机械手电磁吸盘的设计
机械手电磁吸盘的设计
一、工作原理
电磁吸盘是安装在手腕的前端，通过电磁吸力把工件吸住。其工作原理如图1所示，当线圈1通入电流后，在铁芯2内外激起磁场，由线圈出来的磁力经过铁芯、空气隙和被磁化的衔铁3而形成闭合回路。根据线圈中电流I的方向，可用右手螺旋法则来确定线圈的磁力线的方向，凡磁力线出来的那个磁极为N极，而磁力线进入的那个磁极为S极，同时衔铁3被磁化，其极性与铁芯线圈产生的磁场极性相反，根据异极性相吸的特性，衔铁受到电磁力F的作用，被吸向铁芯。有的电磁铁中衔铁是固定的，由靠近它的铁磁物质（即工件）被磁化形成对应的异性磁极，因而受到电磁吸力的作用被吸住。若切断电流时，铁芯内外的磁场随即消失，衔铁将被释放或放下工件。
图1 电磁铁工作原理图2 电磁铁形式电磁铁主要由铁芯、绕在铁芯上的线圈及原来不显磁性的铁磁物质制成的衔铁所组成，其结构型式如图2所示。
图(a)为螺管式的电磁铁，在交流和直流电路上均有应用，这种电磁铁的气隙全部在激磁线圈中间，吸力较大。如带有电磁铁的挤压气吸式吸盘即属于此类型。
图(b)为盘式电磁铁，其整个磁路结构像一个圆盘，磁通经过一个几乎密合的气隙，能产生很大的吸力，它的结构简单，动作快，控制功率小，在自动控制中得到广泛的应用。图3为盘式电磁吸盘的结构图，铁芯l和磁盘3之间用黄铜焊料焊接并构成隔磁环2，既焊为一体又将铁芯和磁盘分隔，这样使铁芯1成为内磁极，磁盘3成为外磁极。其磁路由壳体6的外圈，经磁盘3、工件和铁芯1，再到壳体内圈形成闭合回路，以此吸附工件。铁芯、磁盘和壳体均采用8～10号低碳钢制成，可减少剩磁，并在断电时不吸或少吸铁屑。盖5为隔磁材料用黄铜或铝板制成，用以压住线圈11防止工作过程中线圈的活动。挡板7、8用以调整铁芯与壳体的轴向间隙，即磁路气隙δ，在保证铁芯正常转动情况下，气隙越
δ毫米。在小越好，气隙越大电磁吸力会显著地减小，因此，一般取3.0
=
~
1.0
机械手手臂上连接着螺钉12，螺钉12的端部与壳体6上的键槽相配合，使壳体在手臂的孔内可做轴向微量的移动但不能转动。铁芯l和磁盘3一起装在轴承上，用以满足在不停车的情况下自动上下科。
图3 盘式电磁吸盘结构
如果采用永久磁铁来制作电磁式吸盘，则必须是强迫性的取下工件，因此这种电磁吸盘应用很少。
电磁吸盘只能吸住铁磁性物质如钢铁件，其缺点是被吸附的工件留有剩磁，另外吸盘上常会吸附铁屑，而妨碍工作。它适用于吸附有剩磁而无妨的场合和带网孔的钢铁板料等。对于不准有剩磁的工件如钟表和仪表类零件，不能选用电磁式吸盘。另外钢、铁等铁磁材料在温度723℃以上时磁性将会消失，故高温条件下不宜使用电磁式吸盘。图4所示为几种电磁式吸盘吸料的示意图。
图(a)为吸附滚动轴承座圈的电磁式吸盘；图(b)为吸取钢板用的；图(c)为
吸取齿轮用的，图(d)吸取多孔钢板用的。
图4 几种电磁式吸盘吸料示意图
二、电磁式吸盘的选用要素
1．应有足够的电磁吸力电磁吸力由所吸附工件的重量来确定，当电磁式吸盘的形状、尺寸以及线圈确定后，则电磁吸力也就固定，此时可改变电压来微调吸力大小。线圈的温度应保持在额定范围之内。
2．应根据被吸附对象的要求来确定电磁式吸盘的形状。
电磁铁吸取工件的表面，一般为平面，但也有弧形曲面，如图5所示的电磁铁1吸附灯壳废边料2的吸头为弧形曲面，它与料边弯曲形状相似。因此电磁吸盘的形状和尺寸应根据工件表面形状与尺寸的要求而设计。
图5 曲线形电磁铁结构图
作用在被磁化的铁磁物质(如电磁铁的衔铁或电磁吸盘上的被吸工件)上的
电磁吸力大小与磁力线穿过磁极的总面积及气隙中磁感应强度的平方成正比。如果磁感应强度B 沿磁极表面为均匀分布的，则计算电磁吸力的基本公式为
S 2B F 0
2
μ= 式中 F----电磁吸力(焦尔／厘米)；
B----空气隙中的磁感应强度又称磁通密度(韦伯／厘米2)；
S----空气隙的横截面积即铁芯柱横截面积(厘米2)；
0μ----空气导磁系数，是常数，其值为
90104-?=πμ亨／厘米7104-?=πH/m(亨/米)。
如果B 以高斯(1高斯＝24/10米韦伯-)计量，则经换算可得：
S B F ???
? ??=25000 （Kg ） 因为 S B φ
=
所以 S
150002???? ??=B F （Kg ） 式中 φ----气隙中的磁通 (麦克斯韦) , 1麦克斯韦=810-韦伯.
