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滑槽 杠杆 外夹式 机械手 结构 设计

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毕业设计（论文）中期报告题目： 滑槽杠杆外夹式机械手手部结构的设计与仿真 院（系） 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 100208 姓 名 柏 兵 兵 学 号 100208102 导 师 姚 慧 2014年4月15日一、毕业设计（论文）内容简介 （1）调研和收集资料，论述国内外机械手设计的现状和主要发展方向； （2）根据给定的计术指标，确定该机构的设计方案和整体结构； （3）根据机构的设计方案和整体结构，完成该机构的结构设计计算； （4）绘制图纸，机构装配图和零件图，A0图纸（折合）2张； （5）编写设计说明书一份； （6）完成该机械手手部与手臂的装配图、装配模型和运动分析； （7）翻译一篇不少于3000字外文文献资料；2、 设计（论文）进展情况 1、对给定的任务书进行了资料调研和资料收集，其中有机械手图册，工业机器人，液压系统设计，机械设计手册； 2、确定了该机构的设计方案和整体结构，手部结构有三种典型结构，第一种回转型；第二种是移动型；第三种是平面平移型；而本题要求机械手夹持物料回转，因此选回转型的手部结构。回转型的手部结构一般包含滑槽杠杆式和连杆杠杆式两种。因为考虑到升降用液压缸，所以采用滑槽杠杆式手部结构。 3、完成该机构的结构设计计算。在手部结构尺寸的大小一定的情况下，其 机械手的手爪张合角的大小关系到夹持直径范围的大小。手指的长度选取85mm，手指的回转支点到对称中心的距离为60mm。手爪张合角取30度时，夹持范围为80到132mm。满足设计任务书中的80到125mm的要求。 4、完成3000字的外文翻译；三、存在问题及解决措施 1、由于加持部位要有一定的摩擦系数才能保证夹持件不致掉落，对于这一问题。可以对加持部位进行滚压花纹，增大摩擦系数来解决这一问题。 2、手爪张合角的大小如果取26度刚好可以满足条件，但是这样会给加工和设计带来一定的难度。对于这一问题，可以稍微增大手爪张合角到30度。这样既可以满足设计要求，又大大减小了设计和加工难度。四、后期工作安排具体安排： （1）（第12周）完成该机械手手部零件图、手部与手臂的装配图； （2）（第13周）运用Pro/E软件对机械手手部进行模型；（3） (第14周)运用Pro/E软件进行机械手手部夹持物件的运动 仿真；（4）（第15-16周）完成毕业论文； （5）（第17周）复查、整理材料，做好毕业设计答辩准备工作。 西安工业大学毕业设计（论文）任务书院（系） 机电学院 专业 机械设计制造及其自动化 班 姓名 学号 1.毕业设计（论文）题目： 滑槽杠杆外夹式机械手手部结构的设计与仿真 2.题目背景和意义：在现代企业生产过程中，生产线零件搬运的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动的人工完成。本课题针对Y38滚齿机自动上下料机械手装置专门设计一夹持式手部结构，已保证工件抓取可靠，上下料过程无抖动，并且能够实现在机械手的同一循环工作过程中同时完成上、下料动作，提高生产效率。 3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）： 根据组合机构的运动学原理，设计一应用于Y38滚齿机自动上下料机械手的专用手部结构，为配合机械手手抓的抓取与搬运工作，辅助完成手臂结构的确定，同时，运用三维建模软件完成该机构的装配模型并进行运动仿真分析。技术指标（1）夹持直径80-125mm；（2）回转角度90。 4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）： （1）13周：调研并收集资料；（2）36周：确定该机构的设计方案和整体结构；（3）711周：完成该机构的结构设计计算；（4）1215周：完成该机械手手部与手臂的装配图、装配模型和运动分析；（5）16-18周：完成论文撰写，准备答辩。 5.毕业设计（论文）的工作量要求 毕业设计论文一篇，不少于10000字； 实验（时数）*或实习（天数）： 2周 图纸（幅面和张数）*： 机构装配图和零件图，A0图纸（折合）2张； 其他要求： 外文翻译不少于3000字，参考文献不少于15篇。 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日 系（教研室）主任审批： 年 月 日说明：1本表一式二份，一份由学生装订入附件册，一份教师自留。毕I-22 带*项可根据学科特点选填。毕业设计(论文)开题报告题目： 滑槽杠杆外夹式机械手手部结构的设计与仿真院（系） 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 100208 姓 名 柏 兵 兵 学 号 100208102 导 师 姚 慧 2014年03月05日 一、课题的背景、国内外相关研究情况及研究意义工业机械手最早应用在汽车制造工业，常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。工业机械手延伸和扩大了人的 手足和大脑功能，它可替代人从事危险、有害、有毒、低温和高温等恶劣环境中工作：代替人完成繁重、单调重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。目前主要应用与制造业中，特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。工业机械手与数控加工中心，自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统，实现生产自动化。随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，机械手的应用领域日益扩大。工业机械手是在第二次世界大战期间发展起来的，始于40年代的美国橡树岭国家实验室的搬运核原料的遥控机械操作手研究，它是一种主从型的控制系统。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是：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，又试制成一台数控示教再现型机械手。