1、 1 多用途气动机器人结构设计多用途气动机器人结构设计 1 目录目录 第一章 引 言 . 1 1.1 工业机械手概述 . 1 1.2 气动机械手的设计要求 . 2 1.3 机械手的系统工作原理及组成 . 2 第二章 机械手的整体设计方案 . 5 2.1 机械手的座标型式与自由度 . 6 2.2 机械手的手部结构方案设计 . 7 2.3 机械手的手腕结构方案设计 . 7 2.4 机械手的手臂结构方案设计 . 7 2.5 机械手的驱动方案设计 . 7 2.6 机械手的控制方案设计 . 8 2.7 机械手的主要技术参数 . 8 第三章 手部结构设计 10 3.1 夹持式手部结构 10 第四章 手腕结
2、构设计 15 4.1 手腕的自由度 15 4.2 手腕的驱动力矩的计算 15 第五章 手臂伸缩，升降，回转气缸的尺寸设计与校核 21 5.1 手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核 21 5.2 手臂升降气缸的尺寸设计与校核 22 5.3 手臂回转气缸的尺寸设计与校核 23 第七章 机械手的 PLC 控制系统设计 27 7.1 可编程序控制器的选择及工作过程 27 7.2 可编程序控制器的使用步骤 28 7.3 机械手可编程序控制器控制方案 28 第八章 结 论 . 36 致 谢 . 37 参考文献： 38 1 第一章第一章 引引 言言 1.1 1.1 工业机械手概述工业机械手概述 工业机器人由操作机(
3、机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿 人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。 特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳 动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人应用情况，是一个国家工业自动 化水平的重要标志。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平，可以减轻劳动强度、保 证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射 性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、 铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及
4、轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛 的引用。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附 属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操 作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快 的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引 用。 气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。 其主要特点是:介质 李源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩 的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在 同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中 进行工作。 气动技术有以下优点: (1)介质提取和处理方便。气压传动工作压力较低，工作介质提取容易，而后排入大气， 处理方便， 一般不需设置回收管道和容器:介质清洁， 管道不易堵存在介质变质及补充的问题. (2)阻力损失和泄漏较小，在压缩空气的输送过程中，阻力损失较小(一般不卜浇塞仅
