毕业设计真空吸盘式气动机械手的设计PPT
气动机械手 毕业设计
气动机械手毕业设计气动机械手毕业设计随着科技的不断进步，机器人技术在工业领域的应用越来越广泛。
其中，气动机械手作为一种重要的机器人类型，具有灵活、高效、精准的特点，被广泛应用于生产线上的装配、搬运、喷涂等工作。
本文将探讨气动机械手的设计与优化，以及其在工业生产中的应用前景。
一、气动机械手的设计与优化1.1 气动机械手的结构与原理气动机械手主要由气动执行器、传动机构、控制系统和机械结构等组成。
其中，气动执行器是实现机械手运动的关键部件，常用的气动执行器包括气缸和气动马达。
传动机构通过传递气动能量，将气动执行器的运动传递给机械结构，实现机械手的动作。
1.2 气动机械手的设计要点在气动机械手的设计过程中，需要考虑以下几个要点：首先，根据实际应用需求确定机械手的工作范围、负载能力和精度要求。
不同的应用场景对机械手的要求不同，因此需要根据具体情况来确定设计参数。
其次，选择合适的气动执行器和传动机构。
气缸和气动马达具有不同的特点，需要根据机械手的工作特点来选择适合的气动执行器。
传动机构的设计也需要考虑传递效率、运动平稳性等因素。
最后，进行机械结构的设计与优化。
机械结构的设计要考虑刚度、稳定性、重量等因素，通过优化设计，提高机械手的工作效率和精度。
二、气动机械手在工业生产中的应用前景2.1 气动机械手的优势相比于其他类型的机械手，气动机械手具有以下几个优势：首先，气动机械手具有较高的工作速度和响应速度。
由于气动执行器的特点，气动机械手能够快速完成各种动作，提高生产效率。
其次，气动机械手具有较高的负载能力。
气动执行器能够提供较大的推力和扭矩，适合于承载较重的物体。
最后，气动机械手具有较低的成本。
相比于电动机械手，气动机械手的成本较低，适合于中小型企业的应用。
2.2 气动机械手的应用案例气动机械手在工业生产中有着广泛的应用。
以汽车制造业为例，气动机械手可以用于汽车零部件的装配、焊接和喷涂等工作。
在电子行业，气动机械手可以用于电子产品的组装和测试。
气动机械手的设计毕业设计
气动机械手的设计毕业设计首先是气动机械手的机械结构设计。
机械结构设计是气动机械手设计中的核心部分，它直接影响机械手的运动轨迹、载荷能力和稳定性。
在设计过程中，需要考虑机械手的工作空间、自由度、运动速度和负载要求等因素。
根据任务需求，可以选择不同类型的机械结构，例如直线型、旋转型、球面型等。
在选定机械结构后，需要进行强度计算和动力学仿真分析，以确定各种零部件的尺寸和材料，保证机械手的稳定性和可靠性。
其次是气动机械手的气动系统设计。
气动机械手的气动系统是实现机械手动作的关键，它由气源、气缸、气控阀和管路组成。
在气源选择上，一般采用压缩空气作为动力源，可以通过压缩机、气瓶或者空气压缩机组来提供气源。
气缸的选择和配置要根据机械手的设计要求和工作负载来确定，需要考虑气缸的工作压力、行程长度和移动速度等因素。
气控阀的种类有很多，例如单向阀、双向阀、比例阀等，根据具体的动作要求选用合适的气控阀。
管路设计可以采用集中式或分布式设计，根据机械手的运动方式和工作空间来确定。
最后是气动机械手的控制系统设计。
控制系统设计是实现机械手自动化操作和精确控制的关键，它包括传感器、执行器、控制器和人机界面等部分。
传感器可以添加在气缸或机械手关节处，用于检测气压、位置、力量等参数，实现机械手的反馈控制和保护功能。
执行器可以是气缸或其他电动执行器，用于实现机械手的各种动作。
控制器可以采用PLC或微控制器等设备，用于编程、逻辑控制和通信功能。
人机界面可以通过触摸屏、键盘或按钮等设备与机械手进行交互，实现操作和监视。
综上所述，气动机械手的设计涉及机械结构、气动系统和控制系统三个方面。
通过合理设计机械结构，选择适当的气动元件和配置气动系统，以及设计稳定可靠的控制系统，可以实现气动机械手的高效、精确和安全操作。
在毕业设计中，可以进一步深入探究气动机械手的优化设计和性能测试，以满足不同工作环境和任务需求的应用。
气动通用上下料机械手设计PPT
直线运动:如伸缩、升降、横移运动
基本运动
回转运动:如水平回转、左右摆动运动
手臂运动
直线运动与回转运动的组合(即螺旋运动)
复合运动
两直线运动的组合(即平面运动)
两回转运动的组合(即空间曲面运动)。
• 手臂在进行伸缩或升降运动时，为了防止绕其轴线的转动，都需 要有导向装置，以保证手指按正确方向运动。此外，导向装置还 能承担手臂所受的弯曲力矩和扭转力矩以及手臂回转运动时在启 动、制动瞬间产生的惯性力矩，使运动部件受力状态简单。 • 导向装置结构形式，常用的有:单圆柱、双圆柱、四圆柱和V形槽、 燕尾槽等导向型式。 • 4、立柱 • 立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回 转运动和升降(或俯仰)运动均与立柱有密切的联系。机械手的立 往通常为固定不动的，但因工作需要，有时也可作横向移动，即 称为可移式立柱。 • 5、行走机构 • 当工业机械手需要完成较远距离的操作，或扩大使用范围时，可 在机座上安装滚轮、轨道等行走机构，以实现工业机械手的整机 运动。滚轮式行走机构可分为有轨的和无轨的两种。驱动滚轮运 动则应另外增设机械传动装置。