运动系统仿造坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩，用液压驱动；控制系统用磁鼓做储存装置。不少球面坐标式机械手就是在这个基础上发展起来的；同年该公司和普曼公司合并成为万能制动公司，专门生产工业机械手。1962年美国机械铸造公司也实验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运，可做点位和轨迹控制：该机械手的中央立柱可以回转、升降、伸缩，采用液压驱动，控制系统也是示教再现型。虽然这2种机械手出现在六十年代初，但都是国外机械手发展的基础。从60年代后期起，喷漆、弧焊工业机器人相继在生产中开始应用。1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制出一种UnimationVic.arm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业。联邦德国机器制造业是从1970年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业：联邦德国Kuka公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制；日本是工业机器人发展最快，应用国家最多的国家，自1969年从美国引进两种典型机械手后，开始大力从事机械手的研究，目前以成为世界上工业机械手应用最多的国家之一。前苏联自六十年代开始发展应用机械手，主要用于机械化、自动化程序较低、繁重单调、有害于健康的辅助性工作。我国工业机械手的研究与开发始于20世纪70年代。1972年我国第一台机械手开发于上海，随之全国各省都开始研制和应用机械手。从第七个五年计划（1986-1990）开始，我国政府将工业机器人的发展列入其中，并且为此项目投入大量的资金，研究开发并且制造了一系列的工业机器人，有由北京机械自动化研究所设计制造的喷涂机器人，广州机床研究所和北京机床研究所合作设计制造的点焊机器人，大连机床研究所设计制造的氩弧焊机器人，沈阳工业大学设计制造的装卸载机器人等等。这些机器人的控制器，都是由中国科学院沈阳自动化研究所和北京科技大学机器人研究所开发的，同时一系列的机器人关键部件也被开发出来，如机器人专用轴承，减震齿轮，直流伺服电机，编码器等等。我国的工业机械手发展主要是逐步扩大其应用范围。在应用专业机械手的同时，相应的发展通用机械手，研制出示教式机械手、计算机控制机械手和组合式机械手等。可以将机械手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构，设计成典型的通用机构，以便根据不同的作业要求，选用不用的典型机构，组装成各种用途的机械手，即便于设计制造，又便于跟换工件，扩大了应用范围.本课题主要的研究意义是： 1、以提高生产过程中的自动化程度应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。 2、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、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，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的完成作业，使劳动条件得以改善。在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。3、可以减轻人力，并便于有节奏的生产 应用机械手代替人进行工作，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的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都没有机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产二、本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施 1、本课题研究的主要内容 根据组合机构的运动学原理，设计一应用于Y38滚齿机自动上下料机械手的专用手部结构，为配合机械手手抓的抓取与搬运工作，辅助完成手臂结构的确定，同时，运用三维建模软件完成该机构的装配模型并进行运动仿真分析。技术指标（1）夹持直径80-125mm；（2）回转角度90。 2、课题的研究方案 2.1滑槽杠杆式手部设计 滑槽杠杆式手部设计的基本要求 （1）应具有适当的夹紧力和驱动力。 （2）手指应具有一定的开闭范围。 （3）应保证工件在手指内的夹持精度。 （4）要求结构紧凑，重量轻，效率高。 （5）应考虑通用性和特殊要求。 为满足滑槽杠杆的工作要求，现将滑槽杠杆式手部总体设计如图1所示。整个手部结构由手指、销轴、杠杆三大部分组成。 (a) (b)图 1滑槽杠杆式手部结构、受力分析1手指 2销轴 3杠杆 2.2手指的形状和分类 图 2 手指的形状 钳爪式是最常见的一种，其中常用的有两指式（图 2 a）、多指式（图 2 b）和双手双指式（图 2 c）； 图 3 手指运动形式示意图 按模仿人手手指的动作，手指可分为一个支点回转型（图3 a）,二支点回转型（图3 b）和移动型（或称直进型，如图3 c），其中以二支点回转型为基本型式。当二支点回转型手指的二个回转支点的距离缩小到无穷小时，就变成了一个支点回转型手指；同理，当二支点回转型手指的手指长度变成无穷长时，就变成了移动型。回转型手指开闭角较小，结构简单，制造容易，应用广泛。移动型应用较少，其结构比较复杂庞大，但移动型手指夹持直径变化的零件时不影响其轴心的位置，能适应不同直径的工件。根据此次机械手手部设计的综合考虑，本次设计采用两指式二支点回转型手指设计。 2.3三维建模及其运动仿真 运动仿真其实就是做简单的动画，让设备能运转起来模拟真实的运动！比如说，差值动画，相机动画，爆炸动画，视图定向动画，弹簧伸缩模拟动画等等！运动仿真可以模拟你的产品，可以求一些运动轨迹，速度变化，受力情况，部件间干涉，从而发现早期错误，当然还可以给客户做展示等等。目前可以做运动仿真的软件有INVENTOR、CAXTA、UG、SolidWorks、POR/E等。本课题中采用POR/E做机械手手部的仿真运动。运用POR/E软件，对机械手手部进行三维建模，然后采用POR/E对机械手夹持直径为80125mm物件做回转90的运动仿真，观察其运动效果并做运动分析。