工業(yè)機(jī)械手用于搬運(yùn)工件畢業(yè)論文.doc

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1、工業(yè)機(jī)械手用于搬運(yùn)工件畢業(yè)論文目錄摘要IABSTRACTII1緒論11.1工業(yè)機(jī)械手的含義11.2工業(yè)機(jī)械手的產(chǎn)生、應(yīng)用與發(fā)展11.3工業(yè)機(jī)械手的組成與運(yùn)動(dòng)52工業(yè)機(jī)械手的手部設(shè)計(jì)132.1概述132.2手部機(jī)構(gòu)形式132.3鉗爪式手部機(jī)構(gòu)的選用要點(diǎn)142.4滑槽杠桿式鉗爪的夾緊力分析與計(jì)算152.5滑槽杠桿式鉗爪手部機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力計(jì)算172.6手部夾緊液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算183工業(yè)機(jī)械手的腕部設(shè)計(jì)213.1概述213.2腕部回轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算214工業(yè)機(jī)械手臂部的設(shè)計(jì)244.1概述244.2工業(yè)機(jī)械手臂部

2、的結(jié)構(gòu)形式254.3工業(yè)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284.4工業(yè)機(jī)械手的液壓緩沖裝置345結(jié)論355.1工業(yè)機(jī)械手主要規(guī)格參數(shù)355.2設(shè)計(jì)總結(jié)356致謝377參考文獻(xiàn)38第38頁(yè)1緒論1.1工業(yè)機(jī)械手的含義“機(jī)械手”（mechanicalhand，也被稱(chēng)為“自動(dòng)手”(autohand),　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(guó)內(nèi)一般稱(chēng)作機(jī)械手或者專(zhuān)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)

3、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(mén)。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工業(yè)機(jī)械手的產(chǎn)生、應(yīng)用與發(fā)展1.2.1工業(yè)機(jī)械手的產(chǎn)生（簡(jiǎn)史）早在20世紀(jì)初，隨著機(jī)床、汽車(chē)等制造業(yè)的發(fā)展就出現(xiàn)了機(jī)械手。1913年美國(guó)福特汽車(chē)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(zhuān)用機(jī)械手代替人工上下料與傳送工件。可見(jiàn)專(zhuān)用機(jī)械

4、手就是作為自動(dòng)機(jī)、自動(dòng)線的附屬裝置出現(xiàn)的。1958年，美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手，它的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝了一個(gè)回轉(zhuǎn)長(zhǎng)臂，頂部裝有電磁鐵的工件抓放結(jié)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的。1962年，美國(guó)聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上又試制成一臺(tái)數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手，商名為Unimate（即萬(wàn)能自動(dòng)），運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮，用液壓驅(qū)動(dòng)；控制系統(tǒng)用磁鼓作為存儲(chǔ)裝置。不少球坐標(biāo)通用機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。第38頁(yè)1962年，美國(guó)機(jī)械制造公司也實(shí)驗(yàn)成功一種叫Vewrsatran機(jī)械

5、手，該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)、升降，采用液壓驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，也是示教再現(xiàn)型的。雖然這兩種機(jī)械手出現(xiàn)在60年代初，但都是國(guó)外工業(yè)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)。1978年，美國(guó)Unimate公司和斯坦福大學(xué)麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制出了一種Unimate-Vicarm型工業(yè)機(jī)械手，裝有小型電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制用于裝配作業(yè)定位誤差小于±1mm。聯(lián)邦德國(guó)機(jī)械制造業(yè)是從1970年開(kāi)始應(yīng)用機(jī)械手，主要應(yīng)用于起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的上下料作業(yè)。聯(lián)邦德國(guó)KnKa公司還生產(chǎn)一種點(diǎn)焊機(jī)械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。前蘇聯(lián)自六十年代開(kāi)始發(fā)展

6、應(yīng)用機(jī)械手，至1977年底，其中一半是國(guó)產(chǎn)，一半是進(jìn)口。日本是工業(yè)機(jī)械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國(guó)家。自1969年從美國(guó)引進(jìn)兩種機(jī)械手后大力從事機(jī)械手的研究。我國(guó)雖然開(kāi)始研究工業(yè)機(jī)械手僅比日本晚5～6年，但由于種種原因，工業(yè)機(jī)械手計(jì)時(shí)的發(fā)展比較慢。目前我國(guó)已開(kāi)始有計(jì)劃地從國(guó)外引進(jìn)工業(yè)機(jī)器人（工業(yè)機(jī)械手）技術(shù)，通過(guò)引進(jìn)、仿制、改造、創(chuàng)新，工業(yè)機(jī)械手技術(shù)必將獲得迅速發(fā)展。機(jī)械手一般分為三類(lèi)：第一類(lèi)是不需要人工操作的通用機(jī)械手。它是一種獨(dú)立的不附屬于某一主機(jī)的裝置。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項(xiàng)規(guī)定

7、的操作。它的特點(diǎn)是具備普通機(jī)械的性能之外，還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。第二類(lèi)是需要人工操做的，稱(chēng)為操作機(jī)。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過(guò)操作機(jī)來(lái)完成特定的作業(yè)，后來(lái)發(fā)展到用無(wú)線電訊號(hào)操作機(jī)來(lái)進(jìn)行探測(cè)月球等。工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。第三類(lèi)是用專(zhuān)用機(jī)械手，主要附屬于自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)線上，用以解決機(jī)床上下料和工件送。它是為主機(jī)服務(wù)的，由主機(jī)驅(qū)動(dòng)；除少數(shù)以外，工作程序一般是固定的，因此是專(zhuān)用的。第38頁(yè)目前，工業(yè)機(jī)械手大部分還屬于第一代，主要依靠工人進(jìn)行控制；改進(jìn)的方向主要是降低成本和

8、提高精度。第二代機(jī)械手正在加緊研制。它設(shè)有微型電子計(jì)算控制系統(tǒng)，具有視覺(jué)、觸覺(jué)能力，甚至聽(tīng)、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺(jué)到的信息反饋，是機(jī)械手具有感覺(jué)機(jī)能。第三代機(jī)械手則能獨(dú)立完成工作中過(guò)程中的任務(wù)。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)（FMS）和柔性制造單元（FMC）中的重要一環(huán)。1.2.2應(yīng)用簡(jiǎn)況機(jī)械手的應(yīng)用意義可以概括如下：一、以提高生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)應(yīng)用化程度應(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