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气动机械手升降臂结构设计

海量机械毕业设计，请联系Q99872184毕业设计(论文)题目: 气动机械手升降臂结构设计，面板操纵式（有动力）点位示教部分控制软件设计学院: 机电工程学院专业: 机械设计制造及其自动化(机电方向)学生姓名: 班级/学号指导老师/督导老师:起止时间:摘要本文简要介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，气动技术的特点，PLC控制的特点,触摸屏的特点及国内外的发展状况。

本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的技术参数。

同时，设计计算了机械手的升降臂和回转臂结构，设计了机械手的手部结构。

本文系统地研究了机械手的气动系统，对气压系统工作原理图的参数进行了了解，大大提高了绘图效率和图纸质量。

利用可编程序控制器（PLC）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，对机械手的面板操纵式（有动力）点位示教部分控制软件进行了设计。

关键词:工业机器人；机械手；气动；可编程序控制器；触摸屏；示教AbstractThis thesis gives a brief introduction of the conception of industrial robot and domestic and overseas development of industrial robot, including components and categories of manipulator, the characteristics of the system of air pressure drive technique and PLC, and the features of touch screen calibration.This thesis makes a general designation and decides the technique parameter of manipulator. Meanwhile, it designs the elevator arm and Rotary arm structure of manipulator as well as the construction of the hand part.This thesis focus on the analyzing of the air pressure drive system of manipulator and the study of the air pressure system working principle diagram datum, which helps a lot to make a improvement in charting.With the help of PLC we attain the controlling of manipulator. In this thesis, I choose the proper type of PLC, work out the manipulation program of PLC controller according to the working progress of manipulator, and design the manipulation software of the manipulation of Control panel (Dynamic) -Point Demonstration part.Keywords: industrial robot; manipulator; air pressure drive; PLC; touch screen;Demonstration目录摘要(中文) -----------------------------------------------------------I (英文) -----------------------------------------------------------II 第一章绪论1.1工业机械手概述 ------------------------------------------------------------- 1 1.2机械手的组成和分类 --------------------------------------------------------- 11.2.1机械手的组成 --------------------------------------------------------- 11.2.2机械手的分类 ---------------------------------------------------------- 2 1.3 PLC与触摸屏概述 ----------------------------------------------------------- 3 1.4国内外发展状况 ------------------------------------------------------------- 3 1.5课题的提出及主要任务 ------------------------------------------------------- 41.5.1课题的提出 ------------------------------------------------------------ 41.5.2课题的主要任务 -------------------------------------------------------- 5 第二章机械手的设计方案2.1机械手的类型和自由度的选择 ------------------------------------------------- 6 2.2机械手的驱动方案设计-------------------------------------------------------- 6 2.3机械手的控制方案设计-------------------------------------------------------- 6 2.4机械手的手部结构方案确定---------------------------------------------------- 6 2.5 机械手的手臂结构方案设计-------------------------------------------- ------- 6 2.6机械手的主要参数 ----------------------------------------------------------- 7 2.7机械手的技术参数列表 ------------------------------------------------------- 7 第三章手部结构的选择,手臂伸缩的选择，升降、回转气缸的设计与校核3.1 夹持式手部结构 ------------------------------------------------------------ 9 3.1.1 手指的形状和分类 ------------------------------------------------------ 9 3.1.2 设计时注意的问题 ------------------------------------------------------ 9 3.2升降缸的尺寸设计与校核和伸缩缸的选择 --------------------------------------- 9 3.2.1 气缸的分类 ------------------------------------------------------------ 9 3.2.2 升降缸的尺寸设计与校核 ------------------------------------------------ 11 3.2.3 伸缩缸的选择 ---------------------------------------------------------- 16 3.3 回转气缸的尺寸设计与校核 -------------------------------------------------- 16 第四章气动系统设计------------------------------------------------------ 20第五章机械手的PLC控制设计5.1可编程序控制器的选择 ------------------------------------------------------- 21 5.2机械手可编程序控制器控制方案 ----------------------------------------------- 21 5.2.1 系统简介 -------------------------------------------------------------- 215.2.2可编程序控制器的工作流程设计 ------------------------------------------- 21 5.2.3 可编程序控制器的存储区设计 -------------------------------------------- 22 5.3硬件、软件的设计与调试 ---------------------------------------------------- 235.3.1 系统硬件设计与组态 ---------------------------------------------------- 23 5.3.2 软件设计 -------------------------------------------------------------- 23 5.3.3 硬件调试与系统调试 ---------------------------------------------------- 235.3.4 梯形图设计 ------------------------------------------------------------ 235.3.5 机械手控制程序 -------------------------------------------------------- 23 第六章触摸屏上位机设计--------------------------------------------------- 25第七章结论---------------------------------------------------------------- 28结束语----------------------------------------------------------------------- 29参考文献--------------------------------------------------------------------- 30第一章绪论1.1 工业机械手的概述工业机器人是能模仿人体某些器官的功能(主要是动作功能)、有独立的控制系统、可以改变工作程序和编程的多用途自动操作装置。

