機(jī)械手說明書范例

　　目錄

　　前言 --------------------------------------

　　第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書  ------------------------------------

　　第二章  設(shè)計(jì)任務(wù)分析以及總體方案  -----------------------

　　(一)機(jī)械手設(shè)計(jì)原則---------------------------

　　（二）機(jī)械手分類 -------------------------------------（三）機(jī)械手主要組成------------------------------

　�。ㄋ模�機(jī)械手結(jié)構(gòu)布置要求及平穩(wěn)性與定位精度-----------

　　第三章  機(jī)械部分的設(shè)計(jì)---------------------

　　(一)機(jī)械手手部----------------------------------

　　（二）機(jī)械手的手腕-------------------------------------

　�。ㄈ�）機(jī)械手的手臂----------------------------------

　　第四章  驅(qū)動(dòng)部件設(shè)計(jì)----------------------------

　　(一) 液壓驅(qū)動(dòng)部分------------------------------------

　　（二） 氣壓驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)-------------------------------------

　　(三) 液動(dòng)機(jī)的選擇-------------------------------------

　　(四)減速齒輪的選擇------------------------

　　第五章管路布置及效驗(yàn)---------------------------

　�。ㄒ唬� 機(jī)械手常用位置檢測元件---------------------------

　�。ǘ�）管路布置方法  --------------------------------

　　第六章參考文獻(xiàn)---------------------

　　第七章設(shè)計(jì)感言-------------------------------------

　　前  言

　　機(jī)械手是模仿人的手部動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)

　　抓取、搬運(yùn)和操作的自動(dòng)裝置。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。機(jī)械手一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及檢測裝置三大部分組成，智能機(jī)械手還具有感覺系統(tǒng)和智能系統(tǒng)。本篇介紹的是用于物件裝卸的機(jī)械手的設(shè)計(jì)，屬圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手。本篇根據(jù)設(shè)計(jì)機(jī)械手的一般程序，分八步詳細(xì)地的介紹了用于物件裝卸的機(jī)械手的設(shè)計(jì)的過程。

　　第一章  設(shè)計(jì)任務(wù)書

　　一.設(shè)計(jì)內(nèi)容：

　　1、機(jī)械手機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)

　　2、手架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　3、液壓、氣壓或電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　機(jī)械手動(dòng)作要求是：手架能作任何角度的伸縮和轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　各動(dòng)作由液壓、氣壓驅(qū)動(dòng)，電磁閥控制。

　　手架承重不小于10kg。

　　第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)分析以及總體方案

　　機(jī)械手是一種模仿人手部分動(dòng)作,按照預(yù)先設(shè)定的程序、軌跡或其它要求，實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)工件或者操縱工具的自動(dòng)化裝置。

　　一.機(jī)械手設(shè)計(jì)原則

　　總體設(shè)計(jì)的任務(wù)：包括執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算，最后繪出草圖�？傮w設(shè)計(jì)后要進(jìn)行各部件的強(qiáng)度、剛度、驅(qū)動(dòng)力驗(yàn)算。

　　1、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)及確定主要要求

　　手架能作任何角度的伸縮和轉(zhuǎn)動(dòng)

　　2、驅(qū)動(dòng)方式：液壓、氣壓驅(qū)動(dòng)

　　該機(jī)械手是獨(dú)立的自動(dòng)化機(jī)械裝置。通用性高，機(jī)械手結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。手臂可作前后伸縮、上下升降和水平左右擺動(dòng)三個(gè)動(dòng)作，手臂可以繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)360度

　　4）按驅(qū)動(dòng)方式分為聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，電力驅(qū)動(dòng)，液壓驅(qū)動(dòng)。

　　5）按臂力大小來說是中型機(jī)械手。

　　二、機(jī)械手分類

　　1.按驅(qū)動(dòng)方式分：液壓式、氣動(dòng)式、機(jī)械式

　　2.按適用范圍分：專用機(jī)械手、通用機(jī)械手

　　3.按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式分：點(diǎn)位控制、連續(xù)軌跡控制

　　4.按臂部的運(yùn)動(dòng)形式分：直角坐標(biāo)式、圓柱坐標(biāo)式、球座坐標(biāo)式、關(guān)節(jié)式

　　三.機(jī)械手主要組成：

　　機(jī)械手主要是由執(zhí)行系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)三大部分組成。

　　1、執(zhí)行部分

　　執(zhí)行系統(tǒng)是機(jī)械手的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)部分。它包括手、手腕、手臂和機(jī)座等部件。

　　2、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

　　驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)的動(dòng)力裝置。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有液壓驅(qū)動(dòng)，氣壓驅(qū)動(dòng)，電力驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)等方式。