图1所示由两个气隙共同作用产生的总吸力，故电磁吸力公式应乘以2即
S 5000B 2F 2
???? ??= （Kg ）
上述公式是在假定磁极端面下的磁通分布均匀的条件下得出来的，因此，它
适用于气隙极小时吸力的计算，例如衔铁及工件处在吸合位置或接近于吸合位置的时候。若气隙较大时，对上述公式应加入一个修正系数，用以修正大气隙时由于磁通的不均匀分花所引起的误差，故 αδ+???
? ??=11S 5000B 2F 2
（Kg ） 或 )
1(S 150002F 2αδφ+??? ??= （Kg ） 式中 α----修正系数，由经验一般取3～5；
δ----气隙长度(厘米)。
在交流电磁铁中磁场是交变的，电磁吸力亦是波动的，一般按吸力平均
值来计算，其平均吸力CP F 的大小为吸力最大值之半即m a x 21F F CP =，其中S B F 2m a x m a x 50002??
? ??=，式中max B 是磁感应强度最大值，单位为高斯。 由于交流电磁铁吸力是波动的，易产生振动和噪声，克服办法是加短路环
(或隔磁环)，以消除衔铁的振动，图7中的隔磁环即能起消除吸盘振动的作用。
根据工作的需要，电磁铁所能产生的电磁吸力F 应满足吸盘吸附工件时所需
的吸力F '(即F F '≥)，因此，要求电磁铁的线圈必须具有足够的磁感应强度B 或气隙中的磁通φ，而这些数值必须通过磁路计算才能求得，磁路计算是相当复杂的，为了计算简便，在忽略铁磁阻条件下用近似的方法计算，可以先初步确定电磁铁导磁体的磁感强度或磁极面积及吸盘吸力F '，即可计算线圈尺寸，绘出电磁铁的结构草图，然后验算电磁铁的吸力是否满足要求。
(一)确定电磁吸盘的吸力F '
因工作需要 F F '≥
321K K G K F ='；
式中 G----工件重量 (Kg)；
1K ----安全系数，可取1.5～3；
2K ----工作情况系数。若板料向有油膜存在则要求吸附力大些；若
装有分料器，则吸附力就可小些。另外工件从模具取出时，也有摩擦力的
作用，同时还应考虑吸盘在运动过程中由于加速运动而产生的惯性力影
响。因此，应根据工作条件的不同，选取工作情况系数，一般可在(1～3)
的范围内选取。
3K ----方位系数。当吸盘垂直吸附时，则f
1K 3=，f 为摩擦系数，橡胶吸盘吸附金属材料时，取f =0.5～0.8；当吸盘水平吸附时，取1K 3=。
(二)已知F 和S ，计算磁感应强度B 或磁通量φ
因 S 5000B 2F 2
???
? ??= S F 5000B = 或 FS 5000=φ
由于漏磁的影响，线圈磁势产生磁通cm Φ(即电磁铁的磁通)必须大于气隙中的工作磁通Φ，故用漏磁系数σ来表示两者关系，即
Φ?=σφcm
式中 σ----漏磁系数，根据经验σ值约为1.3～3，当气隙δ大时，则σ取
大些，若σ小时则取小些，一般可粗略取为2。
有了磁感应强度即可选取电磁铁的材料，一般电磁铁导磁体中的磁感应强度cm B 约为12000～14000高斯，小值适用于普通钢，大值适用于纯铁。当要求电磁铁的灵敏度较高时，可取cm B ＝4000～7000高斯。有了磁感应强度和导磁体的材料，可根据磁化曲线来确定结构各部分单位长度所需的安匝数，这必须在线圈尺寸确定后才能计算，因此，常采用近似方法先求总的安匝数，根据此数求线圈尺寸和确定磁路，然后验算近似的总安匝数值。
(三)初算总安匝数IW
为了初算总安匝数，可假设磁路中的磁势主要消耗在工作气隙上，其次是铁芯和非工作气隙中，故将工作气隙需要的安匝数稍加大些，即可作为近似的总安匝数： 8010)
1(B 2IW -?-=αμδ （安匝） 式中 B----气隙中的磁感应强度(高斯)。
δ----磁通经过的全长，它应包括吸盘开始吸附工件时的气隙1δ；吸盘吸附工件后的密合气隙2δ (它由加工精度和表面光洁度而定)，因此，磁通所经过的气隙全长为21δδδ+= (厘米)。
α----消耗系数，取a ＝0.15～0.3。
0μ----空气导磁系数，801025.1-?=μ亨/厘米。
当初步确定总安匝数后，可以计算线圈尺寸。
(四)线圈尺寸的计算
在确定了总安匝数和选好供电电压以及线圈的平均直径后，可计算线圈尺寸，如图6所示。
1．导线直径： U
IW P ?=C D 4d ρ （毫米） 式中 U----线圈的电压(伏)；
IW----线圈磁势(安匝)；
ρ-----电阻系数（欧·毫米2/米），它与工作温度的大小有关，其
CP D ----线圈的平均直径，即k 1CP b D D +=（米）；1D ----线圈的内径（米）；k b ----线圈的宽度（米），线圈的宽度应考虑它的经济性，并与线圈的允许温度θ、填充系数k f 和散热系数m μ值等有关，故：
322
20)(β
θμρ???=k m k f IW b (毫米) 式中 m μ----散热系数，一般为0.001～0.0012，高温取大值，低温取小
值。（瓦/厘米2゜C ）；
k f ----填充系数，可取k f =0.45；
θ----线圈的允许温度；
β----线圈的高度k l 与其宽度之比值（即k
k b l =β），对于盘式直流电磁铁取β=2～4，螺管式直流电磁铁取β=7～8。
由上述公式求得的导线直径，应圆整成标准直径值。
图6 线圈尺寸图
2.线圈匝数： jq IW I IW W -==
24d q π
=
所以 2)(28.1jd IW W =
（匝数） 式中 d----导线直径（毫米）；
j----允许电流密度（安/毫米2），对于长期工作的电磁铁吸盘
取j ＝2～4安/毫米2。
当线圈匝数和带绝缘层的导线直径d '选定后，线圈的宽度和高度要加以修正，因为每根导线所占空间面积近似的认为2)(d '，整个线圈所占的面积为：
k k b l d W ≈'2
而 β=k
k b l 故修正后线圈尺寸为 β2
d W b k '=
k k b l β=
（五） 核算线圈的温升 1
2
S R U m μθ=
W q D R CP
?=πρ
式中 R----线圈的电阻（欧）；
q----导线截面积（毫米2）；
CP D ---线圈的平均直径（米）；
1S ----散热表面积，k m H l D D )(S 11ηπ+= （厘米2）；
m η----视线圈结构而定的系数，对于绕在铁芯上的线圈，取m η=2.4； U----线圈的电压（伏），应以额定电压的1.1或1.05倍代入公式。 当初步确定线圈尺寸和匝数后即可确定电磁铁的结构尺寸，绘制电磁吸盘的结构草图，而后进一步验算各参数，如线圈磁势计算、磁路计算、电磁吸力计算、线圈温升计算等。
图7 螺管式电磁铁尺寸图
图5所示的阀所用电磁铁3，类似螺管式电磁铁，其原理如图7所示，其中衔铁在线圈中作上下运动，对于直流电磁铁吸力的近似计算公式为： ???