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4、电力传动机械手 即有特殊结构的感应电动机、直线电机或功率步进电机直接驱动执行机 构运动的机械手，因为不需要中间的转换机构，故机械结构简单。其中 直线电机机械手的运动速度快和行程长，维护和使用方便。此类机械手 目前还不多，但有发展前途。 (三)按控制方式分 1、点位控制 它的运动为空间点到点之间的移动，只能控制运动过程中几个点的位置， 不能控制其运动轨迹。若欲控制的点数多，则必然增加电气控制系统的 复杂性。目前使用的专用和通用工业机械手均属于此类。 2、连续轨迹控制 它的运动轨迹为空间的任意连续曲线，其特点是设定点为无限的，整个 移动过程处于控制之下，可以实现平稳和准确的运动，并且使用范围广， 但电气控制系统复杂。这类工业机械手一般采用小型计算机进行控制[4]。 1.3 国内外发展状况 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势: (1)工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和 维修)，而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10.3万美元降至 97年的65万美元。 (2)机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减 速机、
毕业设计真空吸盘式气动机械手的设计PPT
第一部分 真空元件部分
真空发生器的耗气量是指供给拉伐尔喷管的流量，它不 但由喷嘴的直径决定，还与供气压力有关。同意喷嘴直径 ，其耗气量随供气压力的增加而增加，如图所示。喷嘴直 径是选择真空发生器的主要依据。喷起直径越大，抽吸流 量和耗气量就越大，真空度越低；喷嘴直径越小，抽吸流 量和耗气量越小，真空度越高。 该真空发生器耗气量和真空度分别取5L/min，0.002Mpa。
论文题目
真空吸盘式气动机械手的设计
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选题依据、主要研究内容、研究思路
◆选题依据 ① 主要技术要求参数：吸持力2kg；自由度数为3；运动 形式为圆柱坐标；手臂伸缩行程范围0-300mm，手臂升 降行程范围0-200mm；手臂回转行程范围0-180º ；定 位方式为定位块；控制方式为点位式、PLC控制；驱动方式 为气压传动系统。 ② 主要用途：设计一套真空吸盘式气动机械手，它采用圆 柱坐标型的运动形式，气压传动，PLC系统控制。功能原理 先进，动作可靠，结构合理，安全经济，满足生产要求。
选题依据、主要研究内容、研究思路
主要研究内容 ①.了解液压与气压传动机械的现状和发展趋势。 ②.掌握气压传动机械设计的一般过程。 a.气压机械手及气压传动系统与电气控制系统方案设计 （工艺分析、原理图设计、总体布局）。 b.技术设计（各组成部分的运动设计、结构设计、材料 选择、零件强度与刚度校核、绘制设计图样和编写技术文 件。） c.审核鉴定。 ③.了解常用的CAD设计软件，并能熟练运用一种CAD软 件进行机械设计。 ④.具备较强的自学能力、掌握独立获取、消化和应用新知 识的能力和方法，具有一定的分析解决实际问题的能力， 具有初步的科研、开发能力。
第一部分 真空元件部分
吸盘直径虽表示吸盘的外径，但利用 真空压力吸附物体时，因真空压会使橡 胶变形，吸附面积也会随之缩小。缩小 后的面积即称为有效吸附面积，此时的 吸盘直径即称为有效吸盘直径。 根据真空压力，吸盘橡胶的厚度以及 与吸附物的摩擦系数等不同，有效吸盘 直径也会有差异，一般情况可预估会缩 小10%。 综合上述，所选吸盘参数为：吸盘直 径D=40mm， 吸盘吸持面积 A=12.6，吸盘个数n=1，真空压力 P=0.04MPa。
气动机械手毕业设计
摘要本文设计了一种气压传动的机械手。
着重对机械手的力学特征和运动轨迹等进行了设计和计算，对主要零部件进行了强度校核。
(未完，待修改)第一章工业机器人简介1机械手发展史机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
它是机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。
在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。
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。
它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的。
1962年，美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。
商名为Unimate（即万能自动）。