机械毕业设计气动机械臂设计(含全套cad图纸)

编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：气动机械臂设计信机系机械工程及自动化专业学号：学生姓名：指导教师：（职称：副教授）2013年 5月 25日II无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）气动机械臂设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。

班级：学号：作者姓名：2013 年 5 月 25 日II无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目气动机械臂设计2、专题二、课题来源及选题依据机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。

因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。

新的世纪，生产水平及科学技术的不断进步和发展带动了整个机械行业的快速前进与发展。

在现代化工业中，加工和装配等生产时不连续的。

单靠人力将这些不连续的生产工序衔接起来，不仅费时而且效率相当低下。

同时人的劳动强度非常大，有时还会出现伤害和失误。

显然，这严重影响和制约了整个生产过程的效率和自动化程度。

机械臂的应用很好的解决了这一情况，它不存在重复偶然的失误，也能有效避免了人身事故。

三、本设计（论文或其他）应达到的要求：① 熟悉机械臂的发展历程，特别是近十几年来的发展状况；② 熟练掌握气动技术，尤其是执行件的结构；③ 熟练掌握气动机械臂的结构原理及工作流程；④ 完成气动机械臂的整体方案设计；I⑤ 完成气动机械臂装配图的绘制及主要零部件的绘制；⑥ 完成说明书的撰写，翻译一篇外文资料。

四、接受任务学生：班姓名五、开始及完成日期：自 2012 年 11 月 12日至 2013年 5月 25 日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任〔学科组组长研究所所长〕签名系主任签名2012 年 11月 12 日II本文简要介绍了工业机器人的概念，讲述了机械臂的分类与历史还有当今国内外的发展状况，机械臂硬件和软件的组成，即机械臂各个部件的整体尺寸设计与校核，气动技术的特点与优点，PLC控制的特点，PLC控制的气动机械臂系统的工作原理。

气动机械手毕业设计

气动机械手毕业设计气动机械手是一种基于气动元件和气动控制系统的自动化设备，主要用于工厂生产线上的物料搬运、装配和处理等工作。

气动机械手具有结构简单、运动灵活、成本低廉、维护方便等优点，在工业领域得到了广泛应用。

本文将从气动机械手的结构设计、气动系统设计和控制系统设计三个方面进行讨论。

首先是气动机械手的结构设计。

气动机械手的结构设计要考虑到工作范围、负载能力、精度要求等因素。

首先需要确定机械手的工作范围，即能够覆盖的空间范围，这决定了机械手的臂长和关节点的位置。

然后需要根据工作负载的大小和要求确定机械手的负载能力，从而确定气缸和驱动装置的规格。

最后还需要考虑机械手的运动精度，这需要合理选择传动装置和关节点的位置，以确保机械手能够准确地完成任务。

其次是气动系统设计。

气动机械手的气动系统主要由气源、气压调节装置、气缸和气动阀组成。

在气源方面，可以选择压缩空气作为动力源，需要考虑气源的稳定性和供应能力。

气压调节装置用于调整气缸的工作压力，以满足不同的工作需求。

气缸是气动机械手的执行机构，一般选择双作用气缸，通过气源的压力差来实现前后运动。

气动阀则用于控制气缸的开闭和运动方向。

最后是控制系统设计。

气动机械手的控制系统一般采用PLC或者单片机控制。

在控制系统设计中，首先需要确定机械手的工作方式，可以是自动化连续工作，也可以是手动操作。

然后需要确定机械手的控制模式，可以是位置控制、力控制或者速度控制，根据不同的工作需求选择合适的控制模式。

同时还需要设计机械手的控制程序和界面，以实现对机械手的控制和监控。

综上所述，气动机械手的毕业设计主要包括结构设计、气动系统设计和控制系统设计三个方面。

在设计过程中，需要综合考虑机械手的工作范围、负载能力、精度要求等因素，选择合适的气缸和传动装置，并设计相应的气动系统和控制系统，以实现机械手的自动化操作。

机械手的手腕结构与手臂结构设(CAD图)