????????? ??+??=-202228)(104.6C l Z g r IW F μδπ 式中 g----表示单位长度上磁导，称为比磁导 r
r c l g n +=02πμ 其它各符号代表意义如图所示。
图3所示的电磁式吸盘结构图的电磁铁线圈的五种规格尺寸如下表所示，其线圈电源为24伏直流电，电磁吸力约为50～100kg，可参考选用。
在一起作旋转运动，铁芯运动过程中切割磁力线，且能量损失比较大，计算电磁吸力时，应考虑铁芯在动态情况下的能量损失。两个浮动块4起支承工件和定位的作用。
图8电磁无芯夹具的电磁吸盘结构
电动机械手结构设计
1 绪论 1.1工业机械手的概述 工业机器手是一种可以搬运物料、零件、工具或完成多种操作功能的专用机械装置；由计算机控制，是无人参与的自主自动化控制系统；他是可编程、具有柔性的自动化系统，可以允许进行人机联系。可以通俗的理解为“机器人是技术系统的一种类别，它能以其动作复现人的动作和职能；它与传统的自动机的区别在于有更大的万能性和多目的用途，可以反复调整以执行不同的功能。” 工业机械手是人类创造的一种机器,更是人类创造的一项伟大奇迹,其研究、开发和设计是从二十世纪中叶开始的.我国的工业机械手是从80年代"七五"科技攻关开始起步,在国家的支持下,通过"七五","八五"科技攻关,目前已经基本掌握了机械手操作机的设计制造技术,控制系统硬件和软件设计技术,运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆，孤焊，点焊，装配，搬运等机器人，其中有130多台喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，孤焊机器人已经应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的看来，我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定距离。如：可靠性低于国外产品，机械手应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距。影响我国机械手发展的关键平台因素就是其软件，硬件和机械结构。目前工业机械手仍大量应用在制造业，其中汽车工业占第一位（占28.9%），电器制造业第二位（占16.4%），化工第三位（占11.7%）。发达国家汽车行业机械手应用占总保有量百分比为23.4%～53%，年产每万辆汽车所拥有的机械手数为（包括整车和零部件）：日本88.0台，德国64.0台，法国32.2台，英国26.9台，美国33.8台，意大利48.0台。 世界工业机械手的数目虽然每年在递增，但市场是波浪式向前发展的。在新世纪的曙光下人们追求更舒适的工作条件，恶劣危险的劳动环境都需要用机器人代替人工。随着机器人应用的深化和渗透，工业机械手在汽车行业中还在不断开辟着新用途。机械手的发展也已经由最初的液压，气压控制开始向人工智能化转变，并且随着电子技术的发展和科技的不断进步，这项技术将日益完善。 上料机械手与卸料机械手相比，其中上料机械手中的移动式搬运上料机械手适用于各种棒料，工件的自动搬运及上下料工作。例如铝型材挤压成型铝棒料的搬运及高温材料的自动上料作业，最大抓取棒料直径达180mm，最大抓握重量可达30公斤，最大行走距离为1200mm。根据作业要求及载荷情况，机械手各关节运动速度可调。移动式搬运上料机械手主要由手爪，小臂，大臂，手臂回转机构，小车行走机构，液压泵站电器控制系统组成，同时具有高温棒料启动疏料装置及用于安全防护用的光电保护系统。整个机械手及液压系统均集中设置在行走小车上，结构紧凑。电气控制系统采用OMRON可编程控制器，各种作业的实现可以通过编程实现。 国内外实际使用的多是定位控制的机械手，没有“视觉”和“触觉”反馈。目前，世界各国正积极研制带有“视觉”和“触觉”的工业机械手，使它能够对所抓取的工件进行分辨，能选取所需要的工件，并正确的夹持工件，进而精确地在机器上定位、定向。 为使机械手有“眼睛”去处理方位变化的工件和分辨形状不同的零部件，它由视觉传感器输入三个视图方向的视觉信息，通过计算机进行图形分辨，判别是否是所要抓取的工
毕业设计真空吸盘式气动机械手的设计
毕业设计真空吸盘式气动机械手的设计 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
一绪论 （一）气压传动技术的研究发展动向 随着科学技术的不断进步，目前气压技术正向着高压、高速、大功率、高效、高度集成化的方向发展。虽然气压传动技术方便简洁，但是气压传动中存在着一些亟待解决的问题，如：气压系统工作时的稳定性、工作介质的泄漏、气压冲击对设备可靠性的影响等等，这些问题都是气压传动技术需要研究和解决的。任何技术的改革和创新，都必须以稳定、可靠的工作为前提，这样才具有它的实际意义。 （二）气压传动技术的应用 机械制造业，其中包括机械加工生产线上工件的装夹及搬送，铸造生产线上的造型、捣固、合箱等。在汽车制造中，汽车自动化生产线、车体部件自动搬运与固定、自动焊接等。 电子IC及电器行业，如用于硅片的搬运，元器件的插装与锡焊，家用电器的组装等。 石油、化工业用管道输送介质的自动化流程绝大多数采用气动控制，如石油提炼加工、气体加工、化肥生产等。 轻工食品包装业，其中包括各种半自动或全自动包装生产线，例如：酒类、油类、煤气罐装，各种食品的包装等。 机器人，例如装配机器人，喷漆机器人，搬运机器人以及爬墙、焊接机器人等。 其它，如车辆刹车装置，车门开闭装置，颗粒物质的筛选，鱼雷导弹自动控制装置等。目前各种气动工具的广泛使用，也是气动技术应用的一个组成部分。 （三）气压传动的特点 气压传动的优点：以空气为工作介质，工作介质获得比较容易，用后的空气排到大气中，处理方便，与液压传动相比不必设置回收的油箱和管道；因空气的粘度很小（约为液压油动力粘度的万分之一），其损失也很小，所以便于集中供气、远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样严重污染环境；与液压传动相比，气压传动动作迅速、反应快、维护简单、工作介质清洁，不存在介质变质等问题；工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境中，比液压、电子、电气控制优越；成本低，过载能自动保护。 气压传动的缺点：由于空气具有可压缩性，因此工作速度稳定性稍差，但采用气液联动装置会得到较满意的效果；因工作压力低（一般为0.31.0MPa），又因结构尺寸