3、研究方法： （1）采用理论与实际结合的方式并利用现有的条件来设计机械手； （2）结合指导老师的教学经验来提高自己对机械手各个组成部分的研究； （3）查阅大量的有关书籍和资料来扩充自己对机械手的认识，从而进一步 分析设计机械手各主要组成部分。 （4）运用仿真软件对其预期效果进行分析和改进；三、本课题研究的重点及难点,前期已开展的工作 3.1本课题研究的重点本设计的重点是有关机械手手部结构方案的确定及设计，机械手手部与手臂的装配图的绘制，运用POR/E软件进行装配模型和运动分析，掌握材料性能 ，设计技巧，会灵活应用绘图软件。3.2本课题研究的难点 设计过程中的难点是机械手的结构设计、机械手手部应力的计算，各零部件的尺寸计算及强度计算，夹紧力计算，保证有足够的握力，精准的定位，足够的强度和刚度。 3.3前期已开展的工作 （1）对任务书有了清楚地认识和理解，完成了相关资料的搜集和整理。 （2）完成了工业机器人相关知识的阅读和学习。四、完成本课题的工作方案及进度计划 设计的基本要求及进度安排 （1）13周：调研并收集资料； （2）36周：确定该机构的设计方案和整体结构； （3）711周：完成该机构的结构设计计算； （4）1215周：完成该机械手手部与手臂的装配图、装配模型和运动分析； （5）16-18周：完成论文撰写，准备答辩。 参考文献 1 刘明保 、吕春红等机械手的组成机构及技术指标的确定河南高等专科学校学报,2004.12 李超气动通用上下料机械手的研究与开发陕西科技大学，20033 陆祥生 、杨绣莲机械手中国铁道出版社,1985.14张建民工业机械人北京：北京理工大学出版社,19925史国生PLC在机械手步进控制中的应用中国工控信息网,2005.16 李允文工业机械手设计机械工业出版社,1996.47 蔡自兴机械人学的发展趋势和发展战略机械人技术,2001.48 濮良贵、纪名刚机械设计第七版.北京：高等教育出版社,2001.39 王国强虚拟样机技术及其在ADAM S 上的实践M 西安: 西北工业大学出版社, 2002.10王成、王效月虚拟样机技术及ADAMS机械工程与自动化，2004.611 李军ADAMS 实例教程北京：北京理工大学出版社.200212周洪气动技的新术发展液压气动与密封,1999.413王雄耀近代气动机械人（机械手）的发展及应用液压气动与密封,1999.514 王本轶机床设备控制基础北京：机械工业出版社，2005年：283-28815 丁树模液压传动 北京：机械工业出版社，2007年16ClavelR .Deltaa fast robot wth parallel geometry TheInt. Symposium on in dustrial robots( ISIR),Sydney,Australia,1988,91-100.17 John J.CraigIntroduction to Robotics Mechanics and ControlSecond Edition,Addison-Wesley,Reading,MA,1989.18 Durstewitz,M ;Kiefner,B Virtual collaboration environment for aircraft designInformation Visualisation,2002. Proceedings.Sixth International Conference on，10-12 July 2002,Page(s):502- 507目 录(附件)1 封面2 扉页3 目录4 开题报告5 开题报告检查表6 中期报告7 中期检查表8 指导教师评分表9 论文评阅人评分表 10 毕业设计（论文）答辩暨综合评分表 目录 摘要IAbstractII1 绪 论11.1 综述11.2.1 国际发展状况11.2.2 国内发展状况21.2.3 机械手的技术发展方向21.3 机械手的分类31.3.1 机械手的各种运动形式31.3.2 手指的形状和分类41.4 课题主要的研究意义52 机械手手部的计算与分析62.2 手部的计算和分析62.2.1 手抓的力学分析62.2.2 夹紧力与驱动力的计算72.2.3 夹紧力及驱动力的计算72.2.4 手抓夹持范围计算92.2.5 手指夹紧液压缸的尺寸参数的确定103 机械手其他零件设计简介113.1 臂部计算与分析113.1.1 臂部设计的基本要求113.2 手臂的设计计算133.3 机身计算与分析144 基于Pro/E的机械手建模与仿真154.1 Pro/E简介154.2 机械手的PRO/E建模174.2.1支撑板的建模：174.2.2 其他零件的建模204.3 机械手的装配204.3.1 机械手手部的装配204.3.2机械手总装配234.3.3装配图的分解视图254.3机械手的仿真运动275结 论30参考文献31致谢32毕业设计（论文）知识产权声明33毕业设计（论文）独创性声明34 本科毕业设计(论文)题目：滑槽杠杆外夹式机械手手部结构的设计与仿真 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 100208 学 生： 柏兵兵 学 号： 100208102 指导教师： 姚 慧 2014年 06月本科毕业设计(论文)题目：滑槽杠杆外夹式机械手手部结构的设计与仿真 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 100208 学 生： 柏兵兵 学 号： 100208102 指导教师： 姚 慧 2014年 06月滑槽杠杆外夹式机械手手部结构的设计与仿真 摘要随着工业自动化发展的需要，机械手在工业应用中越来越重要。文章主要叙述了机械手的设计计算过程 。首先，本文介绍机械手的作用，机械手的组成和分类，说明了自由度和机械手整体座标的形式。文章中介绍了搬运机械手的设计理论与方法。全面详尽的讨论了搬运机械手的手部以及机身等主要部件的结构设计。最后使用软件对机械手的手部实现运动仿真。 