运动系统仿照坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动；控制系统用磁鼓作为存储装置。
不少球坐标通用机械手就是在这个基础上发展起来的。
同年，美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。
该机械手的中央立柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型。
这两种出现在六十年代初的机械手，是后来国外工业机械手发展的基础。
1978年美国Unimate公司和斯坦福大学，麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm 型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差小于±1毫米。
联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。
目前，机械手大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；改进的方向主要是降低成本和提高精度。
第二代机械手正在加紧研制。
它设有微型电子计算控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。
毕业设计-真空吸盘式气动机械手的设计
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。
《真空吸盘》PPT课件
2021/5/27
Innovative Vacuum Automation
16
真空吸盘
- 主要类型 -
波纹吸盘
特性 • 1.5折, 2.5折和 3.5折波纹 • 对与不平整的表面有良好的适应性 • 抓取工件时有提升的效果 • 不同高度的补偿 • 轻柔地抓取易损工件 • 柔软的底部波纹 • 吸盘的柄部和上部波纹硬度高 • 柔软的适应性强的锥形密封唇 • 底部支撑 • 吸盘材料种类多
• Δp = p1 – p2 • 作用力与压力差和有效面积成比例关系、
•
F ~ Δp and F ~ A F = Δp x A
2021/5/27
Innovative Vacuum Automation
6
真空吸盘
- 功能原理 -
真空吸盘的重要特性
内部容积
内部容积：真空吸盘被抽空的内部容积，直接影响抽气时间。
• 应用 • 广泛的用于大量不同的应用领域。
2021/5/27
Innovative Vacuum Automation
11
真空吸盘
- 主要类型 -
扁平吸盘
扁平吸盘的技术参数
2021/5/27
Innovative Vacuum Automation
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真空吸盘
- 主要类型 -
扁平吸盘 – 盘型
吸盘 SPU / SPC / SPK • 带金属嵌入件的吸盘 • 尺寸范围广 • 内部容积小 • 底部支撑 • 用于高负载搬运
22
真空吸盘
- 主要类型 -
波纹吸盘
波纹吸盘的技术参数
• 当在相同的直径下，为什么波纹吸盘的吸力小于扁平吸盘？ • 有效的吸取面积:
毕业设计-真空吸盘式气动机械手电气控制原理图03
臂部回转 臂部延伸 放松工件 臂部收缩 臂部回转 卸荷
UnRegistered
自动方式初始状态 状态转移开始 原点位置条 件
臂部下降
吸持工件
臂部上升
臂部回转 臂部延伸
吸持输入
放松输入
臂部上升输 入
臂部下降输 入
臂部伸出输 入
臂部收缩输 入
臂部正转输 入
臂部反转输 入
上升 下降 伸出 收缩 正转 反转
机械手手动方式梯形图
放松工件
臂部收缩
机械手控制系统图
臂部回转
机械手自动方式状态图
标记 处数 分区 更改文件号 签名 年 月 日
机械手电气控
设计 制图
标准化
阶段标记 重量 比例
制原理图
审核
真空吸盘式机械手毕业设计
真空吸盘式机械手毕业设计1 基本介绍真空吸盘式机械手是一种多用途机械手，它具有高灵活性、高效能和低噪音特性，多用于物料搬运、自动装配、测量和检测、搬运、放料等不同领域中。
它通过以气泵为驱动源的一组真空吸盘，产生真空吸附力，采用机械手臂，实现物体的抓取、放置和定位，从而实现自动操作。
2 基本原理真空吸盘式机械手的工作原理是通过真空系统，在被吸抓的物体表面形成一个负压区，来实现物体的抓取。
真空系统产生的真空力，有别于三角手抓使用的夹持力或气缸产生的推力，可以穿越薄膜和有节距离的阻隔层，在非正面或反面轮廓面上可以小位移大抓取力的形式来实现抓取。
其工作原理如下：1. 压缩空气由汽缸进入吸盘，使之形成负压环境；2. 真空吸盘和被吸抓物体表面接触，产生负压力，使物体被吸附；3. 吸盘上的弹性塞固定物体，提高抓取稳定性；4. 机械臂将吸盘移动，达到抓取目的地位。
3 核心结构真空吸盘机械手完成抓取功能的核心元件是真空吸盘、机械臂等，它们之间相互协同，协调控制抓取动作，从而实现抓取工作任务。