吸盘式助力机械手的制作流程
本技术公开了一种吸盘式助力机械手，涉及搬运技术领域，包括底座、立柱、电气箱、大臂、垂直气缸、吸盘支架和轴承座，所述底座的顶部与立柱的底部固定连接，所述立柱的顶部与轴承座的底部固定连接，所述轴承座的顶部与电气箱的底部固定连接，所述轴承座的外壁与大臂的左端固定连接、所述大臂的右端与垂直气缸的顶部固定连接、所述垂直气缸的底部与吸盘支架的顶部固定连接。该吸盘式助力机械手只需要将吸盘贴着工件表面，通过电脑控制盒对吸盘气缸进行控制，吸盘气缸回气时，吸盘内部压强降低，将工件表面牢牢吸住，吸盘气缸进气时，吸盘内部的压强升高，吸盘将工件放下，使得工件可以快速装卸，达到了放下工件非常简便快捷的效果。 权利要求书 1.一种吸盘式助力机械手，包括底座（1）、立柱（2）、电气箱（3）、大臂（4）、垂直气缸（5）、吸盘支架（6）、轴承座（7）和吸盘（13），其特征在于：所述底座（1）的顶部与立柱（2）的底部固定连接，所述立柱（2）的顶部与轴承座（7）的底部固定连接，所述轴承座（7）的顶部与电气箱（3）的底部固定连接，所述轴承座（7）的外壁与大臂（4）的左端固定连接，所述大臂的（4）的右端与垂直气缸（5）的顶部固定连接，所述垂直气缸（5）的底部与吸盘支架（6）的顶部固定连接，所述吸盘支架（6）的底部与吸盘（13）的顶部固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种吸盘式助力机械手，其特征在于：所述吸盘支架（6）的外部包括扶手（10）、电脑控制盒（11）、吸盘气缸（12）和分气管（15），所述吸盘支架（6）的顶部与扶手（10）的左端固定连接，所述吸盘支架（6）的底部与吸盘气缸（12）的底部固定连接，所述扶手（10）的右端与电脑控制盒（11）的外部固定连接，所述吸盘气缸（12）的顶部设置有气管（9），所述气管（9）的远离吸盘气缸（12）的一端与分气管（15）的底部插接。 3.根据权利要求1所述的一种吸盘式助力机械手，其特征在于：所述电气箱（3）的内部设置有气压控制阀，所述电气箱（3）的底部固定安装有伸缩气缸（8），所述伸缩气缸（8）通过设置的气管（9）与气压控制阀、垂直气缸（5）、吸盘气缸（12）相通。 4.根据权利要求1所述的一种吸盘式助力机械手，其特征在于：所述气管（9）的内部设置有进气管（16）、回气管（17）和单向阀（18），所述进气管（16）的内壁与单向阀（18）的外壁固定连接，所述回气管（17）的内壁与单向阀（18）的外壁固定连接。 5.根据权利要求1所述的一种吸盘式助力机械手，其特征在于：所述吸盘气缸（12）的底部轴心处开设有孔，所述吸盘（13）的顶部轴心处开设有孔，所述吸盘（13）通过设置的孔贯穿吸盘支架（6）、吸盘气缸（12）连接到吸盘气缸（12）的内部，所述活塞（14）的外壁与吸盘气缸（12）的内壁固定连接。 6.根据权利要求1所述的一种吸盘式助力机械手，其特征在于：所述电脑控制盒（11）的外壁设置有按钮，所述电脑控制盒（11）的外部设置有集成线路，所述电脑控制盒（11）通过设置的集成线路与伸缩气缸（8）、气压控制阀、垂直气缸（5）、吸盘气缸（12）电性连接，所述吸盘气缸（12）、伸缩气缸（8）、垂直气缸（5）与气管（9）的连接处均设有单向阀（18）。 技术说明书
机械手设计汇总
第一章（ 第二章绪论 课题研究的目的及意义 随着工业自动化程度的提高，工业现场的很多易燃、易爆等高危及重体力劳动场合必将由机器人所代替。这一方面可以减轻工人的劳动强度，另一方面可以大大提高劳动生产率。例如，目前在我国的许多中小型汽车生产以及轻工业生产中，往往冲压成型这一工序还需要人工上下料，既费时费力，又影响效率。为此，我们把上下料机械手作为我们研究的课题。 工业机械手是工业物流自动化中上网重要装置之一，是当今世界新技术革命的一个重要标志。工业机械手是典型的机电一体化产品。 工业机械手的产生和推广是社会生产和发展的需要，也是现代生产和科技发展的新技术产品。工业机械手已经在工业生产、资源开发、社会服务、排险救灾以及军事技术等方面发挥着愈来愈大的应用。 工业机械手的应用和推广已经并将获得极大的效益。例如在机械制造工业、汽车工业等生产中采用电焊、弧焊、喷漆等机械手，可以大大提高劳动生产率，保证产品质量，改善劳动条件。又如在微电子、医药等生产部门，采用机械手操作，可以消除人对产品的污染、确保产品质量。 机械手可以在有毒、噪音、高温、易燃、易爆等危险有害的环境中代替人长期稳定的工作，从根本上解决了操作者的安全保障问题。因而在这方面应用和推广机器人技术是十分迫切和必要的。 近代工业机械手的原型可以从本世纪40代算起。当时适应核技术的发展需要开发了处理放射性材料的主从机械手。50年代初美国提出了“通用重复操作机器人”的方案，59年研制出第一工业机械手原型。由于历史条件和技术水平关系，在60年代机械手发展较慢。进入70年代后，焊接、喷漆机械手相继在工业中应用和推广。随着计算机技术、控制技术、人工智能的发展、机械手技术得到迅速发展，出现了更为先进的可配视觉、触觉的机器人所应用的机械手。如美国Unimation公司PUMA系列工业机器人相关的机械手，即使由直流伺服驱动、关节式结构、多cpu微机控制、采用专用语言编程的技术先进的机械手。到了80、90年代机器人及相关的机械手开始在工业上普及应用。据统计1980年全世界约有两万台机器人在工业上应用，而到今年增长更快。今年已近开发出
机械手电磁吸盘的设计
机械手电磁吸盘的设计 一、工作原理 电磁吸盘是安装在手腕的前端，通过电磁吸力把工件吸住。其工作原理如图1所示，当线圈1通入电流后，在铁芯2内外激起磁场，由线圈出来的磁力经过 铁芯、空气隙和被磁化的衔铁3而形成闭合回路。根据线圈中电流I的方向，可用右手螺旋法则来确定线圈的磁力线的方向，凡磁力线出来的那个磁极为N极，而磁力线进入的那个磁极为S极，同时衔铁3被磁化，其极性与铁芯线圈产生的磁场极性相反，根据异极性相吸的特性，衔铁受到电磁力F的作用，被吸向铁芯。有的电磁铁中衔铁是固定的，由靠近它的铁磁物质（即工件）被磁化形成对应的 异性磁极，因而受到电磁吸力的作用被吸住。若切断电流时，铁芯内外的磁场随 即消失，衔铁将被释放或放下工件。 图1 电磁铁工作原理图2 电磁铁形式 电磁铁主要由铁芯、绕在铁芯上的线圈及原来不显磁性的铁磁物质制成的衔铁所组成，其结构型式如图2所示。 图(a)为螺管式的电磁铁，在交流和直流电路上均有应用，这种电磁铁的气隙全部在激磁线圈中间，吸力较大。如带有电磁铁的挤压气吸式吸盘即属于此类 型。
