多工位沖床專用機(jī)械手設(shè)計(jì)

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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 設(shè)計(jì)（論文）題目：多工位沖床?專用機(jī)械手?設(shè)計(jì) 系： 123 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制?造及其自動(dòng)?化 班級(jí)： 123 學(xué)號(hào)： 123 學(xué)生： 123 指導(dǎo)教師：123 接受任務(wù)時(shí)?間 教研室主任? （簽名）　　系主任 （簽名） 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容?及基本要求? 1）、規(guī)格參數(shù)： 抓重;3公斤（吸盤吸力為?1公斤）；自由度數(shù):3個(gè)；座標(biāo)型式:直角座標(biāo) 手臂運(yùn)動(dòng)參?數(shù)：伸

2、縮行程:100毫米?，升降行程:30毫米，橫移行程:150毫米?；沖床動(dòng)作頗?率:12次/分；驅(qū)動(dòng)方式:氣動(dòng)；緩沖方式;液壓緩沖器?緩沖；定位方式:機(jī)械擋塊；定位精度: 0.5毫米 2）、設(shè)計(jì)要求： （1）、全部設(shè)計(jì)圖?紙用Aut?oCAD繪?制； （2）、設(shè)計(jì)說明書?1份（40頁以上?）。 2．指定查閱的?主要參考文?獻(xiàn)及說明 （1）機(jī)械零件設(shè)?計(jì)手冊(cè) （2）工業(yè)機(jī)械手?圖冊(cè) （3）機(jī)械設(shè)計(jì)手?冊(cè) （4）其他相關(guān)參?考資料 3．進(jìn)度安排 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱? 起 止 日 期 1 查閱相關(guān)參?考資料，完成開題報(bào)?告 ——20103?.15 2

3、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2010.3.16——2010.4.5 3 完成Aut?oCAD零?件圖、裝配圖 2010.4.6——2010.4.26 4 編寫設(shè)計(jì)說?明書 2010.4.27——2010.5.3 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的修改、答辯的準(zhǔn)備? 2010.5.5——2010.5.17 注：本表在學(xué)生?接受任務(wù)時(shí)?下達(dá) 四川理工學(xué)?院畢業(yè)設(shè)計(jì)?（論文） 摘要 本文簡要介?紹了工業(yè)機(jī)?械手的概念?，機(jī)械手的組?成和分類，機(jī)械手的自?由度和坐標(biāo)?形式，氣動(dòng)技術(shù)的?特點(diǎn)，繼電器控制?的特點(diǎn)及國?內(nèi)外的發(fā)展?狀況。 本文對(duì)機(jī)械?手進(jìn)行總體?方案設(shè)計(jì)，確

4、定了機(jī)械?手的坐標(biāo)形?式和自由度?，確定了機(jī)械?手的技術(shù)參?數(shù)。同時(shí)，設(shè)計(jì)了機(jī)械?手的夾持式?手部結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了機(jī)械?手的手腕結(jié)?構(gòu)，計(jì)算出了手?腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所?需的驅(qū)動(dòng)力?矩和回轉(zhuǎn)氣?缸的驅(qū)動(dòng)力?矩。設(shè)計(jì)了機(jī)械?手的手臂結(jié)?構(gòu)。 設(shè)計(jì)出了機(jī)?械手的氣動(dòng)?系統(tǒng)，繪制了機(jī)械?手氣壓系統(tǒng)?工作原理圖?，對(duì)氣壓系統(tǒng)?工作原理圖?的參數(shù)化繪?制進(jìn)行了研?究，大大提高了?繪圖效率和?圖紙質(zhì)量。 利用繼電器?程序控制器?對(duì)機(jī)械手進(jìn)?行控制，選取了合適?的電磁繼電?器，根據(jù)機(jī)械手?的工作流程?制定了繼電?器程序控制?器的控制方?案，畫出了機(jī)械?手的工作時(shí)?序圖，并繪制了繼?電器程序控?制器的控制?程序。

5、 關(guān)鍵詞： 機(jī)械手，氣動(dòng)，繼電器程序?控制器 ABSTR?ACT At first?, the paper? intro?duces? the conce?ption? of the indus?trial? robot? and the eler. dray infor?matio?n of the devel?opmen?t brief?ly . What’s more, the paper? accou?nts for the backg?round? and the prima?ry missi?on of the topi

6、c?. The paper? intro?duces? the funct?ion, compo?sing and class?ifica?tion of the manip?ulato?r , tells? out the free-degre?e and the form of coord?inate? . At the same time, the paper? gives? out the prima?ry speci?ficat?ion param?eter of this manip?ulato?r, The paper? desig?ns the struc?ture

7、 of the hand and the equip?ment of the drive? of the manip?ulato?r , This paper? desig?ns the struc?ture of the wrist? , compu?tes the neede?d momen?t of the drive? when the wrist? wheel?s and the momen?t of the drive? of the pump. The paper? desig?ns the struc?ture of the arm. The paper? des

8、ig?ns the syste?m of air press?ure drive? and draws? the work princ?iple chart? , the manip?ulato?r uses to contr?ol . The paper? insti?tutes? two contr?ol schem?es of PLC accor?ding to the work flow of the manip?ulato?r . The paper? draws? out the work time seque?nce chart? and the trape?zia chart?

9、 . KEY WORDS? : manip?ulato?r , pump , air press?ure drive? . I 目錄 摘要 I ABSTR?ACT II 第一章 緒 論 1 1.1 工業(yè)機(jī)械手? 1 1.1.1工業(yè)機(jī)械?手概述 1 1.1.2選題背景? 1 1.1.3設(shè)計(jì)目的? 2 1.2 機(jī)械手的組?成和分類 3 1.2.1機(jī)械手的?組成 3 1.2.2 機(jī)械手的分?類 6 1.3 國內(nèi)外發(fā)展?狀況 7 1.4 課題的提出?及主要任務(wù)? 9 1.4.1課題的提?出 9

10、 1.4.2課題的主?要任務(wù) 10 第二章 機(jī)械手的設(shè)?計(jì)方案 11 2.1機(jī)械手的?座標(biāo)型式與?自由度 11 2.2 機(jī)械手的手?部結(jié)構(gòu)方案?設(shè)計(jì) 13 2.3 機(jī)械手的手?腕結(jié)構(gòu)方案?設(shè)計(jì) 13 2.4 機(jī)械手的手?臂結(jié)構(gòu)方案?設(shè)計(jì) 14 2.5 機(jī)械手的驅(qū)?動(dòng)方案設(shè)計(jì)? 16 2.5.1機(jī)械手氣?壓驅(qū)動(dòng) 17 2.5.2機(jī)械手氣?壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)? 17 2.6 機(jī)械手的緩?沖方案設(shè)計(jì)? 19 2.7 機(jī)械手的主?要參數(shù) 20 2.8 機(jī)械手的技?術(shù)參數(shù)列表? 20 第三章 手部結(jié)構(gòu)設(shè)?計(jì) 22 3.1夾持式手?部結(jié)構(gòu) 22 3.2手指的形?狀和分類 22

11、3.3設(shè)計(jì)時(shí)考?慮的幾個(gè)問?題 23 3.4手部夾緊?氣缸的設(shè)計(jì)? 23 第四章 手臂伸縮，升降，橫移的尺寸?設(shè)計(jì)與校核? 28 4.1手臂伸縮?氣缸的尺寸?設(shè)計(jì)與校核? 28 4.1.1 手臂伸縮氣?缸的尺寸設(shè)?計(jì) 28 4.1.2 尺寸校核 28 4.1.3.導(dǎo)向裝置 29 4.1.4 平衡裝置 29 4.2 手臂升降氣?缸的尺寸設(shè)?計(jì)與校核 30 4.2.1 尺寸設(shè)計(jì) 30 4.2.2 尺寸校核 30 4.3手臂橫移?氣缸的尺寸?設(shè)計(jì)與校核? 31 4.3.1 尺寸設(shè)計(jì) 31 4.3.2 尺寸校核 31 第五章 機(jī)械手的電?氣控制系統(tǒng)?設(shè)計(jì) 33 5.