关键词: 机械手；运动仿真；齿轮传动；液压缸； IThe light stable motion transports manipulators design and the movement simulationAbstract The applying of the manipulators are more and more important in the industry, with the development of industrial automation. The paper mainly narrated the design and calculation of light and transfer manipulator.The first，The paper introduces the function,composing and classification of the manipulator,tells out the free-degree and the form of coordinate.At the same time,the paper gives out the primary specification parameter of this manipulator.This article system elaboration industry manipulators design theory and method. The comprehensive exhaustive discussion has transported manipulators hand, the fuselage and so on ,which the major structural design computation.Finally uses the software to carry out the movement simulation for manipulators hand. Keywords: manipulator;motion simulation;gear power transmission; Hydraulic cylinder II西安工业大学毕业设计（论文）1 绪 论1.1 综述用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手1。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。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手2。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。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。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。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。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，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。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。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的重视3。 机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。 随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。1.2 工业机械手的发展概况1.2.1 国际发展状况工业机械手是在第二次世界大战期间发展起来的，始于40年代的美国橡树岭国家实验室的搬运核原料的遥控机械操作手研究，它是一种主从型的控制系统。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是：机体上安装1一回转长臂，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，又试制成一台数控示教再现型机械手。运动系统仿造坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩，用液压驱动；控制系统用磁鼓做储存装置。不少球面坐标式机械手就是在这个基础上发展起来的；同年该公司和普曼公司合并成为万能制动公司，专门生产工业机械手。1962年美国机械铸造公司也实验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运，可做点位和轨迹控制：该机械手的中央立柱可以回转、升降、伸缩，采用液压驱动，控制系统也是示教再现型。虽然这2种机械手出现在六十年代初，但都是国外机械手发展的基础。从60年代后期起，喷漆、弧焊工业机器人相继在生产中开始应用。1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制出一种UnimationVic.arm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业。联邦德国机器制造业是从1970年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业：联邦德国Kuka公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制；日本是工业机器人发展最快，应用国家最多的国家，自1969年从美国引进两种典型机械手后，开始大力从事机械手的研究，目前以成为世界上工业机械手应用最多的国家之一。前苏联自六十年代开始发展应用机械手，主要用于机械化、自动化程序较低、繁重单调、有害于健康的辅助性工作4。1.2.2 国内发展状况我国工业机械手的研究与开发始于20世纪70年代。1972年我国第一台机械手开发于上海，随之全国各省都开始研制和应用机械手。从第七个五年计划（1986-1990）开始，我国政府将工业机器人的发展列入其中，并且为此项目投入大量的资金，研究开发并且制造了一系列的工业机器人，有由北京机械自动化研究所设计制造的喷涂机器人，广州机床研究所和北京机床研究所合作设计制造的点焊机器人，大连机床研究所设计制造的氩弧焊机器人，沈阳工业大学设计制造的装卸载机器人等等。这些机器人的控制器，都是由中国科学院沈阳自动化研究所和北京科技大学机器人研究所开发的，同时一系列的机器人关键部件也被开发出来，如机器人专用轴承，减震齿轮，直流伺服电机，编码器等等。我国的工业机械手发展主要是逐步扩大其应用范围。在应用专业机械手的同时，相应的发展通用机械手，研制出示教式机械手、计算机控制机械手和组合式机械手等。可以将机械手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构，设计成典型的通用机构，以便根据不同的作业要求，选用不用的典型机构，组装成各种用途的机械手，即便于设计制造，又便于跟换工件，扩大了应用范围.1.2.3 机械手的技术发展方向国内外使用的实际上定位控制机械手5，没有“视觉”和“触觉”反馈。