1. 真空吸盘：真空吸盘由真空吸盘主体、真空系统、弹性塞、传动机构组成，其中，真空吸盘主体可根据被抓取物体的形状和表面状态来选择不同的规格，真空系统可根据实际需要来安装真空泵，弹性塞可增大抓取力度，传动机构根据吸盘旋转的需要来设计。
2. 机械臂：机器手臂是由主轴、运动轴、活动部件及驱动部件组成，它负责将吸盘移动到抓取位置处，完成任务。
4 优缺点真空吸盘机械手抓取力大，可以根据物体表面曲线来调节解决吸盘面积，用非正面形象的抓取物体，不依赖物体的表面刚度。
它的定位准确、运行稳定、噪音小，也能实现大幅度的位移运动，可广泛应用于各行各业。
但真空吸盘式机械手占用空间大，由于特殊负压条件，它噪音较大，且容易受到外界烟尘等物质影响，抓取精度有限，需要特殊夹具才能实现取、放工作。
真空吸盘式气动机械手的设计
真空吸盘式气动机械手的设计引言真空吸盘式气动机械手是一种常用于工业自动化领域的装配设备，它通过利用气压差来实现抓取、移动和放置工件的功能。
本文将介绍真空吸盘式气动机械手的设计原理、结构组成、工作流程以及相关的注意事项。
设计原理真空吸盘式气动机械手的设计原理基于气体压力差的作用。
通过管道连接气源，将空气抽出形成真空，使吸盘吸附在工件表面。
当气源关闭或者气源阀门打开，气压平衡，吸盘将释放工件。
气动执行器控制气压的变化，从而实现吸盘的吸附和释放。
结构组成真空吸盘式气动机械手一般由气动执行器、真空发生器、吸盘、管道和控制系统等组成。
气动执行器控制气压的变化，真空发生器产生真空，吸盘用于吸附工件，管道连接各个部件，控制系统控制机械手的运动路径和动作。
功能实现真空吸盘式气动机械手的功能主要包括抓取、移动和放置工件。
当机械手需要抓取工件时，气动执行器放空气使吸盘吸附在工件表面，然后机械手移动到目标位置，气动执行器充气使吸盘释放工件。
注意事项在设计真空吸盘式气动机械手时，需要注意以下事项： - 吸盘的选择：根据工件的大小、材质和表面特性选择合适的吸盘。
- 气源控制：合理设计气源系统，确保气压稳定可靠。
- 控制系统：编写健壮的控制程序，确保机械手的准确和稳定性。
- 安全性：保证机械手运行过程中不会发生意外伤害，如避免误操作等。
结论真空吸盘式气动机械手是一种广泛应用于工业生产中的自动化装配设备，通过气压差实现工件的抓取和放置。
设计合理的机械手可以提高生产效率和产品质量，减少人力成本。
因此，在设计机械手时需要充分考虑各方面的因素，确保机械手的稳定性和可靠性。
以上是关于真空吸盘式气动机械手设计的内容。
如有需要，可根据具体情况进行进一步的完善和扩展。
真空吸盘
1.2机械手的发展概况1.1.2 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。
1.1.3.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。
1.2.1机械手的发展历史专用机械手经过几十年的发展，如今已进入以通用机械手为标志的时代。
由于通用机械手的应用和发展，进而促进了智能机器人的研制。
智能机器人涉及的知识内容，不仅包括一般的机械、液压、气动等基础知识，而且还应用一些电子技术、电视技术、通讯技术、计算技术、无线电控制、仿生学和假肢工艺等，因此它是一项综合性较强的新技术。
目前国内外对发展这一新技术都很重视，几十年来，这项技术的研究和发展一直比较活跃，设计在不断地修改，品种在不断地增加，应用领域也在不断地扩大。
早在40年代，随着原子能工业的发展，已出现了模拟关节式的第一代机械手。
50～60年代即制成了传送和装卸工件的通用机械手和数控示教再现型机械手。
这种机械手也称第二代机械手。
如尤尼曼特机械手即属于这种类型。
60～70年代，又相继把通用机械手用于汽车车身的点焊和冲压生产自动线上，亦即是第二代机械手这一新技术进入了应用阶段。
气动式机械手手部设计2
个人资料整理仅限学习使用天津农学院毕业设计中文题目 : 气动式机械手的手部设计英文题目 : Design of Pneumatic Manipulator hand学生姓名系别机电工程系专业班级指导教师成绩评定2018年6月目录1前言11.1 工业机械手的发展简况11.2 工业机械手在生产中的应用21.3 研究现状及发展趋势32 机械手总体设计方案32.1 机械手的组成 32.1.1 执行机构 42.1.2 驱动机构 42.2 机械手基本形式的选择52.3 传动行走机构的选择52.4 机械手的主要部件及运动62.5 机械手参数列表 63 机械手手部设计73.1 手部设计要求 73.2 手部装配图 73.3 真空发生器 73.4 气动执行元件的选择93.4.1 单作用气缸的选择93.4.2 摆动气缸的选择94结论11参考文献12致谢13附录 1 外文文献原文 14附录 2 外文文献译文 17附录 3图 1机械手整体装配图17附录 4图 2四缸传动部分装配图 20附录 5图 3机械手手部装配图21摘要随着制造加工行业的迅速发展，设备的自动化程度也越来越高。
现代化的设备常常配置有机械手，以提高生产效率。
