电，定位缸得电松开电磁阀1通电转动60度定位刚电磁阀断电复位，回转缸被定位电磁阀3通电伸缩缸伸长电磁阀6通电，升降缸下降下降到位后，5通电升降缸上升电磁阀4通电伸缩缸收缩到位电磁阀9通电，定位缸得电松开电磁阀2通电转动60度如此循环3次后完成工艺过程回转缸转动120度放置工件工作循环完毕。上述动作均由电磁换向阀实现，用行程开关和时间继电器、步进选线器等电器控制电磁铁线圈通断电，使电磁铁按程序动作，实现液压系统的自动控制。第4章机械手的各部分设计4.1 手臂部分设计手臂是机械手完成各项动作的执行机构，也是其运动部分的主体。在上面分析了机械手的四种坐标形式，综合这四种坐标形式运动的目的，是想达到人的手臂的功能，但是目前技术还是做不到的，因而把运动方式转化为直线移动和旋转运动，这样臂部的结构也就比较简单了。臂部和机座相连，可固定在地面上、机器上或悬挂在横梁滑道上以及可行走的机架上。臂部前端连接腕部或直接连接手部。手臂的作用在于将手爪移动到所需的位置和承受工件、手部和腕部的重量。所以，臂部的结构性能、工作范围、承载能力和动作位置精度直接影响机械手的工作性能。手臂一般有以下几部分组成：1. 动作元件：如直线缸、回转缸、齿轮齿条、连杆凸轮等，它是驱动手臂运动的元件。动作元件与驱动源相配合，就能实现手臂的各种运动。2. 导向装置：手臂在静止状态，要承受由夹持工件重量所产生的弯曲力，以及由于载荷不平衡而产生的扭转力矩M。在运动时又有一个惯性力，为保证手爪的正确位置和动作元件不受较大的弯曲力，手臂必须设置导向装置。3. 手臂：手臂上的动作元件、导向装置和其他装置都要安装在臂上，起支承、连接和承受外力的作用。所以需要臂具有足够的刚性，以免承重后发生形变产生颤动。4. 其他装置：如管路、冷却装置、位置检测机构等。4.1.1 手臂部分设计要求手臂部分设计首先要求实现所要求的运动，为了实现这些运动，需要满足下列几项要求。1手臂部分应承载能力大、刚性好、自重轻根据上述要求，在设计手臂时，要对其进行挠度计算，其变形量应小于许可变形量。我们知道悬臂梁（应当指出机械手的手臂结构不是悬臂梁）的挠度计算公式4为：式中：挠度；弹性模数；载荷；惯性矩；悬臂长。从上式可知，挠度与载荷、悬臂长成正比，而与弹性模数、惯性矩成反比。在与值已确定的情况下，只有增大值，才能减少梁的弯曲变形，而碳钢和合金钢的值差别不大，在之间。所以，为了提高刚度，从材质上考虑意义不大，主要应选用惯性矩大的梁。现把几种常用梁的惯性矩列表比较如下（见表2-1）。从表2-1可知，在截面积和单位重量基本相同的情况下，钢管、工字钢和槽钢的惯性矩要比圆钢大得多，所以，机械手中常用无缝钢管作导向杆，用工字钢或槽钢作支撑板。这样既提高了手臂的刚度，又大大减轻了手臂的自重。但由于本课题中腊模制壳机械手各处受力均不大，可直接采用夜压缸自体承受应力。设计时还应该采取以下措施：（1）在设计手臂部分时，元件越多，间隙越大，刚性就越低因此应尽可能使结构简单。要全面分析各尺寸链，在要求高的部位合理确定补偿环，以减少重要部位的间隙，从而提高刚性。（2）全面分析手臂的受力情况，合理分配给手臂的各个部件，避免不利的受力情况出现；（3）水平放置的手臂，要增加导向杆的刚度，同时提高其配合和相对位置精度，使导向杆承受部分或大部分自重和抓取重量；（4）提高活塞和刚体内部配合精度，可以提高手臂在前伸缩时的刚性。2手臂运动速度要高，惯性要小机械手的运动速度一般是根据生产节拍的要求来决定的。确定了生产节拍和行程范围，就确定了手臂的运动速度（或角速度）。在一般情况下，手臂的移动和回转均要求匀速运动（V和为常数），但在手臂的起动和终止的瞬间，运动是变化的。为了减少冲击，要求起动时间的加速度和终止前的减速度不能太大，否则引起冲击和振动。手臂的运动过程曲线如图2-15所示。手臂回转时产生的惯性力矩为：式中：角加速度；起动或制动前后的角速度差； J 臂部回转对回转中心的转动惯量；臂部零件对其重心的转动惯量；臂部零件作为其重心位置的质点对臂部回转中心的转动惯量。