人技术，通过引进仿制改造创新，工业机器人将会获得快速的发展。机器人发展趋势随着现代化生产技术的提高，机器人设计生产能力进步得到加强，尤其当机器人的生产与柔性化制造系统和柔性制造单元相结合，从而改变目前机械制造的人工操作状态，提高了生产效率。就目前来看，总的来说现代工业机器人有以下几个发展趋势提高运动速度和运动精度，减少重量和占用空间，加速机器人功能部件的标准化和模块化，将机器人的各个机械模块控制模块检测模块组成结构不同的机器人开发各种新型结构用于不同类型的场合，如开发微动机构用以保证精度开发多关节多自由度的手臂和手指开发各类行走机器人，以适应不同的场合研制各类传感器及检测元器件，如，触觉视觉听觉味觉和测距传感器等，用传感器获得工作对象周围的外界环境信息位置信息状态信息以完成模式识别状态检测。并采用专家系统进行问题求解动作规划，同时，越来越多的系统采用微机进行控制。本文的主要研究内容随着科学技术的发展，生产率水平的提高，人们对产品精度和质量的要求越来越来严格。因此，企业生产线的自动化程度要求越来越高，机械手也越来越来多地被应用，工业机械手已成为多数企业生产线上必不可少的设备。工业机械手可以提高生产过程的自动化程度，改善劳动条件避免人身事故，减少人力，并便于有节奏地生产，工业机械手从根本上减轻了工人的劳动强度，提高了生产率水平。因此，有效地应用机械手，是发展机械工业的必然趋势，研究的内容如下二〇二年六月十九日星期二本次设计主要研究的是柴油机机体加工线上用多功能机械手，使其完成上料转位和翻转等多种功能，并按该自动线的统生产节拍和生产纲领完成以上动作。研究思路及技术方案是本工业机械手机身采用机座式，坐标形式为直角坐标式，使用液压驱动，选用齿轮泵，具有机身旋转手臂伸缩手臂升降腕部转动个自由度，定位采用机械挡块定位，定位精度为，采用行程控制系统实现点位控制。二〇二年六月十九日星期二第章方案设计及主要参数的确定机械手组成和分类机械手的组成机械手主要由执行机构驱动系统控制系统组成。执行机构包括手部手腕手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构如所示。手部手腕立柱手臂机座图机构简图驱动系统机械手的驱动系统是驱动执行运动的传动装置。常用的有液压传动气压传动电力传动和机械传动等四种形式。控制系统控制系统是机械手的指挥系统，它控制驱动系统，让执行机构按规定的要求进行工作，并检测其正确与否。般常见的为电器与电子回路控制，计算机控制系统也不断增多。二〇二年六月十九日星期二机械手分类根据所承担的作业的特点分类如下承担搬运工作的机械手生产工业用机械手通用工业机械手。按功能分类如下专用机械手示教再现机械手通用机械手。按驱动方式分类如下液压传动机械手气压传动机械手机械传动机械手。按控制方式分类如下固定程序机械手可编程序机械手。方案设计主要参数的确定表主要参数抓取量抓取重量抓取长度坐标形式及自由度坐标形式柱坐标式自由度工作行程手臂伸缩行程机身旋转范围手臂回转范围手部升降行程运动速度伸缩速度腕部回转速度驱动方式液压传动定位精度控制方式方案设计根据课题要求及参数要求，可采用以下多种方案。直角坐标系式，自动线成直线布置，机械手空中行走，顺序完成上料翻转转位等功能。这种方案结构简单，自由度少，易于配线，但需要架空行走，油液站不能固定，这使设计复杂程度增加，运动质量增大。机身采用立柱式，机械手臂上下升降，顺序完成上料翻转转位等功能，自动线仍呈直线布置。这种方案可以集中设计液压，易于实二〇二年六月十九日星期二现油路定点连接，但手臂悬伸量较大。机身采用机座式，自动线围绕机座布置，顺序完成上料翻转转位等功能。这种案具有占地面积小等优点，但配线要求较高。图机座式机械手本设计拟采用第三种方案，如图所示。这是种机座式机械手，具有机身旋转⌒手臂伸缩手臂升降⌒和腕部转动⌒四个自由度。料槽形式及分析动作要求料槽形式图机械手安装简易图由于工件的形状属于小型回转体，此种形状的零件通常采用自重输送的输料槽，如图所示，该装置结构简单，不需要其它动力源和特殊装置，所以本课题采用此种输料槽。二〇二年六月十九日星期二动作要求分析动作送料动作二预夹紧动作三手臂上升动作四手臂旋转动作五小臂伸长动作六手腕旋转预夹紧手臂上升手臂旋转小臂伸长手碗旋转手臂转回图要求分析手臂上升，手臂有沿机座立柱做升降运动，获得较大的运动行程，升降过程由电动机连接带动螺柱旋转，由螺柱配合导致了手臂的上下运动。