　　、控制系統(tǒng)

　　控制系統(tǒng)是支配執(zhí)行系統(tǒng)按規(guī)定程序動(dòng)作得到電氣控制裝置�？�

　　3

　　制系統(tǒng)所控制的因素包括執(zhí)行系統(tǒng)各部的動(dòng)作、動(dòng)作順序、位置、時(shí)間和速度等。

　　四. 機(jī)械手結(jié)構(gòu)布置要求及平穩(wěn)性與定位精度

　　機(jī)械手工作中運(yùn)動(dòng)速度較高，在結(jié)構(gòu)布置上應(yīng)保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，這樣可提高機(jī)械手使用的可靠性，并可延長使用壽命，在結(jié)構(gòu)上要注意以下幾點(diǎn)：

　　1） 臂部要防止偏重  通常臂部處于懸臂的工作狀態(tài)，在設(shè)計(jì)臂部、手部結(jié)構(gòu)時(shí)要盡量使其總的重心在支撐中心，防止對支撐中心的偏重。偏重將會(huì)產(chǎn)生附加的彎矩引起立柱和導(dǎo)向的變形，工作中引起導(dǎo)向裝置不均勻的磨損。在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中偏重對回轉(zhuǎn)軸附加有動(dòng)壓力，其方向不斷的變化，特別是高速及速度突然變化時(shí)更為明顯，這將引起機(jī)械手的振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成卡死。防止偏重過大可采取的措施如下：

　　a.減輕手部重量，并盡量減少偏心載荷。

　　b.合理分布臂部上各部件重量和增加平衡重，使臂部平衡。

　　c.機(jī)械手在結(jié)構(gòu)上無法避免偏重，則應(yīng)加強(qiáng)導(dǎo)向支撐，盡力減輕偏重對運(yùn)動(dòng)的影響。

　　2） 加強(qiáng)臂部剛度  選取臂部結(jié)構(gòu)時(shí)要注意各個(gè)方向的剛度。提高臂部剛度是減少手部顫動(dòng)的關(guān)鍵，有利于提高定位精度。臂部的剛度決定于臂部的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)向形式。

　　3） 改進(jìn)緩沖裝置和提高配合精度  機(jī)械手緩沖裝置是保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)和減少振動(dòng)的主要措施。沖擊有兩種：一種是機(jī)械沖擊，它是臂部運(yùn)動(dòng)中與定位裝置相撞而產(chǎn)生，用可靠緩沖裝置來消除。另一種是液壓系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的沖擊。這種沖擊作用于管路之中，仍會(huì)引起機(jī)械手振動(dòng)，要靠改進(jìn)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)來叫解決。

　　提高部件的配合精度，減少間隙都有利于運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。

　　在生產(chǎn)中要求機(jī)械手工作速度快，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，定位精度高。應(yīng)注意其影響因素，設(shè)計(jì)合理結(jié)構(gòu)，以滿足要求

　　1.影響平穩(wěn)性及定位精度的因素

　�。ǎ保�慣性力的影響 機(jī)械手速度變突，加（減）速度不連續(xù)，會(huì)產(chǎn)生巨大慣性沖擊力，致使工件滑移，部件松動(dòng)，零件破裂。定位時(shí)，大的減速度使臂部往復(fù)振動(dòng)，直接降低定位精度。因此，應(yīng)根據(jù)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)特性，選擇適宜的控制系統(tǒng)，使加（減）速度按所需的運(yùn)動(dòng)規(guī)律變化。同時(shí)，在保證剛度前提下減輕機(jī)械手運(yùn)動(dòng)部件的重量。

　�。ǎ玻┙Y(jié)構(gòu)剛度的影響 零件結(jié)構(gòu)剛性低，配合間隙大以及整機(jī)固有頻率低時(shí)，受較小慣性沖擊就發(fā)生振動(dòng)，不但降低定位精度，而且降低機(jī)械壽命。應(yīng)選擇合理結(jié)構(gòu)，提高機(jī)械手固有頻率以及承受慣性載荷的能力。

　　（３）定位方法的影響 常用定位方法中電氣開關(guān)定位的精度最低，伺服定位較高，機(jī)械擋塊定位精度最高。

　�。ǎ矗┛刂葡到y(tǒng)的影響 電控系統(tǒng)誤差，閥類泄露，檢測元件失靈，擋塊偏移等都會(huì)降低定位精度。

　　（５）驅(qū)動(dòng)源的影響 液壓、氣壓、電壓和油溫波動(dòng)都會(huì)降低平穩(wěn)性及定位精度，必要時(shí)，用蓄能器、穩(wěn)壓器等穩(wěn)定壓力和電壓，用加熱器冷卻器控制油溫。

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