目前，世界各国正积极研制带有“视觉”和“触觉”的工业机械手，使它能对所抓取的工件进行分辨，选取所需要的工件，并正确的加持工件，进而精确的在机器中定位、定向。为使机械手有“眼睛”去处理方位变化的工件和分辨形状不同的零件，它由视觉传感器输入三个视图方向的视觉信息，通过计算机进行图形分辨，判别是不是所要抓取的工件。为防止握力过大引起物件损坏或握力过小引起物件滑落下来，一般采用两种方法：一种是检测把握物体手臂的变形，以选择适当的握力，另一种是直接检测指部与物体的滑落位移，来修正握力。因此这种机械手具有以下几个方面的性能：（1）能准确的抓住方位彼岸哈的物体。（2）能判断对象的重量。（3）能自动劈开障碍物。（4）抓空或抓力不足时能检测出来。这种具有感知能力并能对感知的信息做出反应的工业机械手称为智能机械手，它是有发展前途的。现在工业机械手的使用范围只限于在简单重复的操作方面节省人力，代替人从事繁重、危险的工作，在恶劣环境下尤其明显，至于在汽车工业和电子工业之类的费工的工业部门，机械手的应用情况不能说是很好的，其原因之一是，工业机械手的性能还不能满足这些工业部门的要求，适合机械手工作的范围很狭小，另外经济性问题也很严重，利用机械手节约人力从经济上看不一定总是合算的。然而利用机械手实现生产合理化的要求，今后还会持续增长，只要技术方面和价格方面存在的问题获得解决，机械手的应用必将飞跃发展6。1.3 机械手的分类1.3.1 机械手的各种运动形式活动度的组合不同，机械手的运动图形也是不相同的，基本上可归纳为下列四种运动形式7。 （1）直移型 这种运动形式的机械手，其臂部只具有沿直角坐标轴线作直线移动的活动度，即臂部只是作伸缩、升降和平移等运动，它的运动范围的图形可以是一条直线、一个矩形平面或一个长方体。这种形式的机械手结构简单，运动直观性强，便于实现一定的精度要求，但其所占据的空间位置大，相应的工作范围较小，因此大多采用悬挂式结构，适于在机床成行排列的生产线上作上下料和工位间传送工件只用。 （2）回转型 这种运动形式的机械手，其臂部均具有水平回转这个活动度。此活动度与臂部的伸缩和升降两个活动度组合成一个完整的会转型机械手。它的运动范围图形视其活动度的不同，可以使一圆弧曲线、一扇形平面、一圆柱面和一空心圆柱体范围。其特征轮廓为圆，特征运动为回转，因此为方便起见，称之为会转型。会转型与直移型机械手相比，包吃了运动直观性较强的优点，同时所占空间更小，结构更紧凑，工作范围更广，是目前应用较多的一种形式。诞生，这类机械手说神将结构显示，一般不能提取地面上的工件。 （3）俯仰型 这种运动型式的机械手，其臂部除了具有水平会转这个活动度外，还具有臂部俯仰这一活动度。这两个活动度与臂部伸缩活动度和成一个完整的俯仰型机械手。它的运动范围图形为一空心球体，特征运动为俯仰，为方便起见成俯仰型。通常将只具有臂部俯仰而无臂部回转活动度的机械手，称之为俯仰型，因此其结构与俯仰型接近。俯仰型机械手与回转型相比，在占有同样大小空间的情况下，可扩大工作范围；能将臂部伸向地面，完成地面提取工件的任务。其不足之处是运动直观性差；结构较复杂；臂部有两个回转运动，它们引起的臂部的端部位置误差会随着臂部伸长而放大。 （4）屈伸型 何种运动型的机械手，臂部有大臂和小臂两部分，除了大臂具有水平回转和俯仰活动度外，小臂相对大臂还有一俯仰运动。从形态上看，小臂相对大臂作屈伸运动，根据此特征称之为屈伸型，它的运管的范围图形为球体。它具有与人体上肢更类似的结构，可以再以臂部最大伸展长度为半径的球体范围内提取工件，灵活性很大；与其他类型相比，占有空间最小，工作范围最大，而且可以绕过障碍物提取工件；但其运动直观性更差，臂部前端位置是由几个转角确定的，因此要达到较高的位置精度时，需要教复杂的设计与制造。当然，机械手的一运动型式除了上述四种基本形式外，还可以有由这些基本运动组合而成的复合型式。1.3.2 手指的形状和分类 图 1.1 手指的形状钳爪式是最常见的一种，其中常用的有两指式（图 2 a）、多指式（图 2 b）和双手双指式（图 2 c）； 图 1.2 手指运动形式示意图 按模仿人手手指的动作，手指可分为一个支点回转型（图1.2 a）,二支点回转型（图1.2 b）和移动型（或称直进型，如图1.2 c），其中以二支点回转型为基本型式。当二支点回转型手指的二个回转支点的距离缩小到无穷小时，就变成了一个支点回转型手指；同理，当二支点回转型手指的手指长度变成无穷长时，就变成了移动型。回转型手指开闭角较小，结构简单，制造容易，应用广泛。移动型应用较少，其结构比较复杂庞大，但移动型手指夹持直径变化的零件时不影响其轴心的位置，能适应不同直径的工件。根据此次机械手手部设计的综合考虑，本次设计采用两指式二支点回转型手指设计。1.4 课题主要的研究意义1、以提高生产过程中的自动化程度应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。2、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、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，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的完成作业，使劳动条件得以改善。在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。3、可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用机械手代替人进行工作，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的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都没有机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。 5 2 机械手手部的计算与分析外夹式手部是由手指，传动机构和驱动装置三部分组成8，它对抓取各种形状的工件具有较大的适应性，可以抓取轴，盘，套类零件，一般情况下多采用两个手指。手部示意图如下：2.2 手部的计算和分析2.2.1 手抓的力学分析本课题针对Y38滚齿机自动上下料机械手装置专门设计一夹持式手部结构，已保证工件抓取可靠，上下料过程无抖动，并且能够实现在机械手的同一循环工作过程中同时完成上、下料动作，提高生产效率。