机械手是工业自动控制领域中经常用到的一种能够自动抓取、操作的装置，多用于自动生产线、自动机的上下料、数控设备的自动换刀装置中。
b5E2RGbCAP气动技术是以压缩空气为介质，以气源为动力的能源传递技术，其工作可靠性高、使用寿命长、对环境没有污染，所以在机械手的驱动系统中常采用气动技术。
气动机械手作为机械手的一种，它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境等优点而被广泛应用。
因此，对气动机械手的研究具有重要的实际意义。
p1EanqFDPw设计主要介绍了气动机械手的设计理论与方法，全面详尽的讨论了机械手的手部、腕部、手臂以及机身等主要部件的结构设计。
DXDiTa9E3d关键词：机械手；气动技术；气缸；设计ABSTRACTAt present, as the development of theIndustrial automatictechnology, the manipulator is more and more used. Manipulator is often used in the field of industrial automation to automatically capture an operation of the device, and more for the automatic production line, automatic machine loading and unloading, CNC equipment, automatic tool changing device. As the pneumatic technology is compressed air as the medium to gas source for the power of the energy transfer technology, operational reliability, long life, no pollution to environment, so the manipulator drive system are often used in pneumatic technology. Pneumatic robot as a manipulator, it has a simple structure, light weight, fast, stable, reliable, energy-saving advantages and do not pollute the environment has been widely used. Therefore, pneumatic manipulator has important practical value RTCrpUDGiT.This paper mainly studies the design of pneumatic manipulator ’s structure, include the hand, arm, body and so on5PCzVD7HxA.Key words:automatic。
气动组合台真空吸附机械手系统设计
9 工作原理
在造纸工业、 电子工业以及包装机械等工业中， 广泛地使用了真空吸附机械手吸取纸张、 薄板和小 型元器件。我们在所研制的气动组合台上， 采用了 真空吸附机械手， 用于将料盘上的薄铜板件吸起并 运送到工作台上。 该真空吸附回路原理图见图 #。图 # 中： #F 气 源， !F 冷冻式干燥器， ,F 空气过滤器， ’F 减压阀， %F 真空破坏阀， GF 节流阀， *F 真空压力开关， HF 真空过 滤器， &F 真空表， #"F 真空吸盘， ##F 被吸吊物， #!F 供气阀， #,F 真空发生器， #’F 消声器， #%F 单向阀。 当供气阀 #! 电磁铁通电时， 供气阀气路导通。净化 后的压缩空气经供气阀 #!、 真空发生器 #,、 消音器 #’ 向外喷射。因真空发生器的最小喷咀喉部直径 很小， 故设置了冷冻式干燥器 ! 和空气过滤器 , 进 行除水、 除油、 除尘。以保证空气净化度。 真空发生器 #, 的结构原理如图 ! 所示， 它是由 先收缩后扩张的拉瓦尔喷管 #、 负压腔 ! 和接收管 , 等组成。有供气口， 排气口和真空口。当供气口的
收稿日期： !""#$"%$#& 作者简介： 田玲 （#&’%$） ， 女， 湖南省常德市人， 教授。
图# K13D #
真空回路图
L7899: ;??> C173B7:
当真空破坏阀 % 通电时， 压缩空气经真空破坏
万方数据
>)
真
空
第!期