12、1 氣壓傳動(dòng)系?統(tǒng)工作原理?圖 33 5.2氣壓傳動(dòng)?系統(tǒng)工作原?理圖的參數(shù)?化繪制 34 第六章 結(jié)論 36 致 謝 37 參考文獻(xiàn) 38 第一章 緒 論 1.1 工業(yè)機(jī)械手? 1.1.1工業(yè)機(jī)械?手概述 工業(yè)機(jī)器人?由操作機(jī)(機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系?統(tǒng)和檢測(cè)傳?感裝置構(gòu)成?，是一種仿人?操作，自動(dòng)控制、可重復(fù)編程?、能在三維空?間完成各種?作業(yè)的機(jī)電?一體化自動(dòng)?化生產(chǎn)設(shè)備?。特別適合于?多品種、變批量的柔?性生產(chǎn)。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)?量，提高生產(chǎn)效?率，改善勞動(dòng)條?件和產(chǎn)品的?快速更新?lián)Q?代起著十分?重要的作用?。機(jī)器人技術(shù)?是綜合了計(jì)?算機(jī)、控制

13、論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感?技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多?學(xué)科而形成?的高新技術(shù)?，是當(dāng)代研究?十分活躍，應(yīng)用日益廣?泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用?情況，是一個(gè)國家?工業(yè)自動(dòng)化?水平的重要?標(biāo)志。機(jī)器人并不?是在簡單意?義上代替人?工的勞動(dòng)，而是綜合了?人的特長和?機(jī)器特長的?一種擬人的?電子機(jī)械裝?置，既有人對(duì)環(huán)?境狀態(tài)的快?速反應(yīng)和分?析判斷能力?，又有機(jī)器可?長時(shí)間持續(xù)?工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境?的能力，從某種意義?上說它也是?機(jī)器的進(jìn)化?過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以?及非產(chǎn)業(yè)界?的重要生產(chǎn)?和服務(wù)性設(shè)?各，也是先進(jìn)制?造技術(shù)領(lǐng)域?不可缺少的?自動(dòng)化設(shè)備?.機(jī)械手是模?仿著人手的?部分動(dòng)作，按給定程序?、軌

14、跡和要求?實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓?取、搬運(yùn)或操作?的自動(dòng)機(jī)械?裝置。在工業(yè)生產(chǎn)?中應(yīng)用的機(jī)?械手被稱為?“工業(yè)機(jī)械手?”。生產(chǎn)中應(yīng)用?機(jī)械手可以?提高生產(chǎn)的?自動(dòng)化水平?和勞動(dòng)生產(chǎn)?率:可以減輕勞?動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)?量、實(shí)現(xiàn)安全生?產(chǎn);尤其在高溫?、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和?放射性等惡?劣的環(huán)境中?，它代替人進(jìn)?行正常的工?作，意義更為重?大。因此，在機(jī)械加工?、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕?工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)?等方面得到?越來越廣泛?的引用.機(jī)械手的結(jié)?構(gòu)形式開始?比較簡單，專用性較強(qiáng)?，僅為某臺(tái)機(jī)?床的上下料?裝置，是附屬于該?機(jī)床的專用?機(jī)械手。隨著工業(yè)技?術(shù)的

15、發(fā)展，制成了能夠?獨(dú)立的按程?序控制實(shí)現(xiàn)?重復(fù)操作，適用范圍比?較廣的“程序控制通?用機(jī)械手”，簡稱通用機(jī)?械手。由于通用機(jī)?械手能很快?的改變工作?程序，適應(yīng)性較強(qiáng)?，所以它在不?斷變換生產(chǎn)?品種的中小?批量生產(chǎn)中?獲得廣泛的?引用。 1.1.2選題背景? 機(jī)械手是在?自動(dòng)化生產(chǎn)?過程中使用?的一種具有?抓取和移動(dòng)?工件功能的?自動(dòng)化裝置?，它是在機(jī)械?化、自動(dòng)化生產(chǎn)?過程中發(fā)展?起來的一種?新型裝置。近年來，隨著電子技?術(shù)特別是電?子計(jì)算機(jī)的?廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研?制和生產(chǎn)已?成為高技術(shù)?領(lǐng)域內(nèi)迅速?發(fā)展起來的?一門新興技?術(shù)，它更加促進(jìn)?了機(jī)械手的?發(fā)展，使得機(jī)械手?能更好地實(shí)?現(xiàn)與

16、機(jī)械化?和自動(dòng)化的?有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手能代?替人類完成?危險(xiǎn)、重復(fù)枯燥的?工作，減輕人類勞?動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生?產(chǎn)力。機(jī)械手越來?越廣泛的得?到了應(yīng)用，在機(jī)械行業(yè)?中它可用于?零部件組裝? ，加工工件的?搬運(yùn)、裝卸，特別是在自?動(dòng)化數(shù)控機(jī)?床、組合機(jī)床上?使用更普遍?。目前，機(jī)械手已發(fā)?展成為柔性?制造系統(tǒng)F?MS和柔性?制造單元F?MC中一個(gè)?重要組成部?分。把機(jī)床設(shè)備?和機(jī)械手共?同構(gòu)成一個(gè)?柔性加工系?統(tǒng)或柔性制?造單元，它適應(yīng)于中?、小批量生產(chǎn)?，可以節(jié)省龐?大的工件輸?送裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，而且適應(yīng)性?很強(qiáng)。當(dāng)工件變更?時(shí)，柔性生產(chǎn)系?統(tǒng)很容易改?變，有利于企業(yè)?不斷更新適?銷對(duì)路的品?種

17、，提高產(chǎn)品質(zhì)?量，更好地適應(yīng)?市場競爭的?需要。而目前我國?的工業(yè)機(jī)器?人技術(shù)及其?工程應(yīng)用的?水平和國外?比還有一定?的距離，應(yīng)用規(guī)模和?產(chǎn)業(yè)化水平?低，機(jī)械手的研?究和開發(fā)直?接影響到我?國自動(dòng)化生?產(chǎn)水平的提?高，從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上考慮?都是十分必?要的。因此，進(jìn)行機(jī)械手?的研究設(shè)計(jì)?是非常有意?義的。 1.1.3設(shè)計(jì)目的? 本設(shè)計(jì)通過?對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)?制造及其自?動(dòng)化專業(yè)大?學(xué)本科四年?的所學(xué)知識(shí)?進(jìn)行整合，完成一個(gè)特?定功能、特殊要求的?多工位沖床?上下料機(jī)械?手的設(shè)計(jì)，能夠比較好?地體現(xiàn)機(jī)械?設(shè)計(jì)制造及?其自動(dòng)化專?業(yè)畢業(yè)生的?理論研究水?平，實(shí)踐動(dòng)手能?力以及專業(yè)?精神和態(tài)度?，具

18、有較強(qiáng)的?針對(duì)性和明?確的實(shí)施目?標(biāo)，能夠?qū)崿F(xiàn)理?論和實(shí)踐的?有機(jī)結(jié)合。 目前，在國內(nèi)很多?工廠的生產(chǎn)?線上多工位?沖床裝卸工?件仍由人工?完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大?、生產(chǎn)效率低?。為了提高生?產(chǎn)加工的工?作效率,降低成本,并使生產(chǎn)線?發(fā)展成為柔?性制造系統(tǒng)?,適應(yīng)現(xiàn)代自?動(dòng)化大生產(chǎn)?,針對(duì)具體生?產(chǎn)工藝,利用機(jī)器人?技術(shù)，設(shè)計(jì)用一臺(tái)?裝卸機(jī)械手?代替人工工?作，以提高勞動(dòng)?生產(chǎn)率。 隨著科學(xué)技?術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手也越?來越多的地?被應(yīng)用。在機(jī)械工業(yè)?中，鑄、焊、鉚、沖、壓、熱處理、機(jī)械加工、裝配、檢驗(yàn)、噴漆、電鍍等工種?都有應(yīng)用的?實(shí)理。其他部門，如輕工業(yè)、建筑業(yè)、國防工業(yè)等?工作中也均?有所應(yīng)用

19、。 在機(jī)械工業(yè)?中，應(yīng)用機(jī)械手?的意義可以?概括如下： 一、以提高生產(chǎn)?過程中的自?動(dòng)化程度 應(yīng)用機(jī)械手?有利于實(shí)現(xiàn)?材料的傳送?、工件的裝卸?、刀具的更換?以及機(jī)器的?裝配等的自?動(dòng)化的程度?，從而可以提?高勞動(dòng)生產(chǎn)?率和降低生?產(chǎn)成本。 二、以改善勞動(dòng)?條件，避免人身事?故 在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或?有其他毒性?污染以及工?作空間狹窄?的場合中，用人手直接?操作是有危?險(xiǎn)或根本不?可能的，而應(yīng)用機(jī)械?手即可部分?或全部代替?人安全的完?成作業(yè)，使勞動(dòng)條件?得以改善。 在一些簡單?、重復(fù)，特別是較笨?重的操作中?，以機(jī)械手代?替人進(jìn)行工?作，可以避

20、免由?于操作疲勞?或疏忽而造?成的人身事?故。 三、可以減輕人?力，并便于有節(jié)?奏的生產(chǎn) 應(yīng)用機(jī)械手?代替人進(jìn)行?工作，這是直接減?少人力的一?個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)?用機(jī)械手可?以連續(xù)的工?作，這是減少人?力的另一個(gè)?側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)?床的綜合加?工自動(dòng)線上?，目前幾乎都?沒有機(jī)械手?，以減少人力?和更準(zhǔn)確的?控制生產(chǎn)的?節(jié)拍，便于有節(jié)奏?的進(jìn)行工作?生產(chǎn)。 綜上所述，有效的應(yīng)用?機(jī)械手，是發(fā)展機(jī)械?工業(yè)的必然?趨勢(shì)。 本機(jī)械手主?要與多工位?沖床組合最?終形成生產(chǎn)?線，實(shí)現(xiàn)加工過?程（上料、加工、下料）的自動(dòng)化、無人化。目前，我國的制造?業(yè)正在迅速?發(fā)展，越來越多的?資金流向制?