图(b)为盘式电磁铁，其整个磁路结构像一个圆盘，磁通经过一个几乎密合的气隙，能产生很大的吸力，它的结构简单，动作快，控制功率小，在自动控制 中得到广泛的应用。图3为盘式电磁吸盘的结构图，铁芯l和磁盘3之间用黄铜焊料焊接并构成隔磁环2，既焊为一体又将铁芯和磁盘分隔，这样使铁芯1成为内磁极，磁盘3成为外磁极。其磁路由壳体6的外圈，经磁盘3、工件和铁芯1，再到壳体内圈形成闭合回路，以此吸附工件。铁芯、磁盘和壳体均采用8～10号低碳钢制成，可减少剩磁，并在断电时不吸或少吸铁屑。盖5为隔磁材料用黄铜或铝板制成，用以压住线圈11防止工作过程中线圈的活动。挡板7、8用以调整铁芯与壳体的轴向间隙，即磁路气隙，在保证铁芯正常转动情况下，气隙越, 小越好，气隙越大电磁吸力会显著地减小，因此，一般取毫米。在,,0.1~0.3机械手手臂上连接着螺钉12，螺钉12的端部与壳体6上的键槽相配合，使壳体在手臂的孔内可做轴向微量的移动但不能转动。铁芯l和磁盘3一起装在轴承上，用以满足在不停车的情况下自动上下科。 图3 盘式电磁吸盘结构 如果采用永久磁铁来制作电磁式吸盘，则必须是强迫性的取下工件，因此这
机械手设计
第一章绪论 1.1课题研究的目的及意义 随着工业自动化程度的提高，工业现场的很多易燃、易爆等高危及重体力劳动场合必将由机器人所代替。这一方面可以减轻工人的劳动强度，另一方面可以大大提高劳动生产率。例如，目前在我国的许多中小型汽车生产以及轻工业生产中，往往冲压成型这一工序还需要人工上下料，既费时费力，又影响效率。为此，我们把上下料机械手作为我们研究的课题。 工业机械手是工业物流自动化中上网重要装置之一，是当今世界新技术革命的一个重要标志。工业机械手是典型的机电一体化产品。 工业机械手的产生和推广是社会生产和发展的需要，也是现代生产和科技发展的新技术产品。工业机械手已经在工业生产、资源开发、社会服务、排险救灾以及军事技术等方面发挥着愈来愈大的应用。 工业机械手的应用和推广已经并将获得极大的效益。例如在机械制造工业、汽车工业等生产中采用电焊、弧焊、喷漆等机械手，可以大大提高劳动生产率，保证产品质量，改善劳动条件。又如在微电子、医药等生产部门，采用机械手操作，可以消除人对产品的污染、确保产品质量。 机械手可以在有毒、噪音、高温、易燃、易爆等危险有害的环境中代替人长期稳定的工作，从根本上解决了操作者的安全保障问题。因而在这方面应用和推广机器人技术是十分迫切和必要的。 近代工业机械手的原型可以从本世纪40代算起。当时适应核技术的发展需要开发了处理放射性材料的主从机械手。50年代初美国提出了“通用重复操作机器人”的方案，59年研制出第一工业机械手原型。由于历史条件和技术水平关系，在60年代机械手发展较慢。进入70年代后，焊接、喷漆机械手相继在工业中应用和推广。随着计算机技术、控制技术、人工智能的发展、机械手技术得到迅速发展，出现了更为先进的可配视觉、触觉的机器人所应用的机械手。如美国Unimation公司PUMA系列工业机器人相关的机械手，即使由直流伺服驱动、关节式结构、多cpu微机控制、采用专用语言编程的技术先进的机械手。到了80、90年代机器人及相关的机械手开始在工业上普及应用。据统计1980年全世界约有两万台机器人在工业上应用，而到今年增长更快。今年已近开发出具有视觉、触觉及力觉感受的高性能机器人以及各种智能装配机械手，并投入工业应用。
毕业设计-真空吸盘式气动机械手的设计综述
一绪论 （一）气压传动技术的研究发展动向 随着科学技术的不断进步，目前气压技术正向着高压、高速、大功率、高效、高度集成化的方向发展。虽然气压传动技术方便简洁，但是气压传动中存在着一些亟待解决的问题，如：气压系统工作时的稳定性、工作介质的泄漏、气压冲击对设备可靠性的影响等等，这些问题都是气压传动技术需要研究和解决的。任何技术的改革和创新，都必须以稳定、可靠的工作为前提，这样才具有它的实际意义。 （二）气压传动技术的应用 机械制造业，其中包括机械加工生产线上工件的装夹及搬送，铸造生产线上的造型、捣固、合箱等。在汽车制造中，汽车自动化生产线、车体部件自动搬运与固定、自动焊接等。 电子IC及电器行业，如用于硅片的搬运，元器件的插装与锡焊，家用电器的组装等。 石油、化工业用管道输送介质的自动化流程绝大多数采用气动控制，如石油提炼加工、气体加工、化肥生产等。 轻工食品包装业，其中包括各种半自动或全自动包装生产线，例如：酒类、油类、煤气罐装，各种食品的包装等。 机器人，例如装配机器人，喷漆机器人，搬运机器人以及爬墙、焊接机器人等。 其它，如车辆刹车装置，车门开闭装置，颗粒物质的筛选，鱼雷导弹自动控制装置等。目前各种气动工具的广泛使用，也是气动技术应用的一个组成部分。 （三）气压传动的特点 气压传动的优点：以空气为工作介质，工作介质获得比较容易，用后的空气排到大气中，处理方便，与液压传动相比不必设置回收的油箱和管道；因空气的粘度很小（约为液压油动力粘度的万分之一），其损失也很小，所以便于集中供气、远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样严重污染环境；与液压传动相比，气压传动动作迅速、反应快、维护简单、工作介质清洁，不存在介质变质等问题；工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境中，比液压、电子、电
PLC机械手臂毕业设计
毕业设计 （说明书） 题目：PLC机械手的设计 姓名：王鵬召 学号： 平顶山工业职业技术学院
平顶山工业职业技术学院 毕业设计任务书 姓名专业班级 任务下达日期 2014 年 2 月 18 日设计（论文）开始日期 2014 年 2 月 25 日设计（论文）完成日期 2014 年 4 月 30 日 设计（论文）题目：机械手臂设计 指导教师 院（部）主任
平顶山工业职业技术学院 毕业设计答辩委员会记录 电力工程学院专业，学生文）答辩。 设计题目：机械手臂设计 专题（论文）题目：机械手臂设计 指导老师：答辩委员会根据学生提交的毕业设计材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员：，，， ，， , 。
平顶山工业职业技术学院 毕业设计评语 第页 共页毕业设计及答辩评语：