阀 !、 节流阀 " 进入吸盘。从而破坏了吸盘内的真 空状态， 使工件脱离吸盘。真空系统中的节流阀 " 用于控制真空破坏的快慢， 节流阀出口的压力不得 高于# $ ! %&’； 以保护真空压力开关 ( 和真空过滤器 )。图 * 中真空压力开关 ( 用于检测真空压力的大 小。当真空压力未达到设定值时， 开关处于断开状 态。当真空压力达到设定值时， 开关处于接通状态， 发出电信号指挥真空吸附机构动作。若真空系统有 泄漏， 或其它原因影响到真空压力大小时， 装上真空 压力开关可保证真空系统安全可靠工作， 可调节电 容器旋钮， 调节到设定的压力， 设定压力必须调到确 认吸着的最低真空度以上， 以避免吸着不稳定。但 真空度不宜设定过高， 以防因高真空度达不到， 而开 关不能接通的情况。 单向阀 *! 的作用， 一是当供给阀 *+ 停止供气 时， 保持吸盘内的真空压力不变， 可节省能量； 二是 一旦停电， 可延缓吸吊工件脱落的时间， 以便采取安 全对策。 在吸盘与真空发生器之间设置了真空过滤器 ) 以防止真空系统中的元件受污染出现故障， 当过滤 器两端压降大于 # $ #+ %&’ 时， 滤芯应卸下清洗或更 换。过滤器入口压力不要超过 # $ ! %&’， 这可以靠 调节减压阀和节流阀来保证。 真空发生器的排气口安装有消音器， 不仅可以 降低噪音， 而且能起过滤作用， 以提高真空系统工作 的可靠性。 减压阀 , 用于将气源的压力降到较低的稳定值 向系统供气。因减压阀 , 处在压力管路中， 所以应 使用一般减压阀 （若减压阀处在真空管路中时， 应使 用真空减压阀） 。
机械手毕业设计ppt
机械手毕业设计ppt【篇一：机械手毕业设计论文】华厦学院?毕业设计（论文）?题目气动装配机械手机构设计姓名林增辉陈新张可学号 130352359 130352139 130352320专业班级机电一体化一班指导教师卢月红系别信息与机电工程系完成日期 2015年11月21日机械手是近几十年发展起来一种高科技自动化生产设备，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，随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。
机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。
机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。
本文就气动机械手的应用现状和发展前景作了简单概述。
扩展我们的知识面和专业面，可以加强对自己的思维训练和能力培养，还可以填补空白，提高生产效率，很大的现实意义。
关键词：气动机械手；研究方向；发展趋势第一章绪论 (1)1.1 机械手国内外发展现状 (1)1.2 气动机械手的应用现状 (2)1.3 气动技术有以下优点 (3)1.4 气动机械手研究的目的、意义 (4)1.5 发展前景及方向 (4)1.6 设计时要解决的几个问题 (6)1.6.1 具有足够的握力(夹紧力) (6)1.6.2 手指间应具有一定的开闭角 (6)1.6.3 保证工件准确定位 (6)1.6.4 具有足够的强度和刚度 (6)1.6.5 考虑被抓取对象的要求 (7)1.7 气动机械手的设计要求 (7)1.8 机械手的系统工作原理及组成 (7)1.8.1 机械手的系统工作原理框图 (7)1.8.2 执行机构 (8)1.8.3 驱动系统 (9)1.8.4 控制系统 (9)1.8.5 位置检测装置 (9)第二章机械手的整体设计方案 (10)2.1 机械手的坐标型式与自由度 (11)2.2 机械手的手部结构方案设计 (12)2.3 机械手的手腕结构方案设计 (12)2.4 机械手的手臂结构方案设计 (12)第三章手部结构设计以及气缸设计、校核 (13)3.1 手部夹紧气缸的设计 (13)3.2 确定气缸直径 (14)3.3 气缸作用力的计算及校核 (14)3.4 缸筒壁厚的设计 (15)3.5 气缸的基本组成部分及工作原理 (16)3.6 计算手部与工件总重量 (16)第四章手臂伸缩气缸的尺寸设计与验算 (17)4.1 手臂部惯性力的计算 (17)4.2 手臂部摩擦力的计算 (17)4.3 手臂部驱动力 (18)4.4 确定气缸直径 (19)4.5 手臂伸缩气缸的结构和工作原理 (19)4.6 气缸作用力的验算（应取有杆腔的活塞面积进行计算） (20)4.7 导杆弯曲应力验算 (20)第五章配重的选取 (21)5.1 各部件重量计算 (21)5.3 偏重力矩m缩偏、m伸偏 (23)5.4 配重的计算 (23)第六章摆动气缸的计算 (24)6.2手臂的转动惯量j (24)6.3 手臂摆动回转力矩的计算 (24)第七章升降部分的计算 (26)7.1 升降气缸的选择 (26)7.2 升降导杆的重量 (26)7.3 升降导杆的校核 (27)第八章机械手气动控制系统的设计 (28)8.1 机械手的控制要求 (28)8.2 气压驱动系统设计 (28)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (33)第一章绪论1.1 机械手国内外发展现状工业机械手最早应用在汽车制造工业，常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。
毕业设计(论文)-真空吸盘自动上料机械臂设计(全套图纸)[管理资料]