21、造業(yè)，越來越多的?廠商加入到?制造業(yè)。本設(shè)計(jì)能夠?應(yīng)用到加工?工廠車間，從而減輕工?人勞動(dòng)強(qiáng)度?，節(jié)約加工輔?助時(shí)間，提高生產(chǎn)效?率和生產(chǎn)力?。 1.2 機(jī)械手的組?成和分類 1.2.1機(jī)械手的?組成 機(jī)械手主要?由執(zhí)行機(jī)構(gòu)?、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以?及位置檢測(cè)?裝置等所組?成。各系統(tǒng)相互?之間的關(guān)系?如方框圖2?-1所示。 圖2-1機(jī)械手組?成方框圖 (一)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 包括手部、手腕、手臂和立柱?等部件，有的還增設(shè)?行走機(jī)構(gòu)。 1、手部 即與物件接?觸的部件。由于與物件?接觸的形式?不同，可分為夾持?式和吸附式?手在本課題?中我們采用?夾持式手部?結(jié)構(gòu)。夾持式手

22、部?由手指(或手爪)和傳力機(jī)構(gòu)?所構(gòu)成。手指是與物?件直接接觸?的構(gòu)件，常用的手指?運(yùn)動(dòng)形式有?回轉(zhuǎn)型和平?移型?；剞D(zhuǎn)型手指?結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，故應(yīng)用較廣?泛。平移型應(yīng)用?較少，其原因是結(jié)?構(gòu)比較復(fù)雜?，但平移型手?指夾持圓形?零件時(shí)，工件直徑變?化不影響其?軸心的位置?，因此適宜夾?持直徑變化?范圍大的工?件。手指結(jié)構(gòu)取?決于被抓取?物件的表面?形狀、被抓部位(是外廓或是?內(nèi)孔)和物件的重?量及尺寸。常用的指形?有平面的、V形面的和?曲面的:手指有外夾?式和內(nèi)撐式?;指數(shù)有雙指?式、多指式和雙?手雙指式等?。而傳力機(jī)構(gòu)?則通過手指?產(chǎn)生夾緊力?來完成夾放?物件的任務(wù)?。傳力機(jī)構(gòu)型?式較多時(shí)

23、常?用的有:滑槽杠桿式?、連桿杠桿式?、斜面杠桿式?、齒輪齒條式?、絲杠螺母彈?簧式和重力?式等。 圖1-1 機(jī)械手手抓?結(jié)構(gòu) 2、手腕 是連接手部?和手臂的部?件，并可用來調(diào)?整被抓取物?件的方位(即姿勢(shì)) 3、手臂 手臂是支承?被抓物件、手部、手腕的重要?部件。手臂的作用?是帶動(dòng)手指?去抓取物件?，并按預(yù)定要?求將其搬運(yùn)?到指定的位?置.工業(yè)機(jī)械手?的手臂通常?由驅(qū)動(dòng)手臂?運(yùn)動(dòng)的部件?(如油缸、氣缸、齒輪齒條機(jī)?構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)和?凸輪機(jī)構(gòu)等?)與驅(qū)動(dòng)源(如液壓、氣壓或電機(jī)?等)相配合，以實(shí)現(xiàn)手臂?的各種運(yùn)動(dòng)?。 4、立柱 立柱是支承?手臂的部件?，立柱也可以?是手臂

24、的一?部分，手臂的回轉(zhuǎn)?運(yùn)動(dòng)和升降?(或俯仰)運(yùn)動(dòng)均與立?柱有密切的?聯(lián)系。機(jī)械手的立?I因工作需?要，有時(shí)也可作?橫向移動(dòng)，即稱為可移?式立柱。 5、行走機(jī)構(gòu) 當(dāng)工業(yè)機(jī)械?手需要完成?較遠(yuǎn)距離的?操作，或擴(kuò)大使用?范圍時(shí)，可在機(jī)座上?安滾輪式行?走機(jī)構(gòu)可分?裝滾輪、軌道等行走?機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)?機(jī)械手的整?機(jī)運(yùn)動(dòng)。滾輪式布為?有軌的和無?軌的兩種。驅(qū)動(dòng)滾輪運(yùn)?動(dòng)則應(yīng)另外?增設(shè)機(jī)械傳?動(dòng)裝置。 6、機(jī)座 機(jī)座是機(jī)械?手的基礎(chǔ)部?分，機(jī)械手執(zhí)行?機(jī)構(gòu)的各部?件和驅(qū)動(dòng)系?統(tǒng)均安裝于?機(jī)座上，故起支撐和?連接的作用?。 (二)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是?驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)?械手執(zhí)行機(jī)?構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)?力裝

25、置調(diào)節(jié)?裝置和輔助?裝置組成。常用的驅(qū)動(dòng)?系統(tǒng)有液壓?傳動(dòng)、 氣壓傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)?？刂葡到y(tǒng)是?支配著工業(yè)?機(jī)械手按規(guī)?定的要求運(yùn)?動(dòng)的系統(tǒng)。目前工業(yè)機(jī)?械手的控制?系統(tǒng)一般由?程序控制系?統(tǒng)和電氣定?位(或機(jī)械擋塊?定位)系統(tǒng)組成。控制系統(tǒng)有?電氣控制和?射流控制兩?種，它支配著機(jī)?械手按規(guī)定?的程序運(yùn)動(dòng)?， 并記憶人們?給予機(jī)械手?的指令信息?(如動(dòng)作順序?、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及?時(shí)間)，同時(shí)按其控?制系統(tǒng)的信?息對(duì)執(zhí)行機(jī)?構(gòu)發(fā)出指令?，必要時(shí)可對(duì)?機(jī)械手的動(dòng)?作進(jìn)行監(jiān)視?，當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)?誤或發(fā)生故?障時(shí)即發(fā)出?報(bào)警信號(hào)。 (二)控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是?支配著工業(yè)?機(jī)械手按規(guī)?定的要求運(yùn)?

26、動(dòng)的系統(tǒng)。目前工業(yè)機(jī)?械手的控制?系統(tǒng)一般由?程序控制系?統(tǒng)和電氣定?位(或機(jī)械擋塊?定位)系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)有?電氣控制和?射流控制兩?種，它支配著機(jī)?械手按規(guī)定?的程序運(yùn)動(dòng)?，并記憶人們?給予機(jī)械手?的指令信息?(如動(dòng)作順序?、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及?時(shí)間)，同時(shí)按其控?制系統(tǒng)的信?息對(duì)執(zhí)行機(jī)?構(gòu)發(fā)出指令?，必要時(shí)可對(duì)?機(jī)械手的動(dòng)?作進(jìn)行監(jiān)視?，當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)?誤或發(fā)生故?障時(shí)即發(fā)出?報(bào)警信號(hào)。 (四)位置檢測(cè)裝?置 控制機(jī)械手?執(zhí)行機(jī)構(gòu)的?運(yùn)動(dòng)位置，并隨時(shí)將執(zhí)?行機(jī)構(gòu)的實(shí)?際位置反饋?給控制系統(tǒng)?，并與設(shè)定的?位置進(jìn)行比?較，然后通過控?制系統(tǒng)進(jìn)行?調(diào)整，從而使執(zhí)行?機(jī)構(gòu)以一定?的精度

27、達(dá)到?設(shè)定位置。 1.2.2 機(jī)械手的分?類 工業(yè)機(jī)械手?的種類很多?，關(guān)于分類的?問題，目前在國內(nèi)?尚無統(tǒng)一的?分類標(biāo)準(zhǔn)，在此暫按使?用范圍、驅(qū)動(dòng)方式和?控制系統(tǒng)等?進(jìn)行分類。 (一)按用途分 機(jī)械手可分?為專用機(jī)械?手和通用機(jī)?械手兩種: 1、專用機(jī)械手? 它是附屬于?主機(jī)的、具有固定程?序而無獨(dú)立?控制系統(tǒng)的?機(jī)械裝置。專用機(jī)械手?具有動(dòng)作少?、工作對(duì)象單?一、結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠和?造價(jià)低等特?點(diǎn)，適用于大批?量的自動(dòng)化?生產(chǎn)的自動(dòng)?換刀機(jī)械手?，如自動(dòng)機(jī)床?、自動(dòng)線的上?、下料機(jī)械手?。 2、通用機(jī)械手? 它是一種具?有獨(dú)立控制?系統(tǒng)的、程序可變的?、動(dòng)作靈活多?樣的機(jī)

28、械手?。格性能范圍?內(nèi)，其動(dòng)作程序?是可變的，通過調(diào)整可?在不同場合?使用，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和?控制系統(tǒng)是?獨(dú)立的。通用機(jī)械手?的工作范圍?大、定位精度高?、通用性強(qiáng)，適用于不斷?變換生產(chǎn)品?種的中小批?量自動(dòng)化的?生產(chǎn)。通用機(jī)械手?按其控制定?位的方式不?同可分為簡?易型和伺服?型兩種:簡易型以“開一關(guān)”式控制定位?，只能是點(diǎn)位?控制:可以是點(diǎn)位?的，也可以實(shí)現(xiàn)?連續(xù)軌控制?，伺服型具有?伺服系統(tǒng)定?位控制系統(tǒng)?，一般的伺服?型通用機(jī)械?手屬于數(shù)控?類型。 (二)按驅(qū)動(dòng)方式?分 1、液壓傳動(dòng)機(jī)?械手 是以液壓的?壓力來驅(qū)動(dòng)?執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)?動(dòng)的機(jī)械手?。其主要特點(diǎn)?是:抓重可達(dá)幾?百公斤以上?、傳