机械手的设计 本文简要地介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和座标型式，气动技术的特点，PLC控制的特点及国内外的发展状况。 本文对机械手进行了总体方案设计，确定了机械手的座标型式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时，分别设计了机械手的夹持式手部结构以及吸附式手部结构;设计了机械手的手腕结构，设计了机械手的手臂结构。 设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图。利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，画出了机械手的工作时序图和梯形图，并编制了可编程序控制器的控制程序。 关键词：工业机器人，机械手，气动，可编程序控制器(PLC)
机械手 电气控制
电气控制系统设计 一． 1.机械手及其应用 1．1机械手：模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。 1.2机械手的应用意义 在机械工业中，机械手的应用意义可以概括如下： 1.可以提高生产过程的自动化程度 应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。2.可以改善劳动条件、避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。 2．可以减少人力，便于有节奏地生产 应用机械手代替人手进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上，目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。 机械手的组成包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。 2.1、手部 即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手部。夹持式手部由手指(或手爪) 和传力机构所构成。手指是与物件直接接触的构件，常用的手指运动形式有回转型和平移型。回转型手指结构简单，制造容易构件，故应用较广泛平移型应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆形零件时，工件直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围大的工件。 手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位(是外廓或是内孔)和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夹式和内撑式;指数有双指式、多指式和双手双指式等。 而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。传力机构型式较常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母多，式弹簧式和重力式等。 附式手部主要由吸盘等构成，它是靠吸附力(如吸盘内形成负压或产生电吸磁力)吸附物件，相应的吸附式手部有负压吸盘和电磁盘两类。 对于轻小片状零件、光滑薄板材料等，通常用负压吸盘吸料。造成负压的方式有气流负压式和真空泵式。 对于导磁性的环类和带孔的盘类零件，以及有网孔状的板料等，通常用电磁吸盘吸料。电磁吸盘的吸力由直流电磁铁和交流电磁铁产生。 用负压吸盘和电磁吸盘吸料，其吸盘的形状、数量、吸附力大小，根据被吸附的物件形状、尺寸和重量大小而定。 此外，根据特殊需要，手部还有勺式(如浇铸机械手的浇包部分)、托式(如冷齿轮机床上下料机械手的手部)等型式。 2.2、手腕 是连接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓取物件的方位(即姿势)。
机械手的设计
机械手的设计 本文简要地介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和座标型式，气动技术的特点，PLC控制的特点及国内外的发展状况。 本文对机械手进行了总体方案设计，确定了机械手的座标型式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时，分别设计了机械手的夹持式手部结构以及吸附式手部结构;设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩;设计了机械手的手臂结构，设计了手臂伸缩、升降用液压缓冲器和手臂回转用液压缓冲器。 设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图。利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，画出了机械手的工作时序图和梯形图，并编制了可编程序控制器的控制程序。 关键词：工业机器人，机械手，气动，可编程序控制器(PLC) Design on the Currency Pneumatic Loading and Unloading Manipulator
ABSTRACT At first,the paper introduces the conception of the industrial robot and the elertary information of the development briefly. What's more,the paper accounts for background and the primary mission of thetopic. The paper introduces the function,composing and classification of the manipulator,tells out the free-degree and the form of coordinate.At the same time,the paper gives out the primary specification parameter of this manipulator. This paper designs the structure of the hand and the equipment of the drive of the manipulator,and analyzes the error of the orientation of the fingers. The paper designs the structure of the wrist,computes the needed moment of the