所以机械手夹持的对象为圆柱型锻钢，半径为80-125mm。 下面对其基本结构进行力学分析：滑槽杠杆 图2-2（a）为常见的滑槽杠杆式手部结构。 图2.1滑槽杠杆式手部结构、受力分析1手指 2销轴 3杠杆1在杠杆3的作用下，销轴2向上的拉力为F，并通过销轴中心O点，两手指1的滑槽对销轴的反作用力为F1和F2，其力的方向垂直于滑槽的中心线和并指向点，交和的延长线于A及B。 由=0 得 =0 得 由=0 得h （2.1）式中 a手指的回转支点到对称中心的距离（mm）. 工件被夹紧时手指的滑槽方向与两回转支点的夹角。由分析可知，当驱动力一定时，角增大，则握力也随之增大，但角过大会导致拉杆行程过大，以及手部结构增大，因此最好=。2.2.2 夹紧力与驱动力的计算手指加在工件上的夹紧力，是设计手部的主要依据，必须以其大小，方向与作用点进行分析、计算。一般来说，夹紧力必须克服工件重力所产生的静载荷以及工件运动状态变化所产生动的载荷，以使工件保持可靠的加紧状态。2.2.3 夹紧力及驱动力的计算手指加在工件上的夹紧力，是设计手部的主要依据。必须对大小、方向和作用点进行分析计算。一般来说，需要克服工件重力所产生的静载荷以及工件运动状态变化的惯性力产生的载荷，以便工件保持可靠的夹紧状态。手指对工件的夹紧力可按公式计算： （2.2）式中 安全系数，通常1.22.0； 工作情况系数，主要考虑惯性力的影响。可近似按下式估其中a，重力方向的最大上升加速度； 运载时工件最大上升速度 系统达到最高速度的时间，一般选取0.030.5s 方位系数，根据手指与工件位置不同进行选择。 G被抓取工件所受重力（N）。表2.1 液压缸的工作压力作用在活塞上外力F（N）液压缸工作压力Mpa作用在活塞上外力F（N）液压缸工作压力Mpa小于500050000以上计算：设a=40mm,b=85mm,1040;机械手达到最高响应时间为0.5s，求夹紧力和驱动力和驱动液压缸的尺寸。(1) 设 =1.02 根据公式，将已知条件带入： FN=1.5*1.02*0.5*98=74.97N （2）根据驱动力公式得： F计算 =337N （3）取 F实际 =396.5N （4）确定液压缸的直径D 选取活塞杆直径d=0.4D,选择液压缸压力油工作压力P=0.81MPa, D2 =0.027m根据表（JB826-66），选取液压缸内径为：D=30mm,则活塞杆内径为： d=D*0.4=12mm,故选d=14mm。2.2.4 手抓夹持范围计算为了保证手抓张开角为，活塞杆运动长度为34mm。手抓夹持范围，手指长85mm,当手抓没有张开角的时候，如图2.2（a）所示，根据机构设计，它的最小夹持半径=40，当张开时，如图2.2（b）所示，最大夹持半径计算如下： 84mm机械手的夹持半径从4084mm (a) (b） 图2.2手抓张开示意图一般夹持误差不超过1mm,分析如下：工件的平均半径：，手指长,取V型夹角偏转角按最佳偏转角确定：计算 当S时带入有：夹持误差满足设计要求。2.2.5 手指夹紧液压缸的尺寸参数的确定 根据夹紧力和驱动力的计算，初步确定了液压缸的内径30mm，行程为34mm；下面要确定液压缸的缸筒长度L。缸筒长度L由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即：L=l+B+A+M+C式中：l为活塞的最大工作行程；B为活塞宽度，一般为(0.6-1)D;A为活塞杆导向长度，取(0.6-1.5)D;M为活塞杆密封长度，由密封方式定；C为其他长度，在此由于定位方式为定位块式，需要保留一定的缸体冗余长度作为缓冲，以免在运动过程中损伤到缸体，所以C取32.8mm。一般缸筒的长度最好不超过内径的20倍。另外，液压缸的结构尺寸还有最小导向长度H。所以：L=22+0.6D+D+0.6D+C=120mm液压缸缸底厚度计算，本液压缸选用平行缸底，且缸底无油孔时，其中h为缸底厚度；为液压缸内径；为实验压力；为缸底材料的许用应力，液压缸选用缸体材料为45号钢，。 ，所以选取厚度。23 3 机械手其他零件设计简介3.1 臂部计算与分析3.1.1 臂部设计的基本要求手臂部件是机械手的主要执行部件。它的作用是支承腕部和手部（包括工作），并带动它们作空间转动。臂部运动的目的：把手部送到空间范围内的任意一点。因此，臂部具有三个自由度才能满足基本要求：即手臂绕横轴旋转，左右回转和俯仰运动。手臂的各种运动由油缸驱动和各种传动机构来实现，从背部的受力情况分析，它在工作中既直接承受腕部，手部和工件的静动载荷，而且自身运动又较多，故受力复杂。因而，它的结构，工作范围，灵活性以及抓重大小和定位精度等都直接影响机械手的工作性能。机身是固定的，它直接承受和传动手臂的部件，实现臂部的回转等运动。臂部要实现所要求的运动，需满足下列各项基本要求： （1）机械手臂式机身的承载机械手臂式机身的承载能力，取决于其刚度，结构上采用水平悬伸梁形式。显然，伸缩臂杆的悬伸长度愈大，则刚度逾差，而且其刚度随支臂杆的伸缩不断变化，对于机械手的运动性能，位置精度和负荷能力等影响很大。为可提高刚度，尽量缩短臂杆的悬伸长度，还应注意：根据受力情况，合理选择截面形状和轮廓尺寸臂部和机身既受弯曲（而且不仅是一个方向的弯曲）也受扭转，应选用抗弯和抗扭刚度较高的截面形状。所以机械手常用工字钢或槽钢作为支撑板，这样既提高了手臂的刚度，又大大减轻了手臂的自重，而且空心的内部还可以布置驱动装置，传动机构以及管道，有利于结构的紧凑，外形整齐。高支承刚度和选择支承间的距离臂部和机身的变形量不仅与本身刚度有关，而且同支撑的刚度和支撑件间距离有很大关系，要提高刚度，除从支座的结构形状，底板的刚度以及支座与底版的连接刚度等方面考虑外，特别注意提高配合面间的接触刚度。合理布置作用力的位置和方向在结构设计时，应结合具体受力情况，设法使各作用力的变形相互抵消。a）设计臂部时，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，确定调整补偿环节，以及减少重要不见的间隙，从而提高刚度。 b）水平放置的手臂，要增加导向杆的刚度，同时提高其配合精度和相对位置精度，使导向杆承受部分或者大部分自重。c）提高活塞和刚体内径配合精度，以提高手臂俯仰的刚度。 （2）臂部运动速度要高，惯性要小机械手臂的运动速度是机械手主要参数之一，它反映机械手的生产水平，一般是根据生产节拍的要求来决定。在一般情况，手臂回转俯仰均要求均速运动，（v和w为常数），但在手臂的启动和终止瞬间，运动是变化的，为了减少冲击，要求启动时间的加速度和终止前的加速度不能太大，否则引起冲击和振动。