29、動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈敏。但對(duì)密封裝?置要求嚴(yán)格?，不然油的泄?漏對(duì)機(jī)械手?的工作性能?有很大的影?響，且不宜在高?溫、低溫下工作?。若機(jī)械手采?用電液伺服?驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)?軌跡控制，使機(jī)械手的?通用性擴(kuò)大?，但是電液伺?服閥的制造?精度高，油液過濾要?求嚴(yán)格，成本高。 2、氣壓傳動(dòng)機(jī)?械手 是以壓縮空?氣的壓力來?驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)?構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)?械手。其主要特點(diǎn)?是:介質(zhì)李源極?為方便，輸出力小，氣動(dòng)動(dòng)作迅?速，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。但是，由于空氣具?有可壓縮的?特性，工作速度的?穩(wěn)定性較差?，沖擊大，而且氣源壓?力較低，抓重一般在?30公斤以?下，在同樣抓重?條件下它比?液壓機(jī)械手?的結(jié)構(gòu)

30、大，所以適用于?高速、輕載、高溫和粉塵?大的環(huán)境中?進(jìn)行工作。 3、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)?械手 即由機(jī)械傳?動(dòng)機(jī)構(gòu)(如凸輪、連桿、齒輪和齒條?、間歇機(jī)構(gòu)等?)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械?手。它是一種附?屬于工作主?機(jī)的專用機(jī)?械手，其動(dòng)力是由?工作機(jī)械傳?遞的。它的主要特?點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)?確可靠，用于工作主?機(jī)的上、下料。動(dòng)作頻率大?，但結(jié)構(gòu)較大?，動(dòng)作程序不?可變。 4、電力傳動(dòng)機(jī)?械手 即有特殊結(jié)?構(gòu)的感應(yīng)電?動(dòng)機(jī)、直線電機(jī)或?功率步進(jìn)電?機(jī)直接驅(qū)動(dòng)?執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)?動(dòng)的械手，因?yàn)椴恍枰?中間的轉(zhuǎn)換?機(jī)構(gòu)，故機(jī)械結(jié)構(gòu)?簡單。其中直線電?機(jī)機(jī)械手的?運(yùn)動(dòng)速度快?和行程長，維護(hù)和使用?方便。此類機(jī)械手?目前還不多?，但

31、有發(fā)展前?途。 (三)按控制方式?分 1、點(diǎn)位控制 它的運(yùn)動(dòng)為?空間點(diǎn)到點(diǎn)?之間的移動(dòng)?，只能控制運(yùn)?動(dòng)過程中幾?個(gè)點(diǎn)的位置?，不能控制其?運(yùn)動(dòng)軌跡。若欲控制的?點(diǎn)數(shù)多，則必然增加?電氣控制系?統(tǒng)的復(fù)雜性?。目前使用的?專用和通用?工業(yè)機(jī)械手?均屬于此類?。 2、連續(xù)軌跡控?制 它的運(yùn)動(dòng)軌?跡為空間的?任意連續(xù)曲?線，其特點(diǎn)是設(shè)?定點(diǎn)為無限?的，整個(gè)移動(dòng)過?程處于控制?之下，可以實(shí)現(xiàn)平?穩(wěn)和準(zhǔn)確的?運(yùn)動(dòng)，并且使用范?圍廣，但電氣控制?系統(tǒng)復(fù)雜。這類工業(yè)機(jī)?械手一般采?用小型計(jì)算?機(jī)進(jìn)行控制?。 1.3 國內(nèi)外發(fā)展?狀況 國外機(jī)器人?領(lǐng)域發(fā)展近?幾年有如下?幾個(gè)趨勢(shì): (1)工業(yè)

32、機(jī)器人?性能不斷提?高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和?維修)，而單機(jī)價(jià)格?不斷下降，平均單機(jī)價(jià)?格從91年?的10.3萬美元降?至97年的?65萬美元?。 (2)機(jī)械結(jié)構(gòu)向?模塊化、可重構(gòu)化發(fā)?展。例如關(guān)節(jié)模?塊中的伺服?電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三?位一體化:由關(guān)節(jié)模塊?、連桿模塊用?重組方式構(gòu)?造機(jī)器人整?機(jī);國外已有模?塊化裝配機(jī)?器人產(chǎn)品問?市。 (3)工業(yè)機(jī)器人?控制系統(tǒng)向?基于PC機(jī)?的開放型控?制器方向發(fā)?展，便于標(biāo)準(zhǔn)化?、網(wǎng)絡(luò)化;器件集成度?提高，控制柜日見?小巧，且采用模塊?化結(jié)構(gòu):大大提高了?系統(tǒng)的可靠?性、易操作性和?可維修性。 (4)機(jī)器人中的?傳感器作用?日

33、益重要，除采用傳統(tǒng)?的位置、速度、加速度等傳?感器外，裝配、焊接機(jī)器人?還應(yīng)用了視?覺、力覺等傳感?器，而遙控機(jī)器?人則采用視?覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳?感器的融合?技術(shù)來進(jìn)行?環(huán)境建模及?決策控制;多傳感器融?合配置技術(shù)?在產(chǎn)品化系?統(tǒng)中已有成?熟應(yīng)用。 (5)虛擬現(xiàn)實(shí)技?術(shù)在機(jī)器人?中的作用已?從仿真、預(yù)演發(fā)展到?用于過程控?制，如使遙控機(jī)?器人操作者?產(chǎn)生置身于?遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)?境中的感覺?來操縱機(jī)器?人。 (6)當(dāng)代遙控機(jī)?器人系統(tǒng)的?發(fā)展特點(diǎn)不?是追求全自?治系統(tǒng)，而是致力于?操作者與機(jī)?器人的人機(jī)?交互控制，即遙控加局?部自主系統(tǒng)?構(gòu)成完整的?監(jiān)控遙控操?作系統(tǒng)，使智能機(jī)器?人走

34、出實(shí)驗(yàn)?室進(jìn)入實(shí)用?化階段。美國發(fā)射到?火星上的“索杰納”機(jī)器人就是?這種系統(tǒng)成?功應(yīng)用的最?著名實(shí)例。 (7)機(jī)器人化機(jī)?械開始興起?。從94年美?國開發(fā)出“虛擬軸機(jī)床?”以來，這種新型裝?置已成為國?際研究的熱?點(diǎn)之一，紛紛探索開?拓其實(shí)際應(yīng)?用的領(lǐng)域。我國的工業(yè)?機(jī)器人從8?0年代“七五”科技攻關(guān)開?始起步，在國家的支?持下，通過“七五”、“八五”科技攻關(guān)，目前己基本?掌握了機(jī)器?人操作機(jī)的?設(shè)計(jì)制造技?術(shù)、控制系統(tǒng)硬?件和軟件設(shè)?計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌?跡規(guī)劃技術(shù)?，生產(chǎn)了部分?機(jī)器人關(guān)鍵?元器件，開發(fā)出噴漆?、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器?人;其中有13?0多臺(tái)套噴?漆機(jī)器人在?二十余

35、家企?業(yè)的近30?條自動(dòng)噴漆?生產(chǎn)線(站)上獲得規(guī)模?應(yīng)用，弧焊機(jī)器人?己應(yīng)用在汽?車制造廠的?焊裝線上。但總的來看?，我國的工業(yè)?機(jī)器人技術(shù)?及其工程應(yīng)?用的水平和?國外比還有?一定的距離?，如:可靠性低于?國外產(chǎn)品:機(jī)器人應(yīng)用?工程起步較?晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄?，生產(chǎn)線系統(tǒng)?技術(shù)與國外?比有差距;在應(yīng)用規(guī)模?上，我國己安裝?的國產(chǎn)工業(yè)?機(jī)器人約2?00臺(tái)，約占全球已?安裝臺(tái)數(shù)的?萬分之四。以上原因主?要是沒有形?成機(jī)器人產(chǎn)?業(yè)，當(dāng)前我國的?機(jī)器人生產(chǎn)?都是應(yīng)用戶?的要求，“一客戶，一次重新設(shè)?計(jì)”，品種規(guī)格多?、批量小、零部件通用?化程度低、供貨周期長?、成本也不低?，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)?定。

36、因此迫切需?要解決產(chǎn)業(yè)?化前期的關(guān)?鍵技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行?全面規(guī)劃，搞好系列化?、通用化、模塊化設(shè)計(jì)?，積極推進(jìn)產(chǎn)?業(yè)化進(jìn)程.我國的智能?機(jī)器人和特?種機(jī)器人在?“863”計(jì)劃的支持?下，也取得了不?少成果。其中最為突?出的是水下?機(jī)器人，6000m?水下無纜機(jī)?器人的成果?居世界領(lǐng)先?水平，還開發(fā)出直?接遙控機(jī)器?人、雙臂協(xié)調(diào)控?制機(jī)器人、爬壁機(jī)器人?、管道機(jī)器人?等機(jī)種:在機(jī)器人視?覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎(chǔ)?技術(shù)的開發(fā)?應(yīng)用上開展?了不少工作?，有了一定的?發(fā)展基礎(chǔ)。但是在多傳?感器信息融?合控制技術(shù)?、遙控加局部?自主系統(tǒng)遙?控機(jī)器人、智能裝配機(jī)?器人、機(jī)器人化機(jī)?械等的開發(fā)?應(yīng)用方面則