drive when the wrist wheels and the moment of the drive of the pump. The paper designs the structure of the arm,and designs the hydraulic pressure buffer when the manipulator's arm flexes,ascend,descend and wheels . The paper designs the system of air pressured rive and draws the work principle chair. The manipulator uses PLC to control.The paper institutes two controls chemes of PLC acordine to the work flow of the manipulator.The paper draws out the work time sequence chart and the trapezia chart.What’s more,the paper work out the control program of the PLC. KEY WORDS industrial robot, manipulator, pump, air pressure drive, PLC 第一章绪论
机械手电气控制系统设计
机械手电气控制系统设计 1.机械手及其应用 机械手：mechanical hand，也被称为自动手，auto hand 能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。 1.1 国内外机械工业、铁路部门中机搬运械手主要应用于以下几方面 1.热加工方面的应用 热加工是高温、危险的笨重体力劳动，很久以来就要求实现自动化。为了提高工作效率，和确保工人的人身安全，尤其对于大件、少量、低速和人力所不能胜任的作业就更需要采用机械手操作 2.冷加工方面的应用 冷加工方面机械手主要用于柴油机配件以及轴类、盘类和箱体类等零件单机加工时的上下料和刀具安装等。进而在程序控制、数字控制等机床上应用，成为设备的一个组成部分。最近更在加工生产线、自动线上应用，成为机床、设备上下工序联接的重要于段。 3. 拆修装方面 拆修装是铁路工业系统繁重体力劳动较多的部门之一，促进了机械手的发展。目前国内铁路工厂、机务段等部门，已采用机械手拆装三通阀、钩舌、分解制动缸、装卸轴箱、组装轮对、清除石棉等，减轻了劳动强度，提高了拆修装的效率。近年还研制了一种客车车内喷漆通用机械手，可用以对客车内部进行连续喷漆，以改善劳动条件，提高喷漆的质量和效率。 近些年，随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用，工业机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。 1.2机械手的应用意义 在机械工业中，机械手的应用意义可以概括如下： 1.可以提高生产过程的自动化程度 应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。 2.可以改善劳动条件、避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。 3.可以减少人力，便于有节奏地生产 应用机械手代替人手进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上，目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。
真空吸盘式气动机械手的设计毕业论文
真空吸盘式气动机械手的设计毕业论文 一绪论 （一）气压传动技术的研究发展动向 随着科学技术的不断进步，目前气压技术正向着高压、高速、大功率、高效、高度集成化的方向发展。虽然气压传动技术方便简洁，但是气压传动中存在着一些亟待解决的问题，如：气压系统工作时的稳定性、工作介质的泄漏、气压冲击对设备可靠性的影响等等，这些问题都是气压传动技术需要研究和解决的。任何技术的改革和创新，都必须以稳定、可靠的工作为前提，这样才具有它的实际意义。 （二）气压传动技术的应用 机械制造业，其中包括机械加工生产线上工件的装夹及搬送，铸造生产线上的造型、捣固、合箱等。在汽车制造中，汽车自动化生产线、车体部件自动搬运与固定、自动焊接等。 电子IC及电器行业，如用于硅片的搬运，元器件的插装与锡焊，家用电器的组装等。 石油、化工业用管道输送介质的自动化流程绝大多数采用气动控制，如石油提炼加工、气体加工、化肥生产等。 轻工食品包装业，其中包括各种半自动或全自动包装生产线，例如：酒类、油类、煤气罐装，各种食品的包装等。 机器人，例如装配机器人，喷漆机器人，搬运机器人以及爬墙、焊接机器人等。 其它，如车辆刹车装置，车门开闭装置，颗粒物质的筛选，鱼雷导弹自动控制装置等。目前各种气动工具的广泛使用，也是气动技术应用的一个组成部分。 （三）气压传动的特点 气压传动的优点：以空气为工作介质，工作介质获得比较容易，用后的空气排到大气中，处理方便，与液压传动相比不必设置回收的油箱和管道；因空气的粘度很小（约为液压油动力粘度的万分之一），其损失也很小，所以便于集中供气、远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样严重污染环境；与液压传动相比，气压传动动作迅速、
一种简易搬运机械手的设计
1 绪论 1.1前言 用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。 工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。 机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的重视。 机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。 机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。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。 1.2 工业机械手的简史 现代工业机械手起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化产品。 机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。他的结构是：机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。