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理工学院毕业设计学生姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化题目：真空吸盘自动上料机械臂设计指导教师：评阅教师：2017 年 6 月在当下生产过程中正在向机械化，与自动化方向发展。
在机械工业中装卸、装配等环节中利用的机械手会越来越广泛。
它可最大限度减少工人的劳动强度，改善产品的生产质量。
真空式上料机械臂采用了两个旋转关节和一个运动关节；两个回转关节完成x，y目标的运动，而移动关节则完成z目标的运动。
工业机械手是一种模仿人手的一部分抓举形式，按照事先设定好的程序，完成抓取、搬运工件等一系列运动。
它在二十世纪五十年代就已经在工厂里工作了，是在搬运机械手的基础上成长起来的一种机器，开始主要实在上下料和搬运工件等工作形势中，随着运用领域的不段发展，当下主要用来夹持工具和完成大部分的作业。
在当代生产中，它可以代替人大部分的工作量，改善工人的活动情况，提高生产效益。
全套图纸加153893706关键词机械手真空式搬运工件目录1 绪论 (1)真空吸盘上料机械手的定义 (1) (1)2方案设计 (3)主要技术参数见表2-1 (3)结构特点如下图2，图3： (3)3手指真空吸盘设计 (5)设计时要注意的问题 (5)零件的计算 (6)吸盘吸附力的计算 (6)4液压缸的设计 (7)液压缸主要尺寸的确定 (7)强度的校核 (7)5小臂结构设计 (8)设计时注意的问题 (8)6大臂结构设计 (10) (10)、Z2和Z3、Z4的设计校核 (11)轴 的设计及校核 (14)轴Ⅱ的设计及校核 (22)7轴承的选取及校核 (30)Ⅰ上轴承的选取和校核 (30)Ⅱ上轴承的选取和校核 (31)8键的选取及校核 (32)Ⅰ上键的选取和校核 (32)Ⅱ上键的选取和校核 (32)9电机的选取 (33)10机身设计 (33)设计时注意的问题 (33)自由度的选择 (33)结束语........................................................................................ 错误!未定义书签。
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第二部分 控制系统部分
机械手的定位系统采取定位块定位，在设定位置装置定 位块。并为了达到缓冲的目的，在满足工作要求的前提下 ，设计尽量轻的零部件。比如将某些铸钢件改用铝合金制 造，或者将一些实心的零件做成空心的，以此来减轻总质 量。采取PLC程序控制，控制系统选择三菱公司的FX1S 系列的PLC控制器。另外机械手还可进行回零等，其有手 动控制方式和全自动控制。 自动生产线机械手的主要参数:吸持力2kg；自由度数 为3；运动形式为圆柱坐标；手臂伸缩最大行程300mm ；手臂升降最大行程为200mm；手臂回转最大行程180 度，手臂升降速度为150mm/s；大臂回转角度范围090°，大臂回转速度为135°/s；定位方式为定位块； 定位精度为；控制方式为点位式、PLC控制；驱动方式为 气压系统。
第一部分 真空元件部分
真空发生器 真空发生器用于产生真空，结构简单，体积小，无可动 机械部件，安装和使用都很方便，因此应用很广泛，真空 发生器产生的真空度可达到88kpa，真空发生器的工作原 理如图所示。它是由先收缩后扩张的拉瓦尔喷管1、负压腔 2、和接收管3等组成，有供气口、排气口和真空口，当供 气口的供气压力高于一定值后，喷管射出的超声速射流。 由于气体的粘性，高速射流卷吸走负压腔内的气体，使该 腔形成很低的真空度，在真空口A处接上真空吸盘，靠真空 压力和吸盘吸取物体。
第一部分 真空元件部分
吸盘直径虽表示吸盘的外径，但利用 真空压力吸附物体时，因真空压会使橡 胶变形，吸附面积也会随之缩小。缩小 后的面积即称为有效吸附面积，此时的 吸盘直径即称为有效吸盘直径。 根据真空压力，吸盘橡胶的厚度以及 与吸附物的摩擦系数等不同，有效吸盘 直径也会有差异，一般情况可预估会缩 小10%。 综合上述，所选吸盘参数为：吸盘直 径D=40mm， 吸盘吸持面积 A=12.6，吸盘个数n=1，真空压力 P=0.04MPa。
第五部分 机械手手臂部分
气压缸的驱动力F=1700N ，气压缸的内径为40mm， 行程为500mm，气部分 控制系统部分
应用PLC作为电气控制，可以简化控制线路，降低故障 率，实现机械手多种动作线路。一般机械手有手动和自动 控制之分，手动控制主要用来硬件调试。自动控制中也分 单步、单周期、周期循环等工作状态。其控制要求为：按 下启动按钮，检测气动机械手是否处于原位，如果不是， 按下复位按钮回到原位，如果是，则检测气动机械手处于 何种工作状态下，单步意味着每按下一次启动按钮，机械 手执行一步动作；单周期指执行一次动作循环，最后回到 初始位置；周期循环是机械手重复不断的执行动作，直到 按下复位或停止按钮为止。 根据机械手的硬件结构，PLC输入信号有：工作状态选 择开关输入、启动停止按钮输入、磁性接近开关信号输入 、手动开关输入及程序选择开关输入共22个输入点；机械 手的输出信号有：驱动4个气缸的电磁阀线圈4个，控制真 空吸盘的电磁阀线圈2个，原点指示灯1个，共七个输出点 。选择输入点大于22点，输出大于7点的PLC。