37、?剛剛起步，與國外先進(jìn)?水平差距較?大，需要在原有?成績的基礎(chǔ)?上，有重點(diǎn)地系?統(tǒng)攻關(guān)，才能形成系?統(tǒng)配套可供?實(shí)用的技術(shù)?和產(chǎn)品，以期在“十五”后期立于世?界先進(jìn)行列?之中。 1.4 課題的提出?及主要任務(wù)? 1.4.1課題的提?出 進(jìn)入21世?紀(jì)，隨著我國人?口老齡化的?提前到來，近來在東南?沿海還出現(xiàn)?在大量的缺?工現(xiàn)象，迫切要求我?們提高勞動(dòng)?生產(chǎn)率，降低工人的?勞動(dòng)強(qiáng)度，提高我國工?業(yè)自動(dòng)化水?平勢(shì)在必行?，本設(shè)計(jì)的目?的就是設(shè)計(jì)?一個(gè)氣動(dòng)搬?運(yùn)機(jī)械手，應(yīng)用于工業(yè)?自動(dòng)化生產(chǎn)?線，把工業(yè)產(chǎn)品?從一條生產(chǎn)?線搬運(yùn)到另?外一條生產(chǎn)?線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化?生產(chǎn)，減輕產(chǎn)業(yè)工?人大量的重?復(fù)

38、性勞動(dòng)，同時(shí)又可以?提高勞動(dòng)生?產(chǎn)率。 現(xiàn)在的機(jī)械?手大多采用?液壓傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)存?在以下幾個(gè)?缺點(diǎn): (1)液壓傳動(dòng)在?工作過程中?常有較多的?能量損失(摩擦損失、泄露損失等?):液壓傳動(dòng)易?泄漏，不僅污染工?作場地，限制其應(yīng)用?范圍，可能引起失?火事故，而且影響執(zhí)?行部分的運(yùn)?動(dòng)平穩(wěn)性及?正確性。 (2)工作時(shí)受溫?度變化影響?較大。油溫變化時(shí)?，液體粘度變?化，引起運(yùn)動(dòng)特?性變化。 (3)因液壓脈動(dòng)?和液體中混?入空氣，易產(chǎn)生噪聲?。 (4)為了減少泄?漏，液壓元件的?制造工藝水?平要求較高?，故價(jià)格較高?;且使用維護(hù)?需要較高技?術(shù)水平。鑒于以上這?些缺陷，本機(jī)械手?jǐn)M?采用

39、氣壓傳?動(dòng)，氣動(dòng)技術(shù)有?以下優(yōu)點(diǎn): (1)介質(zhì)提取和?處理方便。氣壓傳動(dòng)工?作壓力較低?，工作介質(zhì)提?取容易，而后排入大?氣，處理方便，一般不需設(shè)?置回收管道?和容器:介質(zhì)清潔，管道不易堵?存在介質(zhì)變?質(zhì)及補(bǔ)充的?問題. （2)阻力損失和?泄漏較小，在壓縮空氣?的輸送過程?中，阻力損失較?小(一般不卜澆?塞僅為油路?的千分之一?)，空氣便于集?中供應(yīng)和遠(yuǎn)?距離輸送。外泄漏不會(huì)?像液壓傳動(dòng)?那樣，造成壓力明?顯降低和嚴(yán)?重污染。 (3)動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏。氣動(dòng)系統(tǒng)一?般只需要0?.02s-0.3s即可建?立起所需的?壓力和速度?。氣動(dòng)系統(tǒng)也?能實(shí)現(xiàn)過載?保護(hù)，便于自動(dòng)控?制。 (4)能源

40、可儲(chǔ)存?。壓縮空氣可?存貯在儲(chǔ)氣?罐中，因此，發(fā)生突然斷?電等情況時(shí)?，機(jī)器及其工?藝流程不致?突然中斷。 (5)工作環(huán)境適?應(yīng)性好。在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、強(qiáng)輻射、振動(dòng)等惡劣?環(huán)境中，氣壓傳動(dòng)與?控制系統(tǒng)比?機(jī)械、電器及液壓?系統(tǒng)優(yōu)越，而且不會(huì)因?溫度變化影?響傳動(dòng)及控?制性能。 (6)成本低廉。由于氣動(dòng)系?統(tǒng)工作壓力?較低，因此降低了?氣動(dòng)元、輔件的材質(zhì)?和加工精度?要求，制造容易，成本較低。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)?為:由于氣體具?有可壓縮性?，因此，在氣動(dòng)伺服?系統(tǒng)中要實(shí)?現(xiàn)高精度定?位比較困難?(尤其在高速?情況下，似乎更難想?象)。此外氣源工?作壓力較低?，抓舉力較小?。雖然氣動(dòng)技?術(shù)作

41、為機(jī)器?人中的驅(qū)動(dòng)?功能已有部?分被工業(yè)界?所接受，而且對(duì)于不?太復(fù)雜的機(jī)?械手，用氣動(dòng)元件?組成的控制?系統(tǒng)己被接?受，但由于氣動(dòng)?機(jī)器人這一?體系己經(jīng)取?得的一系列?重要進(jìn)展過?去介紹得不?夠，因此在工業(yè)?自動(dòng)化領(lǐng)域?里，對(duì)氣動(dòng)機(jī)械?手、氣動(dòng)機(jī)器人?的實(shí)用性和?前景存在不?少疑慮。 1.4.2課題的主?要任務(wù) 本課題將要?完成的主要?任務(wù)如下: (1)機(jī)械手為多?工位沖床專?用機(jī)械手，因此相對(duì)于?通用機(jī)械手?來說，它的適用面?相對(duì)較小. (2)選取機(jī)械手?的座標(biāo)型式?和自由度 (3)設(shè)計(jì)出機(jī)械?手的各執(zhí)行?機(jī)構(gòu)，包括:手部、手腕、手臂等部件?的設(shè)計(jì)。工業(yè)需要的?時(shí)候還可以?用氣流

42、負(fù)壓?式吸盤來吸?取板料工件?。 (4)氣壓傳動(dòng)系?統(tǒng)的設(shè)計(jì) 本課題將設(shè)?計(jì)出機(jī)械手?的氣壓傳動(dòng)?系統(tǒng)，包括氣動(dòng)元?器件的選取?，氣動(dòng)回路的?設(shè)計(jì)，并繪出氣動(dòng)?原理圖。 (5)對(duì)氣壓傳動(dòng)?系統(tǒng)原理圖?的參數(shù)化繪?制進(jìn)行研究?，提高繪圖效?率，改善繪圖質(zhì)?量。 (6)機(jī)械手的控?制系統(tǒng)的設(shè)?計(jì)本機(jī)械手?擬采用繼電?器對(duì)機(jī)械手?進(jìn)行控制，本課題將繪?出繼電器控?制電路圖。 37 第二章 機(jī)械手的設(shè)?計(jì)方案 對(duì)氣動(dòng)機(jī)械?手的基本要?求是能快速?、準(zhǔn)確地拾-放和搬運(yùn)物?件，這就要求它?們具有高精?度、快速反應(yīng)、一定的承載?能力、足夠的工作?空間和

43、靈活?的自由度及?在任意位置?都能自動(dòng)定?位等特性。設(shè)計(jì)氣動(dòng)機(jī)?械手的原則?是:充分分析作?業(yè)對(duì)象(工件)的作業(yè)技術(shù)?要求，擬定最合理?的作業(yè)工序?和工藝，并滿足系統(tǒng)?功能要求和?環(huán)境條件;明確工件的?結(jié)構(gòu)形狀和?材料特性，定位精度要?求，抓取、搬運(yùn)時(shí)的受?力特性、尺寸和質(zhì)量?參數(shù)等，從而進(jìn)一步?確定對(duì)機(jī)械?手結(jié)構(gòu)及運(yùn)?行控制的要?求;盡量選用定?型的標(biāo)準(zhǔn)組?件，簡化設(shè)計(jì)制?造過程，兼顧通用性?和專用性，并能實(shí)現(xiàn)柔?性轉(zhuǎn)換和編?程控制.本次設(shè)計(jì)的?機(jī)械手是多?工位沖床專?用機(jī)械手，是一種適合?于成批或中?、小批生產(chǎn)的?和操作單調(diào)?頻繁的生產(chǎn)?場合。 2.1機(jī)械手的?座標(biāo)型式與?自由度 工

44、業(yè)機(jī)械手?的結(jié)構(gòu)形式?主要有直角?坐標(biāo)結(jié)構(gòu)，圓柱坐標(biāo)結(jié)?構(gòu)，球坐標(biāo)結(jié)構(gòu)?，關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)?四種。各結(jié)構(gòu)形式?及其相應(yīng)的?特點(diǎn)，分別介紹如?下。 圖2-1 機(jī)械手的四?種坐標(biāo)形式? 1.直角坐標(biāo)機(jī)?械手結(jié)構(gòu) 直角坐標(biāo)機(jī)?械手的空間?運(yùn)動(dòng)是用三?個(gè)相互垂直?的直線運(yùn)動(dòng)?來實(shí)現(xiàn)的，如圖a2-1.。由于直線運(yùn)?動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)?全閉環(huán)的位?置控制，所以，直角坐標(biāo)機(jī)?械手有可能?達(dá)到很高的?位置精度（μm級(jí)）。但是，這種直角坐?標(biāo)機(jī)械手的?運(yùn)動(dòng)空間相?對(duì)機(jī)械手的?結(jié)構(gòu)尺寸來?講，是比較小的?。因此，為了實(shí)現(xiàn)一?定的運(yùn)動(dòng)空?間，直角坐標(biāo)機(jī)?械手的結(jié)構(gòu)?尺寸要比其?他類型的機(jī)?械手的結(jié)構(gòu)?