对于告诉运动的机械手，其最大移动速度设计在10001500mm/s，最大回转角速度设计在内，在大部分行程距离上平均移动速度为1000mm/s内，平均回转角速度为内。为减少转动惯量的措施：减少手臂运动件的重量，采用铝合金等轻质高强度材料。减少手臂运动件的尺寸轮廓。减少回转半径，在安排机械手动作顺序时，先缩后回转（或先回转后伸），尽可能在前伸位置下进行回转动作，并且驱动系统中设有缓冲装置。 （3）手臂动作应灵活为减少手臂运动件之间的摩擦阻力，尽可能用滑动摩擦代替滑动摩擦。对于悬臂式的机械手，其传动件，导向件和定位件布置应合理，使手臂运动过程尽可能平衡，以减少对升降支撑轴线的偏心力矩，特别要防止发生“卡死”的现象（自锁现象）。为此，必须计算使之满足不自锁的条件。计算零件重量，可分解为规则的体形进行计算。计算零件重心位置，求出重心至回转轴线的距离。求重心位置并计算偏重力臂： （3.1） （3.2）计算偏重力矩： （3.3） （4）位置精度要高一般说来，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；在手册上加设定位装置和自检测机构，能较好的控制位置精度，检测装置最好装在最后的运动环节以减少或消除传动，啮合件的间隙。除此之外，要求机械手通用性要好，能适合做各种作业的要求；工艺性要好，便于加工和安装；用于热加工的机械手，还要考虑隔热，冷却；用于作业区粉尘大的机械手，还要设置防尘装置等。3.2 手臂的设计计算通常先进行粗略的估算，根据运动参数初步确定有关机构的主要尺寸，在进行校核计算，修正设计。设小臂L=400mm,D=60mm手臂回转驱动力矩，应该与手臂运动时所产生的惯性力矩及各密封装置处的摩擦阻力矩相平衡。 （3.4） 惯性力矩的计算 （3.5） 式中 角速度变化量（），在起动过程中=；t起动过程的时间(s);手臂回转部件（包括工件）对回转轴线的转动惯量（）。若手臂回转零件的重心与回转轴的距离为，则 （3.5） 式中 回转零件的重心的转动惯量。 （3.6） 回转部件可以等效为一个长700mm，直径为60mm的圆柱体，质量为68.37Kg.设置起动角度=180，则起动角速度=0.314，起动时间设计为0.1s。 经过以上的计算3.3 机身计算与分析机身是直接支撑和传动手臂的部件。一般实现臂部的升降，回转或俯仰等运动的驱动装置或传动件都安装在机身上，或者直接构成机体的躯干与底座相连。因此，臂部的运动愈多，机身的结构和受力情况就愈复杂。机身既可以是固定的，也可以是行走的，即可以沿地面或架空轨道运动。此次设计机身为地面轨道运动式。它的驱动系统是Y系列三相异步电动机其型号为Y132S2功率7.5KW转速2900r/min，再电动机后接了齿轮减速器其减速比为12。由以上对机身的分析和前面的计算完成机身结构图见附录。由以上对机械手各执行机构的分析与计算，完成机械手总装配图见附录。 4 基于Pro/E的机械手建模与仿真运动仿真其实就是做简单的动画，让设备能运转起来模拟真实的运动！比如说，差值动画，相机动画，爆炸动画，视图定向动画，弹簧伸缩模拟动画等等！运动仿真可以模拟你的产品，可以求一些运动轨迹，速度变化，受力情况，部件间干涉，从而发现早期错误，当然还可以给客户做展示等等。目前可以做运动仿真的软件有INVENTOR、CAXTA、UG、SolidWorks、POR/E等。本课题中采用POR/E做机械手手部的仿真运动。运用POR/E软件，对机械手手部进行三维建模，然后采用POR/E对机械手夹持直径为80125mm物件做回转90的运动仿真，观察其运动效果并做运动分析。4.1 Pro/Engineer简介Pro/Engineer是美国PTC公司的产品17，于1988年问世。10多年来，经历20余次的改版，已成为全世界及中国地区最普及的3D CAD/CAM系统的标准软件，广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、航天、家电、玩具等行业。 Pro/E是全方位的3D产品开发软件包，和相关软件Pro/DESINGER（造型设计）、Pro/MECHANICA（功能仿真），集合了零件设计、产品装配、模具开发、加工制造、钣金件设计、铸造件设计、工业设计、逆向工程、自动测量、机构分析、有限元分析、产品数据库管理等功能，从而使用户缩短了产品开发的时间并简化了开发的流程；国际上有27000多企业采用了PRO/ENGINEER软件系统，作为企业的标准软件进行产品设计。下面就Pro/ENGINEER的特点进行简单的介绍。 （1）主要特性全相关性：Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。基于特征的参数化造型：Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。 （2）数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了Pro/ENGINEER独特的全相关性功能，因而使之成为可能。 （3）装配管理：Pro/ENGINEER的基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体中零件的数量不受限制。 （4）易于使用：菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得容易学习和使用。ProE包含了许多的功能模块，本设计中主要用到以下三个模块： （1）ProEngineer Pro/Engineer是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不像其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/ Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用 C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下(没有任何附加模块)具有大部分的设计能力，组装能力(人工)和工程制图能力(不包括ANSI，ISO， DIN或 JIS标准)，并且支持符合工业标准的绘图仪(HP，HPGL)和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。Pro/Engineer功能如下： 特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）； 参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）； 通过零件的特征值之间，载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计。 