第四部分 机械机构部分
齿轮齿条机构 齿轮齿条传动与带传动相比主要有以下优点： （1）传递动力大、效齿轮传动的特点。齿轮传动用来传递 任意两轴间的运动和动力，其圆周速度可达到300m/s， 传递功率可达105KW，齿轮直径可从不到1mm到 150m以上，是现代机械中应用最广的一种机械传动。 （2）寿命长，工作平稳，可靠性高； （3）能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运 动。 齿轮传动与带传动相比主要缺点有： （1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； （2）不宜作远距离传动。
第四部分 机械机构部分
图7.1 齿轮结构图
图7.2 齿条结构图
第四部分 机械机构部分
表7.1 齿轮性能参数表
第五部分 机械手手臂部分
手臂部件是机械手的主要握持部件。它的作用是支撑腕 部和手部（包括工件或工具），并带动它们作空间运动。 手臂运动应该包括3个运动：伸缩、翻转和升降。 臂部运动的目的：把手部送到空间运动范围内任意一点 。如果改变手部的姿态（方位），则用腕部的自由度加以 实现。因此，一般来说臂部应该具备3个自由度才能满足基 本要求，既手臂伸缩、左右回转、和升降运动。手臂的各 种运动通常用驱动机构和各种传动机构来实现，从臂部的 受力情况分析，它在工作中即直接承受腕部、手部、和工 件的静、动载荷，而且自身运动较多。因此，它的结构、 工作范围、灵活性等直接影响到机械手的工作性能。 由于本设计需要，手部、腕部无需设计，只需设计手臂 即可。本设计选择双导杆伸缩机构，使用气压驱动,气压缸 选取双作用气压缸。
选题依据、主要研究内容、研究思路
主要研究内容 ①.了解液压与气压传动机械的现状和发展趋势。 ②.掌握气压传动机械设计的一般过程。 a.气压机械手及气压传动系统与电气控制系统方案设计 （工艺分析、原理图设计、总体布局）。 b.技术设计（各组成部分的运动设计、结构设计、材料 选择、零件强度与刚度校核、绘制设计图样和编写技术文 件。） c.审核鉴定。 ③.了解常用的CAD设计软件，并能熟练运用一种CAD软 件进行机械设计。 ④.具备较强的自学能力、掌握独立获取、消化和应用新知 识的能力和方法，具有一定的分析解决实际问题的能力， 具有初步的科研、开发能力。
论文题目
真空吸盘式气动机械手的设计
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选题依据、主要研究内容、研究思路
◆选题依据 ① 主要技术要求参数：吸持力2kg；自由度数为3；运动 形式为圆柱坐标；手臂伸缩行程范围0-300mm，手臂升 降行程范围0-200mm；手臂回转行程范围0-180º ；定 位方式为定位块；控制方式为点位式、PLC控制；驱动方式 为气压传动系统。 ② 主要用途：设计一套真空吸盘式气动机械手，它采用圆 柱坐标型的运动形式，气压传动，PLC系统控制。功能原理 先进，动作可靠，结构合理，安全经济，满足生产要求。
第三部分 气压系统部分
真空吸盘式气动机械手是 自动化流水生产线中广泛应 用的工件搬运机械设备，它 是流水线作业中不可或缺的 运输单元。气动机械手要求 气压系统完成的主要动作是 （工件平放）：吸持工件--大臂上升200mm---大臂回 转 180°--- 手 臂 延 伸 300mm--- 放 下 工 件 --- 手 臂收缩300mm---大臂反转 180°---大臂下降200mm 。整个周期要完成所有动作 必须由3个气压缸协调动作才 能做到 。
第一部分 真空元件部分
真空吸盘 在产品包装、物体传输和 机械装配等自动作业线上 ,使 用真空吸盘来抓取物体的案 例越来越多。柔而有弹性的 吸盘可以很方便地实现诸如 工件的吸持、脱开、传递等 搬运功能 ,并确保不损坏其作 用之对象。 在此次设计中，工件平放 ；故从水平方向对真空吸盘 的受力分析进行动态分析。
选题依据、主要研究内容、研究思路
研究思路 分析、理解设计任务书的要求→查阅相关资料→初步 拟订设计方案→设计方案对比并确定最佳方案→参数的设 计计算→装配图草图→零件设计→零件草图→绘制零件图 →绘制装配图→编写设计说明书
论文的结构和主要内容
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 真空元件部分 控制系统部分 气压系统部分 机械机构部分 机械手手臂部分
第一部分 真空元件部分
真空发生器的耗气量是指供给拉伐尔喷管的流量，它不 但由喷嘴的直径决定，还与供气压力有关。同意喷嘴直径 ，其耗气量随供气压力的增加而增加，如图所示。喷嘴直 径是选择真空发生器的主要依据。喷起直径越大，抽吸流 量和耗气量就越大，真空度越低；喷嘴直径越小，抽吸流 量和耗气量越小，真空度越高。 该真空发生器耗气量和真空度分别取5L/min，0.002Mpa。