45、尺寸大得多?。 直角坐標(biāo)機(jī)?械手的工作?空間為一空?間長方體。直角坐標(biāo)機(jī)?械手主要用?于裝配作業(yè)?及搬運(yùn)作業(yè)?，直角坐標(biāo)機(jī)?械手有懸臂?式，龍門式，天車式三種?結(jié)構(gòu)。 2.圓柱坐標(biāo)機(jī)?械手結(jié)構(gòu) 圓柱坐標(biāo)機(jī)?械手的空間?運(yùn)動(dòng)是用一?個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?及兩個(gè)直線?運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)?的，如圖2-1.b。這種機(jī)械手?構(gòu)造比較簡?單，精度還可以?，常用于搬運(yùn)?作業(yè)。其工作空間?是一個(gè)圓柱?狀的空間。 3. 球坐標(biāo)機(jī)械?手結(jié)構(gòu) 球坐標(biāo)機(jī)械?手的空間運(yùn)?動(dòng)是由兩個(gè)?回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和?一個(gè)直線運(yùn)?動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的?，如圖2-1.c。這種機(jī)械手?結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，但精度不很?高。主要應(yīng)用于?搬運(yùn)作

46、業(yè)。其工作空間?是一個(gè)類球?形的空間。 4. 關(guān)節(jié)型機(jī)械?手結(jié)構(gòu) 關(guān)節(jié)型機(jī)械?手的空間運(yùn)?動(dòng)是由三個(gè)?回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)?現(xiàn)的，如圖2-1.d。關(guān)節(jié)型機(jī)械?手動(dòng)作靈活?，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小?。相對(duì)機(jī)械手?本體尺寸，其工作空間?比較大。此種機(jī)械手?在工業(yè)中應(yīng)?用十分廣泛?，如焊接、噴漆、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)?，都廣泛采用?這種類型的?機(jī)械手。 關(guān)節(jié)型機(jī)械?手結(jié)構(gòu)，有水平關(guān)節(jié)?型和垂直關(guān)?節(jié)型兩種。 按機(jī)械手手?臂的不同運(yùn)?動(dòng)形式及其?組合情況，其座標(biāo)型式?可分為直角?座標(biāo)式、圓柱座標(biāo)式?、球座標(biāo)式和?關(guān)節(jié)式。由于本機(jī)械?手在工作時(shí)?手臂具有伸?縮、橫移和升降?運(yùn)動(dòng)，因此，采用直

47、角座?標(biāo)型式。下圖為本次?機(jī)械手的自?由度以及運(yùn)?動(dòng)示意圖。 圖2-1 機(jī)械手的運(yùn)?動(dòng)示意圖 2.2 機(jī)械手的手?部結(jié)構(gòu)方案?設(shè)計(jì) 1.楔塊杠桿式?手爪 利用楔塊與?杠桿來實(shí)現(xiàn)?手爪的松、開，來實(shí)現(xiàn)抓取?工件。 2.滑槽式手爪? 當(dāng)活塞向前?運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑槽通過銷?子推動(dòng)手爪?合并，產(chǎn)生夾緊動(dòng)?作和夾緊力?，當(dāng)活塞向后?運(yùn)動(dòng)時(shí)，手爪松開。這種手爪開?合行程較大?，適應(yīng)抓取大?小不同的物?體。 3.連桿杠桿式?手爪 這種手爪在?活塞的推力?下，連桿和杠桿?使手爪產(chǎn)生?夾緊（放松）運(yùn)動(dòng)，由于杠桿的?力放大作用?，這種手爪有?可能產(chǎn)生較?大的夾緊力?。通常與彈簧?聯(lián)合使用。

48、4.齒輪齒條式?手爪 這種手爪通?過活塞推動(dòng)?齒條，齒條帶動(dòng)齒?輪旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生手爪的?夾緊與松開?動(dòng)作。 5.平行杠桿式?手爪 采用平行四?邊形機(jī)構(gòu)，因此不需要?導(dǎo)軌就可以?保證手爪的?兩手指保持?平行運(yùn)動(dòng)，比帶有導(dǎo)軌?的平行移動(dòng)?手爪的摩擦?力要小很多?。 2.3 機(jī)械手的手?腕結(jié)構(gòu)方案?設(shè)計(jì) 1.機(jī)械手手腕?的自由度數(shù)?，應(yīng)根據(jù)作業(yè)?需要來設(shè)計(jì)?。機(jī)械手手腕?自由度數(shù)目?愈多，各關(guān)節(jié)的運(yùn)?動(dòng)角度愈大?，則機(jī)械手腕?部的靈活性?愈高，機(jī)械手對(duì)對(duì)?作業(yè)的適應(yīng)?能力也愈強(qiáng)?。但是，自由度的增?加，也必然會(huì)使?腕部結(jié)構(gòu)更?復(fù)雜，機(jī)械手的控?制更困難，成本也會(huì)增?加。因此，手腕的自由?度數(shù)，

49、應(yīng)根據(jù)實(shí)際?作業(yè)要求來?確定。在滿足作業(yè)?要求的前提?下，應(yīng)使自由度?數(shù)盡可能的?少。一般的機(jī)械?手手腕的自?由度數(shù)為2?至3個(gè)，有的需要更?多的自由度?，而有的機(jī)械?手手腕不需?要自由度，僅憑受臂和?腰部的運(yùn)動(dòng)?就能實(shí)現(xiàn)作?業(yè)要求的任?務(wù)。因此，要具體問題?具體分析，考慮機(jī)械手?的多種布局?，運(yùn)動(dòng)方案，選擇滿足要?求的最簡單?的方案。 2.機(jī)械手腕部?安裝在機(jī)械?手手臂的末?端，在設(shè)計(jì)機(jī)械?手手腕時(shí)，應(yīng)力求減少?其重量和體?積，結(jié)構(gòu)力求緊?湊。為了減輕機(jī)?械手腕部的?重量，腕部機(jī)構(gòu)的?驅(qū)動(dòng)器采用?分離傳動(dòng)。腕部驅(qū)動(dòng)器?一般安裝在?手臂上，而不采用直?接驅(qū)動(dòng)，并選用高強(qiáng)?度的鋁合金?制造。

50、 3.機(jī)械手手腕?要與末端執(zhí)?行器相聯(lián)，因此，要有標(biāo)準(zhǔn)的?聯(lián)接法蘭，結(jié)構(gòu)上要便?于裝卸末端?執(zhí)行器。 4.機(jī)械手的手?腕機(jī)構(gòu)要有?足夠的強(qiáng)度?和剛度，以保證力與?運(yùn)動(dòng)的傳遞?。 5.要設(shè)有可靠?的傳動(dòng)間隙?調(diào)整機(jī)構(gòu)，以減小空回?間隙，提高傳動(dòng)精?度。 6.手腕各關(guān)節(jié)?軸轉(zhuǎn)動(dòng)要有?限位開關(guān)，并設(shè)置硬限?位，以防止超限?造成機(jī)械損?壞。 機(jī)械手的手?臂運(yùn)動(dòng)（包括腰座的?回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)），給出了機(jī)械?手末端執(zhí)行?器在其工作?空間中的運(yùn)?動(dòng)位置，而安裝在機(jī)?械手手臂末?端的手腕，則給出了機(jī)?械手末端執(zhí)?行器在其工?作空間中的?運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。機(jī)械手手腕?是機(jī)械手操?作機(jī)的最末?端，它與機(jī)械手?手臂

51、配合運(yùn)?動(dòng)，實(shí)現(xiàn)安裝在?手腕上的末?端執(zhí)行器的?空間運(yùn)動(dòng)軌?跡與運(yùn)動(dòng)姿?態(tài)，完成所需要?的作業(yè)動(dòng)作?。 考慮到機(jī)械?手的優(yōu)化，同時(shí)由于被?抓取工件是?水平放置，因此手腕必?須設(shè)有回轉(zhuǎn)?運(yùn)動(dòng)才可滿?足工作的要?求。因此，手腕設(shè)計(jì)成?回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)手腕回?轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)?構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣?缸。 2.4 機(jī)械手的手?臂結(jié)構(gòu)方案?設(shè)計(jì) 機(jī)械手手臂?的作用，是在一定的?載荷和一定?的速度下，實(shí)現(xiàn)在機(jī)械?手所要求的?工作空間內(nèi)?的運(yùn)動(dòng)。在進(jìn)行機(jī)械?手手臂設(shè)計(jì)?時(shí)，要遵循下述?原則； 1.應(yīng)盡可能使?機(jī)械手手臂?各關(guān)節(jié)軸相?互平行；相互垂直的?軸應(yīng)盡可能?相交于一點(diǎn)?，這樣可以使?機(jī)械手運(yùn)動(dòng)?學(xué)正逆運(yùn)算?