支持大型、复杂组合件的设计(规则排列的系列组件，交替排列，ProPROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等)。 贯穿所有应用的完全相关性(任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动)。其它辅助模块将进一步提高扩展 ProENGINEER的基本功能。 （2）ProASSEMBLYPro/ASSEMBLY是一个参数化组装管理系统，能提供用户自定义手段去生成一组组装系列及可自动地更换零件。Pro/ASSEMBLY是 Pro/ADSSEMBLY的一个扩展选项模块，只能在 Pro/Engineer环境下运行，它具有如下功能：1 在组合件内自动零件替换(交替式)；2 规则排列的组合(支持组合件子集)；3 组装模式下的零件生成(考虑组件内已存在的零件来产生一个新的零件)；4 Pro/ASSEMBLY里有一个 Pro/Program模块，它提供一个开发工具。使用户能自行编写参数化零件及组装的自动化程序，这种程序可使不是技术性用户也可产生自定义设计，只需要输入一些简单的参数即可；5 组件特征(绘零件与，广组件组成的组件附加特征值如：给两中零件之间加一个焊接特征等）。 （3）Pro/ENGINEER Mechanism Dynamics Pro/ENGINEER Mechanism Dynamics虚拟地仿真运动组件的加速力和重力的反作用力了解动力效应16，工程师无需等待实物样机就能测试产品的动力耐久性，利用 Pro/ENGINEER 机构动力学仿真，可以虚拟地仿真运动组件的加速力和重力的反作用力。而且，您可以综合考虑诸如弹簧、电动机、摩擦力和重力等动力影响，相应地调整产品性能。无需背上研制样机的高昂费用负担就能获得最大的设计信心。 功能及益处：综合考虑弹簧、阻尼器、电动机、摩擦力、重力和定制的动力负载，以评估产品性能。使用设计研究来优化机构在一组输入变量下的性能，创建准确的运动包络，以用于干涉和空间声明研究中。通过动力学分析获得准确的测量值，以设计更坚固、更轻和更高效的机构，直接从动力学仿真中创建优质动画。4.2 机械手的Pro/Engineer建模机械手的建模主要对手爪、液压缸、活塞、以及支撑板的建模，并完成部件的装配图。4.2.1支撑板的建模： 支撑板是对称结构，但是有很多的曲线线条，在板面中不仅有孔而且也有突起部位，所以建模时可以先绘制草图，在通过中心线镜像，完成草图后拉伸。在选择其需要修改的平面。 主要命令包括使用【草绘】工具、【拉伸】工具、【基准曲线】工具、【镜像】工具以及阵列工具等。建模步骤：（1） 在软件中单击工具栏中的按钮，在弹出的【新建】对话中选择“零件” 类型，并选中“使用缺省板”选项，在【名称】栏输入新建文件“zhichengban”。（2） 单击【新建】中的【确定】，进入零件设计工作界面。（3） 在界面中单击按钮，并选则top面进行草图绘制，如下图4.1所示 图4-1 支撑板草图 （4） 点击草图右下角按钮，在输入10，到达如下图4.2效果； 图4.2支撑板草图拉伸效果图（6） 在界面中继续选择拉伸按钮，在需要拉伸的面上进行草图绘制，效果如图4.3所示 图4.3 基准面草图绘制输入拉伸高度60，得到下图4-4所示模型； 图4.4 草图拉伸效果图通过此步骤，根据零件的机构在不同的面上进行拉伸。得到如下图4.5的零件模型； 图4.5 支撑板三维图4.2.2 其他零件的建模 其他零件的建模详见零件三维模型。4.3 机械手的装配4.3.1 机械手手部的装配 装配过程中主要操作主要包括：使用【添加元件】工具 、【坐标系】约束、【对齐】约束、【插入】约束、【匹配】约束完成模型的绘制。 1.选择【新建】对话框，选择新建类型为【组件】，取消【使用缺省模板】，单击【确定】按钮，在弹出的【新建文件选项】对话框中选择模板为【mmns-asn-desighn】如图4.6 图4.6 工作页面选择 1.选择【添加元件】工具，系统弹出【打开】对话框，在对话框中选择“shoujia.prt”文件，然后单击【打开】按钮，手架部位被弹出打开并出现在主窗口中，同时系统弹出【添加元件】操作控制面板。按鼠标中间确定模型的位置。 选择【添加元件】工具，打开“b.prt”文件，点击放置，弹出【放置】上滑面板，选择约束类型为【插入】，分别点击选取两个组件的轴线，使两个组件的中心轴线自动对齐，如图4.7所示 图4.7 装配关系选取 继续点击放置，点击新建约束，选择【配对】，偏移位移选择为【重合】，点击手爪的面与手架孔凸起的面，使其重合，如图4.8所示 图4.8 约束设置选择确定图标，得到图4.9所示的装配图 图4.9 装配效果图选择【添加元件】工具，打开其他文件，装配方法与“b.prt”的装配方法类似。最终得到手部的装配图如4.10所示 图4.10 手部装配图4.3.2机械手总装配如图4.11所示 图4.11 机械手装配图去除箱体后的总装图如图4.12所示 图4.12 去除箱体的机械手装配图4.3.3装配图的分解视图1.图4.13所示为手部的分解视图 图4.13 机械手手部分解图2.图4.14为总装图的分解视图 图4.14 机械手分解图(一） 图4.14 机械手分解图(二） 图4.14 机械手分解图(三）4.3机械手的仿真运动运动仿真其实就是做简单的动画，让设备能运转起来模拟真实的运动！比如说，差值动画，相机动画，爆炸动画，视图定向动画，弹簧伸缩模拟动画等等！运动仿真可以模拟你的产品，可以求一些运动轨迹，速度变化，受力情况，部件间干涉，从而发现早期错误，当然还可以给客户做展示等等。 此次只对机械手的手部做局部仿真。 对手部输入一定的参数，得到位移与时间的关系图。 图4.15 活塞运动路径分析图从图中我们可以看到，活塞的运动速度为15mm/s,活塞的起点为（-45，0）处，经过3.5s后，活塞向前运动42mm,然后活塞开始反向运动，经3.5s后返回原点，总共耗时7s；所以活塞做周期为7s的往复运动。图4.16 手爪旋转运动分析图从图中我们可以看出，手爪旋转点的初始位置为（10，0),旋转速度为14mm/s,也做周期为7s的周期运动，与活塞的运动周期保持一致。 5结 论在近三个月的毕业设计研究与制作中，这是一次为数不多的自主独立设计并在老师的指导下完成的已经作品，这既是机遇也是挑战。这次毕业设计也是对我们大学四年所学知识的一次总结与应用，更是升华。他让我更好的理解了我们机械行业在社会生产中的重要作用和他强大的生命力。这次设计中，我集中精力学习了P