多用途气动机械手结构设计.doc

本 科 生 毕 业 设 计（论文）

（ 201 届）

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摘要：随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术的突破，气动机械手已成为工业的重要生产和服务性领域不可缺少的自动化设备。本文介绍了该课题的实用价值和内容，了解了国内外机械手的发展概况。面对目前气动机械手互换性差，功能较专一，通用性不强等缺点，作者根据本课题的研究依据，设计了一款具夹持和吸附于一体的多用途气动机械手，给出了机械手的整体结构及工作原理，并对回路的各个元器件进行筛选和设计计算，画出了各主要零件的机械结构图。
关键字：气动机械手；多用途；设计研究

Structure Design of Multi-purpose Pneumatic Manipulator

Abstract：With the development of industry mechanization, automation and the improvment of pneumatics technology, pneumatic manipulator has become an important industrial automation equipment in areas of the production and service. This paper introduces the content and practical application value of the thesis, and knows the development of pneumatic manipulator inside and abroad. In the face of that now pneumatic manipulator has some shortcomings about poor interchangeability ,single function and poor generality, the author designs a multi-purpose pneumatic manipulator that has the functions of clamping and adsorption on the basis of this topic research.The overall structure and operating principle of manipulator are given．The author select and design all components of circuit and draws the machine configuration picture of master parts.

Key words：pneumatic manipulator，multi-purpose， design research

目 录
1 绪论 1
1.1 前言 1
1.2 国内外机械手研究现状 1
1.3 机械手发展趋势 2
2 机械手总体设计方案 3
2.1 机械手的设计任务 3
2.2 机械手形式的选择 3
2.3 机械手的主要运动方式和部件 3
2.4 气动驱动方式的优势及原理 3
2.5 机械手的主要设计参数 4
3 机械手手部设计 6
3.1 手部的种类及基本要求 6
3.1.1 手部的种类 6
3.1.2 手部设计基本要求 6
3.2 手部的结构设计及尺寸的计算 7
3.2.1 选择手爪类型 7
3.2.2 手爪爪端设计及其工作原理 7
3.2.3 最佳偏转角β的确定 8
3.2.4 槽尺寸及活塞行程的确定 8
3.2.5 计算机械手所需夹紧力FN 和驱动力F 9
3.2.6 手抓夹持范围计算 10
3.2.7 机械手手爪夹持精度的分析计算 10
3.3 手部夹紧气缸的设计 11
3.3.1 手部夹紧气缸主要尺寸的确定 11
3.3.2 弹簧的设计计算 13
4 夹持手爪手腕设计 16
4.1 手腕设计基本要求 16
4.2 手腕结构及选择 16
4.3 手腕回转气缸设计 17
4.3.1 手腕转动时所需驱动力矩M驱的计算 17
4.3.2 手腕回转气缸主要尺寸的确定 18
5 真空元器件及吸附回路的设计 21
5.1 真空元器件设计 21
5.1.1 真空吸盘设计 21
5.1.2 真空发生器设计 21
5.1.3 其他元器件的选用 22
6 机械手手臂设计 24
6.1 手臂设计的基本要求 24
6.2 手臂的结构设计 24
6.3 手臂伸缩气缸驱动力F的设计 24
6.3.1 手臂伸缩运动驱动力F的计算 24
6.4 手臂伸缩气缸主要尺寸的确定 26
6.4.1 气缸内径D的计算 26
6.4.2 气缸长度L的确定 26
6.4.3 缸筒壁厚δ的设计及校核 26
6.4.4 活塞杆直径d的计算及校核 27
6.4.5 选择密封装置 28
7 机械手机身设计 29
7.1 机身的整体设计 29
7.2 机身回转气缸的设计 29
7.2.1 回转气缸驱动力矩M驱的计算 29
7.2.2 机身回转气缸主要尺寸的确定 31
7.3 机身升降机构的设计 31
7.3.1 手臂偏重力矩M偏的计算 32
7.3.2 升降不自锁条件分析计算 32
7.3.3 机身升降运动的气压缸驱动力F的计算 33
7.4 机身升降气缸主要尺寸的确定 33
7.4.1 气缸内径D的计算 33
7.4.2 气缸长度L的确定 34
7.4.3 缸筒壁厚δ的设计及校核 35
7.4.4 活塞杆直径d的计算及校核 35
7.4.5 选择密封装置 36
8 全文总结与展望 37
参考文献 38
致 谢 39
附 录 40

附 录
1. 多用途气动机械手（总图） DYTQDJXS-A0
2. 机身装配图 JSZPT-A0
3. 手部部件 SBBJ-A1
4. 双活塞杆气缸 SHSGQG- A1
5. 真空吸盘 ZKXP-A3
6. 吸盘杆 XPG- A3
7. 手指支架及驱动杆套 SZZJJQDGT-A3
8. 手指圆柱销杆 SZYZXG-A3
9. 手指端 SZD-A3
10. 手指 SZ-A3
11. 手部支架连杆 SBZJLG- A3
12. 手部支架 SBZJ- A3
13. 升降气缸盖(底座) SJQGGDZ-A2
14. 回转气缸下盖 HZQGXG-A2
15. 回转气缸上盖 HZQGSG-A2
16. 活塞轴 HSZ-A2
17. 花键轴 HJZ-A2
18. 花键套 HJT-A2

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