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哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文
沖壓機(jī)械手—手臂部分設(shè)計(jì)
摘要
本文所設(shè)計(jì)的沖壓機(jī)械手用于搬運(yùn)工件，為了增加本機(jī)械手的通用性，在結(jié)構(gòu)盡可能緊湊的情況下，最大限度地使工業(yè)機(jī)械手具有較大的抓取范圍。
本文主要介紹了沖壓機(jī)械手的概念、組成和分類，機(jī)械手的自由度和坐標(biāo)形式、運(yùn)動(dòng)及國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r。對沖壓機(jī)械手進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，首先確定了機(jī)械手的坐標(biāo)形式為圓柱坐標(biāo)型，自由度數(shù)為5，接著確定了機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)裝置為液壓缸，然后確定了機(jī)械手的主要技術(shù)參數(shù)。同時(shí)，設(shè)計(jì)了機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)形式為滑槽杠桿式鉗爪、手腕的結(jié)構(gòu)形式為采用電機(jī)帶動(dòng)腕回轉(zhuǎn)、臂部結(jié)構(gòu)形式采用雙導(dǎo)向桿導(dǎo)向，機(jī)身結(jié)構(gòu)形式為升降缸置于回轉(zhuǎn)缸之上的結(jié)構(gòu)形式，計(jì)算出了夾緊工件所需的驅(qū)動(dòng)力、手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩、手臂伸縮所需的驅(qū)動(dòng)力、手臂俯仰所需的驅(qū)動(dòng)力、手臂升降所需的驅(qū)動(dòng)力和手臂回轉(zhuǎn)所需的驅(qū)動(dòng)力矩。繼而設(shè)計(jì)了沖壓機(jī)械手的各個(gè)部分液壓缸的尺寸和結(jié)構(gòu)及各個(gè)部分之間連接與支承部件的結(jié)構(gòu)與尺寸。
關(guān)鍵詞 液壓驅(qū)動(dòng)；沖壓機(jī)械手；液壓缸
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II
目錄
摘要…… I
第1章 緒論 1
1.1 機(jī)械手的含義 1
1.2 機(jī)械手的產(chǎn)生、應(yīng)用與發(fā)展 1
1.2.1 機(jī)械手的產(chǎn)生（簡史） 1
1.2.2 應(yīng)用簡況 2
1.2.3 發(fā)展趨勢 2
1.3 沖壓機(jī)械手的組成與運(yùn)動(dòng) 3
1.3.1 沖壓機(jī)械手的組成 3
1.3.2 沖壓機(jī)械手的運(yùn)動(dòng) 5
第2章 沖壓機(jī)械手的手部設(shè)計(jì) 10
2.1 概述 10
2.2 手部機(jī)構(gòu)形式 10
2.2.1 手爪 10
2.2.2 傳動(dòng)裝置 10
2.2.3 驅(qū)動(dòng)裝置 10
2.3 前爪式手部機(jī)構(gòu)的選用要點(diǎn) 11
2.4 滑槽杠桿式鉗爪的夾緊力分析與計(jì)算 11
2.5 滑槽杠桿式鉗爪手部機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 13
2.6 手部夾緊液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 13
2.7 本章小結(jié) 14
第3章 沖壓機(jī)械手的腕部設(shè)計(jì) 15
3.1 概述 15
3.2 腕部回轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算 15
3.2.1 摩擦阻力矩 15
3.2.2 工件重心偏置引起的偏置力矩 15
3.2.3 腕部啟動(dòng)時(shí)的慣性阻力矩 16
3.3 本章小結(jié) 17
第4章 工業(yè)機(jī)械手臂部的設(shè)計(jì) 18
4.1 概述 18
4.2 沖壓機(jī)械手臂部的結(jié)構(gòu)形式 18
4.2.1 沖壓機(jī)械手臂部伸縮運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu) 19
4.2.2 沖壓機(jī)械手臂部俯仰運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu) 19
4.2.3 沖壓機(jī)械手臂部回轉(zhuǎn)及升降的結(jié)構(gòu) 20
4.2.4 導(dǎo)向裝置 20
4.3 沖壓機(jī)械手臂部運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 21
4.3.1 手臂水平伸縮運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)液壓缸的計(jì)算 21
4.3.2 手臂垂直升降運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 22
4.4 沖壓機(jī)械手的液壓緩沖裝置 23
4.5 本章小結(jié) 24
結(jié)論 25
致謝 26
參考文獻(xiàn) 27
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II
第1章 緒論
1.1 機(jī)械手的含義
“機(jī)械手”（mechanical hand，也被稱為“自動(dòng)手”(auto hand), 多數(shù)是指附屬于主機(jī)、程序固定的自動(dòng)抓取、操作裝置（國內(nèi)一般稱作機(jī)械手或者專用機(jī)械手）。它能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。它特別是在高溫、高壓、多粉塵、易燃、易爆、放射性等惡劣環(huán)境中，以及笨重、單調(diào)、頻繁的操作中代替人作業(yè)，因此獲得日益廣泛的應(yīng)用。
1.2 機(jī)械手的產(chǎn)生、應(yīng)用與發(fā)展
1.2.1 機(jī)械手的產(chǎn)生（簡史）
早在20世紀(jì)初，隨著機(jī)床、汽車等制造業(yè)的發(fā)展就出現(xiàn)了機(jī)械手。1913年美國福特汽車工業(yè)公司安裝了第一條零件加工自動(dòng)線，為了解決自動(dòng)線、自動(dòng)機(jī)的上下料與工件的傳送，采用了專用機(jī)械手代替人工上下料與傳送工件?？梢妼Ｓ脵C(jī)械手就是作為自動(dòng)機(jī)、自動(dòng)線的附屬裝置出現(xiàn)的。
前蘇聯(lián)自六十年代開始發(fā)展應(yīng)用機(jī)械手，至1977年底，其中一半是國產(chǎn)，一半是進(jìn)口。