毕业设计真空吸盘式气动机械手的设计
绪论 （一）气压传动技术的研究发展动向 随着科学技术的不断进步，目前气压技术正向着高压、高速、大功率、高效、高度集成化的方向发展。虽然气压传动技术方便简洁，但是气压传动中存在着一些亟待解决的问题，如：气压系统工作时的稳定性、工作介质的泄漏、气压冲击对设备可靠性的影响等等， 这些问题都是气压传动技术需要研究和解决的。任何技术的改革和创新，都必须以稳定、可靠的工作为前提，这样才具有它的实际意义。 （二）气压传动技术的应用 机械制造业，其中包括机械加工生产线上工件的装夹及搬送，铸造生产线上的造型、捣固、合箱等。在汽车制造中，汽车自动化生产线、车体部件自动搬运与固定、自动焊接等。 电子IC 及电器行业，如用于硅片的搬运，元器件的插装与锡焊，家用电器的组装等。石油、化工业用管道输送介质的自动化流程绝大多数采用气动控制，如石油提炼加工、气体加工、化肥生产等。 轻工食品包装业，其中包括各种半自动或全自动包装生产线，例如：酒类、油类、煤气罐装，各种食品的包装等。 机器人，例如装配机器人，喷漆机器人，搬运机器人以及爬墙、焊接机器人等。其它，如车辆刹车装置，车门开闭装置，颗粒物质的筛选，鱼雷导弹自动控制装置等。目前各种气动工具的广泛使用，也是气动技术应用的一个组成部分。 （三）气压传动的特点 气压传动的优点：以空气为工作介质，工作介质获得比较容易，用后的空气排到大气中，处理方便，与液压传动相比不必设置回收的油箱和管道；因空气的粘度很小（约为液压油动力粘度的万分之一），其损失也很小，所以便于集中供气、远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样严重污染环境；与液压传动相比，气压传动动作迅速、反应快、维护简单、工作介质清洁，不存在介质变质等问题；工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境中，比液压、电子、电气控制优越；成本低，过载能自动保护。 气压传动的缺点：由于空气具有可压缩性，因此工作速度稳定性稍差，但采用气液联动装置会得到较满意的效果；因工作压力低（一般为0.31.0MPa），又因结构尺寸不宜过大，总输出力不宜大于10～40kN；噪声较大，在高速排气时要加消声器；气动装置中的气信号传递速度在声速以内比电子及光速慢，因此，气动控制系统不宜用于元件级数过多的复杂回路。
【毕业设计】坐标式机械手地设计
【关键字】毕业设计 毕业设计 专业： 班级： 姓名：学号： 山东技师学院 目录 第一章机械手的原理 (1) 1.1 机械手的概述 (1) ........................... ............ (2) ............... ............ (5) 1.3 机械手在生产中的应用...... ...... ........................... (6) 1.4 机械手的主要特点 (7) 1.5 机械手的技术发展方向 (7) 1.6 机械手坐标形式与自由度选择 (8) 1.62机械手自由度选择 (8) 1.7机械手的规格参数 (9) 第二章设计要求 (9) 第 第一章机械手的原理 1.1机械手概述
工业机器人由操作机(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。 机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。 机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备. 机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率: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。1.2机械手的组成和分类 机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。各系统相互之间的关系如方框图2-1所示。 图1-1机械手的组成方框图 Fig.l-1 Pane Chart of Composition of Manipulator (一)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。 1、手部 即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手部。
机械手电气部分
电气系统设计 一． 1.机械手及其应用 1．1机械手：模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。 1.2机械手的应用意义 在机械工业中，机械手的应用意义可以概括如下： 1.可以提高生产过程的自动化程度 应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。2.可以改善劳动条件、避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。 2．可以减少人力，便于有节奏地生产 应用机械手代替人手进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上，目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。 机械手的组成包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。 2.1、手部 即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手部。夹持式手部由手指(或手爪) 和传力机构所构成。手指是与物件直接接触的构件，常用的手指运动形式有回转型和平移型。回转型手指结构简单，制造容易构件，故应用较广泛平移型应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆形零件时，工件直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围大的工件。