52、簡化，有利于機(jī)械?手的控制。 2.機(jī)械手手臂?的結(jié)構(gòu)尺寸?應(yīng)滿足機(jī)械?手工作空間?的要求。工作空間的?形狀和大小?與機(jī)械手手?臂的長度，手臂關(guān)節(jié)的?轉(zhuǎn)動(dòng)范圍有?密切的關(guān)系?。但機(jī)械手手?臂末端工作?空間并沒有?考慮機(jī)械手?手腕的空間?姿態(tài)要求，如果對(duì)機(jī)械?手手腕的姿?態(tài)提出具體?的要求，則其手臂末?端可實(shí)現(xiàn)的?空間要小于?上述沒有考?慮手腕姿態(tài)?的工作空間?。 3.為了提高機(jī)?械手的運(yùn)動(dòng)?速度與控制?精度，應(yīng)在保證機(jī)?械手手臂有?足夠強(qiáng)度和?剛度的條件?下，盡可能在結(jié)?構(gòu)上、材料上設(shè)法?減輕手臂的?重量。力求選用高?強(qiáng)度的輕質(zhì)?材料，通常選用高?強(qiáng)度鋁合金?制造機(jī)械手?手臂。目前，在國外，

53、也在研究用?碳纖維復(fù)合?材料制造機(jī)?械手手臂。碳纖維復(fù)合?材料抗拉強(qiáng)?度高，抗振性好，比重小（其比重相當(dāng)?于鋼的1/4，相當(dāng)于鋁合?金的2/3），但是，其價(jià)格昂貴?，且在性能穩(wěn)?定性及制造?復(fù)雜形狀工?件的工藝上?尚存在問題?，故還未能在?生產(chǎn)實(shí)際中?推廣應(yīng)用。目前比較有?效的辦法是?用有限元法?進(jìn)行機(jī)械手?手臂結(jié)構(gòu)的?優(yōu)化設(shè)計(jì)。在保證所需?強(qiáng)度與剛度?的情況下，減輕機(jī)械手?手臂的重量?。 4.機(jī)械手各關(guān)?節(jié)的軸承間?隙要盡可能?小，以減小機(jī)械?間隙所造成?的運(yùn)動(dòng)誤差?。因此，各關(guān)節(jié)都應(yīng)?有工作可靠?、便于調(diào)整的?軸承間隙調(diào)?整機(jī)構(gòu)。 5.機(jī)械手的手?臂相對(duì)其關(guān)?節(jié)回轉(zhuǎn)軸應(yīng)?盡可能在重?量

54、上平衡，這對(duì)減小電?機(jī)負(fù)載和提?高機(jī)械手手?臂運(yùn)動(dòng)的響?應(yīng)速度是非?常有利的。在設(shè)計(jì)機(jī)械?手的手臂時(shí)?，應(yīng)盡可能利?用在機(jī)械手?上安裝的機(jī)?電元器件與?裝置的重量?來減小機(jī)械?手手臂的不?平衡重量，必要時(shí)還要?設(shè)計(jì)平衡機(jī)?構(gòu)來平衡手?臂殘余的不?平衡重量。 6.機(jī)械手手臂?在結(jié)構(gòu)上要?考慮各關(guān)節(jié)?的限位開關(guān)?和具有一定?緩沖能力的?機(jī)械限位塊?，以及驅(qū)動(dòng)裝?置，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及?其它元件的?安裝。 結(jié)合具體的?工作情況，本設(shè)計(jì)采用?連桿杠桿式?的手爪。驅(qū)動(dòng)活塞往?復(fù)移動(dòng)，通過活塞桿?端部齒條，中間齒條及?扇形齒條使?手指張開或?閉合。手指的最小?開度由加工?工件的直徑?來調(diào)定。本設(shè)計(jì)按照?工件的

55、直徑?為50mm?來設(shè)計(jì)。手爪的具體?結(jié)構(gòu)形式如?圖2-5所示： 機(jī)械手的垂?直手臂（大臂）升降和水平?手臂（小臂）的伸縮運(yùn)動(dòng)?都為直線運(yùn)?動(dòng)。直線運(yùn)動(dòng)的?實(shí)現(xiàn)一般是?氣動(dòng)傳動(dòng)，氣壓傳動(dòng)以?及電動(dòng)機(jī)驅(qū)?動(dòng)滾珠絲杠?來實(shí)現(xiàn)?？紤]到搬運(yùn)?工件的重量?較大，考慮加工工?件的質(zhì)量達(dá)?30KG，屬中型重量?，同時(shí)考慮到?機(jī)械手的動(dòng)?態(tài)性能及運(yùn)?動(dòng)的穩(wěn)定性?，安全性，對(duì)手臂的剛?度有較高的?要求。綜合考慮，兩手臂的驅(qū)?動(dòng)均選擇氣?壓驅(qū)動(dòng)方式?，通過氣壓缸?的直接驅(qū)動(dòng)?，氣壓缸既是?驅(qū)動(dòng)元件，又是執(zhí)行運(yùn)?動(dòng)件，不用再設(shè)計(jì)?另外的執(zhí)行?件了；而且氣壓缸?實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)?動(dòng)，控制簡單，易于實(shí)現(xiàn)計(jì)?算機(jī)的控制?。

56、 因?yàn)闅鈮合?統(tǒng)能提供很?大的驅(qū)動(dòng)力?，因此在驅(qū)動(dòng)?力和結(jié)構(gòu)的?強(qiáng)度都是比?較容易實(shí)現(xiàn)?的，關(guān)鍵是機(jī)械?手運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)?定性和剛度?的滿足。因此手臂氣?壓缸的設(shè)計(jì)?原則是缸的?直徑取得大?一點(diǎn)（在整體結(jié)構(gòu)?允許的情況?下），再進(jìn)行強(qiáng)度?的較核。 同時(shí)，因?yàn)榭刂坪?具體工作的?要求，機(jī)械手的手?臂的結(jié)構(gòu)不?能太大，若僅僅通過?增大氣壓缸?的缸徑來增?大剛度，是不能滿足?系統(tǒng)剛度要?求的。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)另?外增設(shè)了導(dǎo)?桿機(jī)構(gòu)，小臂增設(shè)了?兩個(gè)導(dǎo)桿，與活塞桿一?起構(gòu)成等邊?三角形的截?面形式，盡量增加其?剛度；大臂增設(shè)了?四個(gè)導(dǎo)桿，成正四邊形?布置，為減小質(zhì)量?，各個(gè)導(dǎo)桿均?采用空心結(jié)?構(gòu)。通過增設(shè)導(dǎo)

57、?桿，能顯著提高?機(jī)械手的運(yùn)?動(dòng)剛度和穩(wěn)?定性，比較好的解?決了結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性的問?題。 按照抓取工?件的要求，本機(jī)械手的?手臂有三個(gè)?自由度，即手臂的伸?縮、橫移和升降?運(yùn)動(dòng)。手臂的橫移?、升降運(yùn)動(dòng)是?通過立柱來?實(shí)現(xiàn)的。手臂的各種?運(yùn)動(dòng)由氣缸?來實(shí)現(xiàn)。 圖2-4 機(jī)械手手抓?部分將結(jié)構(gòu)?圖 2.5 機(jī)械手的驅(qū)?動(dòng)方案設(shè)計(jì)? 工業(yè)機(jī)械手?的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?，按動(dòng)力源分?為液壓、氣動(dòng)和電動(dòng)?三大類。根據(jù)需要也?可這三種基?本類型組合?成復(fù)合式的?驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這三類基本?驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的?主要特點(diǎn)如?下。 1.液壓驅(qū)動(dòng)系?統(tǒng) 由于液壓技?術(shù)是一種比?較成熟的技?術(shù)，它具有動(dòng)力?大、力（或力矩）

58、與慣量比大?、快速響應(yīng)高?、易于實(shí)現(xiàn)直?接驅(qū)動(dòng)等特?點(diǎn)。適合于在承?載能力大，慣量大以及?在防火防爆?的環(huán)境中工?作的機(jī)械手?。但是，液壓系統(tǒng)需?要進(jìn)行能量?轉(zhuǎn)換（電能轉(zhuǎn)換成?液壓能），速度控制多?數(shù)情況下采?用節(jié)流調(diào)速?，效率比電動(dòng)?驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)低?，液壓系統(tǒng)的?液體泄露會(huì)?對(duì)環(huán)境產(chǎn)生?污染，工作噪音也?較高。 2.氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系?統(tǒng) 具有速度快?，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡?單，維修方便、價(jià)格低等特?點(diǎn)。適用于中、小負(fù)荷的機(jī)?械手中采用?。但是因難于?實(shí)現(xiàn)伺服控?制，多用于程序?控制的機(jī)械?手中，如在上、下料和沖壓?機(jī)械手中應(yīng)?用較多。 3.電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系?統(tǒng) 由于低慣量?、大轉(zhuǎn)矩的交?、直流伺服電?機(jī)及其配

59、套?的伺服驅(qū)動(dòng)?器（交流變頻器?、直流脈沖寬?度調(diào)制器）的廣泛采用?，這類驅(qū)動(dòng)系?統(tǒng)在機(jī)械手?中被大量采?用。這類驅(qū)動(dòng)系?統(tǒng)不需要能?量轉(zhuǎn)換，使用方便，噪聲較低，控制靈活。大多數(shù)電機(jī)?后面需安裝?精密的傳動(dòng)?機(jī)構(gòu)。直流有刷電?機(jī)不能直接?用于要求防?爆的工作環(huán)?境中，成本上也較?其他兩種驅(qū)?動(dòng)系統(tǒng)高。但因?yàn)檫@類?驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)?點(diǎn)比較突出?，因此在機(jī)械?手中被廣泛?的使用。 設(shè)計(jì)機(jī)械手?時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的?選擇，要根據(jù)機(jī)械?手的用途、作業(yè)要求、機(jī)械手的性?能規(guī)范、控制功能、維護(hù)的復(fù)雜?程度、運(yùn)行的功耗?、性價(jià)比以及?現(xiàn)有的條件?等綜合因素?加以考慮。在注意各類?驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)特?點(diǎn)的基礎(chǔ)上?，綜合上述各?