回转半径。计算时，可以把形状复杂的零件划分为几个简单的几何形状来计算。在有关书中可分别查出其的计算公式。从上述公式可知，减少惯性力矩，可采用下列措施：（1）减少手臂运动部件的重量，如采用铝合金等轻质材料；（2）减少手臂运动件的轮廓的尺寸，使手臂结构紧凑小巧；（3）减少回转半径，在按排动作顺序时，一般是先缩会再回转或尽可能在较小前伸位置下进行回转动作。（4）驱动系统中加缓冲装置。3手臂部分动作要灵活要使手臂运动轻快灵活，手臂的结构必须紧凑小巧，或在运动臂上加滚动轴承或采用滚珠导轨。对于悬臂式机械手手臂上零件的布置要合理，以减少回转升降支撑中心的偏重力矩。不然，会引起手臂振动，严重时会使手臂与立柱卡住别坏。对于双臂同时操作的机械手，应使两臂布置尽量对称以达到平衡。4位置精度要高手臂的刚性好，偏重小，惯性力小，则位置精度就容易控制，所以设计手臂时要周密考虑和计算，还要合理的选择机械手的坐标形式。一般来说，直角和圆柱坐标式机械手位置精度较高；关节式机械手的位置最难控制，精度差；在手臂上加设定位装置和自动检测机构，来控制手臂运动的位置精度；还要减少或消除各传动、啮合件的间隙。4.2 手臂回转运动手臂的运动，除了手臂的前后伸缩运动外还有回转运动。本次设计的机械手，它的臂部的回转运动是一种单回转运动。有的机械手不是单回转运动而是复合式的运动，在此不考虑复合运动。实现单回转运动可以有以下几种方案。4.2.1 回转缸的选取1. 回转缸回转缸又称摆动缸。应用回转油缸要比齿轮齿条带动机械手回转结构简单，轻巧美观。但是，由于回转缸的动片与缸体之间配合精度要求较高，加工比较困难，如果精度达不到要求，就会造成严重泄漏，影响正常运转，必须严加密封。2. 齿轮齿条直线缸回转结构齿轮齿条结构是通过齿条的往复运动，带动齿轮回转，其驱动源可以是液压或气压驱动。3. 回转油缸行星齿轮结构它是由回转油缸（摆角），动片与转轴固接在一起，转轴用键与行星齿轮联结，中心轮套在基座上，中心轮是固定不动的。回转油缸与手臂固结在一起。驱动回转油缸回转又带动手臂绕O-O轴回转，形成转臂，故行星轮，中心轮和手臂组成一个行星轮系。4.2.2 回转缸主要参数计算通过对以上几种方案的了解和论证，单片式液压摆动马达的方案最优。其结构如图3-7所示：图3-7该机械手的臂部回转结构采用直接通过轴输出结构。所以按照分块计算惯性力矩有以下结果：导向杆按照对称长杆惯性矩计算公式计算2有：中心点右侧中心点左侧由于液压缸长径比大于5所以按照细长杆惯性矩计算公式计算有：中心点右侧中心点左侧所以经过以上计算有：系统给定动作时间为2s，转动角度为，设定加速时间为0.2s所以有：所以查阅液压设计手册可以选择YMD30单页片摆动液压马达。又有液压马达的工作效率为设为有需要实际输出M=0.943/0.9=10.5通过验算有该马达当输入压力因为涉及液压系统设计该处给定压力即可。4.3 手臂升降运动一般圆柱坐标式，直角坐标式有升降运动，球坐标式有时为了增加提高高度，也有升降运动。由于本次设计的机械手采用的圆柱坐标式，所以，手臂的升降运动是必不可少的。4.3.1 升降运动机构配置形式 1升降机构设在机座内对于中小型规格机械手，多采用这种结构，手臂靠自重下降。 2升降机构设在机座上方一些机械手的升降行程比较大，需设计立柱式结构，支撑升降运动机构，其轮廓尺寸相对比较大。但是在升降行程较大的情况下，手臂悬伸在最大位置时，使手臂对驱动点的偏重力矩很大，不利于升降运动。 3升降机构放在可缩放的机构的平台上这种结构的优点是整个机形高度可以较低，手臂的高度大致就是机械手的高度，手臂回转的转动惯量可以较小，不需升降导向支撑，结构比较紧凑，提升行程大。4升降机构采用单作用单出杆液压缸本次设计的机械手手臂升降机构也采用直线缸，它的结构如图2-21，它设有导向柱，其导向性能好，刚性大，工作平稳，活塞杆顶部为球

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