手臂的回转由电动机二年六月十九日星期二工作压力流量采用溢流阀调速阀二位三通阀总体系统图如图所示为液压传动系统的总体系统图图总体系统图工作过程小臂伸长手部抓紧腕部回转小臂回转小臂收缩手部放松电磁铁动作顺序表液压总体系统的电磁铁动作顺序如表表电磁铁动作顺序表二〇二年六月十九日星期二元件动作小臂伸长手部抓紧腕部回转小臂收缩手部放松卸荷本章小结本章主要对抓取机构各部分的液压系统原理进行了相关的研究，并确定了相关的草图，具体内容如下对抓取机构各部分的液压系统原理进行了相关的研究，拟定各部分的原理草图确定了抓取机构的工作过程和电磁阀动作顺序表。二〇二年六月十九日星期二第章机身机座的结构设计电机的选择带动臂部升降的电机初选上升速度所以转分选择型电机，属于笼型异步电动机。采用级绝缘，外壳防护等级为，冷却方式为即全封闭自扇冷却，额定电压为，额定功率为。表电动机技术数据所示带动机身回转的电机初选转速转秒转分由于齿轮，减速器，所以转分选择型笼型异步电动机电动机采用级绝缘。外壳防护等级为，冷却方式为即全封闭自扇冷却，额定电压为，额定功率为。如表电动机技术数据所示型号额定功率满载时堵转电流堵转转矩最大转矩电流转速效率功率因素额定电流额定转矩额定转矩二〇二年六月十九日星期二表电动机技术减速器的选择初选型圆柱蜗杆减速器，为蜗杆下置式级传动的阿基米德圆柱蜗杆减速器。蜗杆的材料调质，蜗轮的材料为，中心矩，传动比，传动惯量ˉ。螺柱的设计与校核螺杆的材料选择从经济角度来讲并能满足要求的材料为铸铁。表螺柱设计参数螺距螺纹工作高度螺纹工作高度螺纹牙底宽度螺杆强度螺纹牙剪切弯曲当量应力式中传递转矩螺杆材料的许用应力。所以代入公式得合格型号额定功率满载时堵转电流堵转转矩最大转矩电流转速效率功率因素额定电流额定转矩额定转矩二〇二年六月十九日星期二剪切强度旋合圈数合格弯曲强度合格本章小结本章主要对机械手的机身机座的结构进行了设计，具体内容如下对带动臂部升降和带动机身回转的电机进行了选择对减速器的选择，初选型圆柱蜗杆减速器对螺栓的设计和校核，确定了当量应力，剪切强度，弯曲强度。二〇二年六月十九日星期二第章机械手的定位与平稳常用的定位方式机械挡块定位是在行程终点设置机械挡块。当机械手经减速运行到终点时，紧靠挡块而定位。若定位前已减速，定位时驱动压力未撤除，在这种情况下，机械挡块定位能达到较高的重复精度。般可高于，若定位时关闭驱动油路而去掉工作压力，这时机械手可能被挡块碰回个微小距离，因而定位精度变低。影响平稳性和定位精度的因素机械手能否准确地工作，实际上是个三维空间的定位问题，是若干线量和角量定位的组合。在许多较简单情况下，单个量值可能是主要的。影响单个线量或角量定位误差的因素如下定位方式不同的定位方式影响因素不同。如机械挡块定位时，定位精度与挡块的刚度和碰接挡块时的速度等因素有关。定位速度定位速度对定位精度影响很大。这是因为定位速度不同时，必须耗散的运动部件的能量不同。通常，为减小定位误差应合理控制定位速度，如提高缓冲装置的缓冲性能和缓冲效率，控制驱动系统使运动部件适时减速。精度机械手的制造精度和安装调速精度对定位精度有直接影响。刚度机械手本身的结构刚度和接触刚度低时，因易产生振动，定位精度般较低。运动件的重量运动件的重量包括机械手本身的重量和被抓物的重量。运动件重量的变化对定位精度影响较大。通常，运动件重量增加时，二〇二年六月十九日星期二定位精度降低。因此，设计时不仅要减小运动部件本身的重量，而且要考虑工作时抓重变化的影响。驱动源液压气压的压力波动及电压油温气温的波动都会影响机械手的重复定位精度。因此，采用必要的稳压及调节油温措施。如用蓄能器稳定油压，用加热器或冷却器控制油温，低速时，用温度压力补偿流量控制阀控制。机械手运动的缓冲装置缓冲装置分为内缓冲和外缓冲两种形式。内缓冲形式有油缸端部缓冲装置和缓冲回路等。外缓冲形式有弹性机械元件和液压缓冲器。内缓冲的优点是结构简单，紧凑。但有时安置位置有限外缓冲的优点是安置位置灵活，简便，缓冲性能好调等，但结构较庞大。控制系统开关控制电液比例控制和伺服控制的位置控制精度是个不相同的。这不仅是因为各种控制元件的精度和灵敏度不同，而且也与位置反馈装置的有无有关。本课题所采用的定位精度为机械挡块定位。机械手的控制控制系统是机械手的重要组成部分。在种意义上讲，控制系统起着与人脑相似的作用。机械手的手部腕部臂部等的动作以及相关机械的协调动作都是通过控制系统来实现的。主要控制内容有动作的顺序，动作的位置与路径动作的时间。机械手要用来代替人完成些操作，通常需要具有图所示的机能。实现上述各种机能的控制方式有多种多样。机械手的程序控制方式可分为两大类，即固定程序控制方式和可变程序控制方式。本课题所用的是固定程序控制类别的机械式控制。常用凸轮和杠杆机构来控制机械手的动作顺序时间和速度。般常与驱动机构并用，因此结构简单，维修方便，寿命较长，工作比较可靠。适用于控制程序步数少的专用机械手。控制机能二〇二年六月十九日星期二图机械手的控制机能本章小结本章对机械手的定位和稳定性进行了相关的分析，具