60、因素，充分論證其?合理性、可行性、經(jīng)濟(jì)性及可?靠性后進(jìn)行?最終的選擇?。一般情況下?： 1.物料搬運(yùn)（包括上下料?）使用的有限?點(diǎn)位控制的?程序控制機(jī)?械手，重負(fù)荷的選?擇液壓驅(qū)動(dòng)?系統(tǒng)，中等負(fù)荷的?可選電機(jī)驅(qū)?動(dòng)系統(tǒng)，輕負(fù)荷的可?選氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)?系統(tǒng)。沖壓機(jī)械手?多采用氣動(dòng)?驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 2.用于點(diǎn)焊和?弧焊及噴涂?作業(yè)的機(jī)械?手，要求具有點(diǎn)?位和軌跡控?制功能，需采用伺服?驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。只有采用液?壓或電動(dòng)伺?服系統(tǒng)才能?滿足要求。點(diǎn)焊、弧焊機(jī)械手?多采用電動(dòng)?驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。重負(fù)荷的任?意點(diǎn)位控制?的點(diǎn)焊及搬?運(yùn)機(jī)械手選?用液壓驅(qū)動(dòng)?系統(tǒng)。 2.5.1機(jī)械手氣?壓驅(qū)動(dòng) 1、氣動(dòng)裝置結(jié)?構(gòu)

61、簡單、輕便、安裝維護(hù)簡?單。壓力等級(jí)低?、故使用安全?。 2、工作介質(zhì)是?取之不盡的?空氣、空氣本身不?花錢。排氣處理簡?單，不污染環(huán)境?，成本低。 3、輸出力以及?工作速度的?調(diào)節(jié)非常容?易。氣缸的動(dòng)作速度?一般為50?~500mm?/s，比液壓和電?氣方式的動(dòng)?作速度快。 4、可靠性高，使用壽命長?。電器元件的?有效動(dòng)作次?數(shù)約為百萬?次，而SMC的?一般電磁閥的壽命大于?3000萬?次，小型閥超過?2億次。 5、利用空氣的?壓縮性，可貯存能量?，實(shí)現(xiàn)集中供?氣?？啥虝r(shí)間釋?放能量，以獲得間歇?運(yùn)動(dòng)中的高?速響應(yīng)?？蓪?shí)現(xiàn)緩沖?。對(duì)沖擊負(fù)載?和過負(fù)載有?較強(qiáng)的適應(yīng)?能力。在一

62、定條件?下，可使氣動(dòng)裝?置有自保持?能力。 6、全氣動(dòng)控制?具有防火、防爆、防潮的能力?。與液壓方式?相比，氣動(dòng)方式可?在高溫場合?使用。 7、由于空氣流?動(dòng)損失小，壓縮空氣可集中供應(yīng)?，遠(yuǎn)距離輸送?。 綜上氣壓傳?動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)?作迅速，反應(yīng)靈敏，阻力損失和?泄漏較小，成本低廉等?優(yōu)點(diǎn)，因此本機(jī)械?手采用氣壓?傳動(dòng)方式。 2.5.2機(jī)械手氣?壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)? 氣動(dòng)機(jī)械手?采用壓縮空?氣為動(dòng)力源?，一般從工廠?的壓縮空氣?站引到機(jī)械?手作業(yè)位置?，也可以單獨(dú)?建立小型氣?源系統(tǒng)。由于氣動(dòng)機(jī)?械手具有氣?源使用方便?、不污染環(huán)境?、動(dòng)作靈活迅?速、工作安全可?靠、操作維修簡?

63、便以及適宜?在惡劣環(huán)境?下工作等特?點(diǎn)，因此它在沖?壓加工、注塑及壓鑄?等有毒或高?溫條件下作?業(yè)，機(jī)床上、下料，儀表及輕工?行業(yè)中、小型零件的?輸送和自動(dòng)?裝配等作業(yè)?，食品包裝及?運(yùn)輸，電子產(chǎn)品輸?送、自動(dòng)插接，彈藥生產(chǎn)自?動(dòng)化等方面?獲得大量應(yīng)?用。 氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系?統(tǒng)在多數(shù)情?況下是用于?實(shí)現(xiàn)兩位式?的或有限點(diǎn)?位控制的中?、小機(jī)械手中?的。這類機(jī)械手?多是圓柱坐?標(biāo)型和直角?坐標(biāo)型或二?者的組合型?結(jié)構(gòu)；3-5個(gè)自由度?；負(fù)荷在20?0N以下；速度300?-1000m?m/s；重復(fù)定位精?度為+/-0.1-0。5mm。控制裝置目?前多數(shù)選用?可編程控制?器（PLC）。在易燃、易

64、爆的場合?下可采用氣?動(dòng)邏輯元件?組成控制裝?置。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系?統(tǒng)大體由以?下幾部分組?成。 1.氣源 由總壓縮空?氣站提供。氣源部分包?括空氣壓縮?機(jī)，儲(chǔ)氣罐，氣水分離器?，調(diào)壓器，過濾器等。如果沒有壓?縮空氣站的?條件，可以按機(jī)械?手及配套的?其他氣動(dòng)設(shè)?備需要配置?相應(yīng)供氣量?的氣源設(shè)備?。 2.氣動(dòng)三聯(lián)件? 由分水濾氣?器，調(diào)壓器，油霧器三大?件組成，可以是分離?式，也可以是三?聯(lián)組裝式的?，多數(shù)情況下?用三聯(lián)組裝?式結(jié)構(gòu)。不論是由壓?縮空氣站供?氣還是用單?獨(dú)的氣源，氣動(dòng)三聯(lián)件?是必備的。雖然用無潤?滑氣缸可以?不用油霧器?，但是一般情?況下，建議也在氣?路上裝上

65、油?霧器，以減少氣缸?摩擦力，增加使用壽?命。 3.氣動(dòng)閥 氣動(dòng)閥的種?類很多，在工業(yè)機(jī)械?手的氣動(dòng)驅(qū)?動(dòng)系統(tǒng)中，常用的閥件?有電磁氣閥?、節(jié)流調(diào)速閥?、減壓閥等。 4.氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)?構(gòu) 多數(shù)情況下?使用氣缸（直線氣缸或?擺動(dòng)氣缸）。直線氣缸分?單動(dòng)式和雙?動(dòng)式兩類。除個(gè)別用單?動(dòng)式氣缸外?（如手爪機(jī)構(gòu)?上用的），多數(shù)采用雙?動(dòng)氣缸。為實(shí)現(xiàn)端部?緩沖，要選用雙向?端點(diǎn)位置緩?沖的氣缸。氣缸的結(jié)構(gòu)?形式以及與?機(jī)械手機(jī)構(gòu)?的連接方式?（如法蘭連接?，尾部鉸接，前端或中間?鉸接，氣缸桿的螺?紋連接或鉸?接等）由設(shè)計(jì)機(jī)械?手時(shí)根據(jù)結(jié)?構(gòu)要求而定?。氣缸的內(nèi)徑?，行程大小可?根據(jù)對(duì)機(jī)械?

66、手的運(yùn)動(dòng)分?析和動(dòng)力分?析進(jìn)行計(jì)算?。 為了確保氣?缸的密封要?求，同時(shí)又要盡?量降低摩擦?力，密封材料要?選用橡膠和?氟化塑料組?合的密封環(huán)?。無接觸感應(yīng)?式氣缸目前?在氣動(dòng)系統(tǒng)?中已獲得廣?泛的應(yīng)用，這種氣缸在?活塞上裝有?永久磁鐵的?磁環(huán)，通過磁感應(yīng)?，使在氣缸外?面安裝的非?接觸磁性接?近開關(guān)動(dòng)作?發(fā)訊，進(jìn)行位置檢?測(cè)。除了直線氣?缸外，機(jī)械手中用?得比較多還?有有限角擺?動(dòng)氣缸，這種擺動(dòng)缸?多用于手腕?機(jī)構(gòu)上。 5.制動(dòng)器 氣動(dòng)機(jī)械手?的定位問題?很大程度上?是如何實(shí)現(xiàn)?停點(diǎn)的制動(dòng)?。氣缸活塞的?運(yùn)動(dòng)速度容?許達(dá)1.5m/s，如果氣缸以?1m/s的速度計(jì)?算，電磁氣閥以?較大關(guān)閉時(shí)?間70ms?計(jì)，那么氣缸活?塞兩個(gè)停點(diǎn)?的距離約為?70mm，兩個(gè)停點(diǎn)的?步長應(yīng)大于?這個(gè)數(shù)值。對(duì)于小流量?的電磁氣閥?，吸合關(guān)閉時(shí)?間較小，停點(diǎn)的步長?也要相應(yīng)縮?短。因此對(duì)機(jī)械?手一個(gè)單自?由度而言，停點(diǎn)數(shù)目最?多6-9個(gè)。為增加定位?點(diǎn)數(shù)，除采用多位?置氣缸外可?采用制動(dòng)的?方法還有：反壓制動(dòng)，制動(dòng)裝置制?動(dòng)。 6.限位器 氣動(dòng)機(jī)械手?各運(yùn)動(dòng)軸的?制動(dòng)和定位?點(diǎn)到