题目1、机械手的手腕结构与手臂结构设（CAD图）机械手的手腕结构方案设计考虑机械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。

因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转运动的机构为回转气缸。

机械手的手臂结构方案设计按照抓取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转和升降(或俯仰)运动。

手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。

机械手的主要参数1、主参数机械手的最大抓重是其规格的主参数，目前机械手最大抓重以10公斤左右的为数最多。

故该机械手主参数定为10公斤，高速动作时抓重减半。

使用吸盘式手部时可吸附5公斤的重物。

2、基本参数运动速度是机械手主要的基本参数。

操作节拍对机械手速度提出了要求，设计速度过低限制了它的使用范围。

而影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩及回转的速度。

该机械手最大移动速度设计为1.2m/s，最大回转速度设计为1200°/s，平均移动速度为lm/s，平均回转速度为900°/s。

机械手动作时有启动、停止过程的加、减速度存在，用速度一行程曲线来说明速度特性较为全面，因为平均速度与行程有关，故用平均速度表示速度的快慢更为符合速度特性。

除了运动速度以外，手臂设计的基本参数还有伸缩行程和工作半径。

大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。

过大的伸缩行程和工作半径，必然带来偏重力矩增大而刚性降低。

在这种情况下宜采用自动传送装置为好。

根据统计和比较，该机械手手臂的伸缩行程定为600mm,最大工作半径约为1500mm，手臂安装前后可调200mm。

手臂回转行程范围定为2400(应大于180否则需安装多只手臂)，又由于该机械手设计成手臂安装范围可调，从而扩大了它的使用范围。

手臂升降行程定为150mm。

定位精度也是基本参数之一。

该机械手的定位精度为土0.5～±lmm机械手的技术参数列表一、用途:用于 100 吨以上冲床上下料。

气动搬运机械手的机械结构设计

手指对工件的夹紧力公式为：Ｎ ≥ ＫｌＫ２Ｇ．
（ｉ）
齿轮齿条传动，取安全系数ＫＩ＝１．５，若工件最
大加速度取＝０．３ｋｇ／ｓ，重力加速度譬＝９．８ｋｇ／ｓ
１一手部；２－手腕回转气缸；３－手腕；４－手臂；５－手臂伸缩气缸；６－立柱；
（ａ）手邵结构简图
（ｂ）手邵原理简幽
图２齿轮齿条式手部结构
２．２夹紧力及驱动力的计算见图２（ｂ），手指对工件的夹紧力为 Ⅳ ，驱动力为工件的重量力为５ｋｇ，Ｖ形手指的角度２＝１２０。，
ｂ＝１２０ｍｍ，Ｒ＝２４ｍｍ。
第３期（总第１３３期）Ｎｏ．３（ＳＵＭＮｏ．１３３）
机械管理开发
ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＡＮＤＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ
２０１３年６月
Ｊｕｎ．２０１３
气动搬运机械手的机械结构设计
文采用夹持式手部，由手指（或手爪）和传力机构组成。传力结构形式较多，例如滑槽杠杆式、斜楔杠杆式、齿轮齿条式、弹簧杠杆式等。采用齿轮齿条式的手部结构是：一支点两指回转型。由于工件多为圆柱形，手指形状设计成Ｖ型，见图２（ａ），主要通过齿轮齿条相配合实现手指的张开与闭合，齿条固定在活塞杆上，齿轮固定在手指上，当活塞杆向下移动时，齿条向下移动，左齿轮顺时针旋转，右齿轮逆时针旋转，手指张开；相反，齿条随活塞杆向上移动，实现手指闭合。

气动机械手的设计

气动机械手的设计气动机械手是一种通过空气压缩来推动工作的机械手。

它具有高效性、灵活性和经济性等特点，被广泛应用于工业生产中。

在设计气动机械手时，需要考虑到机械手的结构、工作原理、控制系统和安全保护等方面。

下面将详细介绍气动机械手的设计。

首先，气动机械手的结构设计是设计的重点之一、机械手的结构应该能够满足工作的要求，并且具有足够的稳定性和强度。

通常，气动机械手由底座、活动臂、末端执行器和控制系统等部分组成。

底座是机械手的支撑结构，应该能够提供足够的稳定性，并且能够旋转和移动。

活动臂是机械手的延伸部分，通常由多节连接的臂组成，可以实现多个自由度的运动。

末端执行器是机械手的工作部分，通常用来夹取、举起和放置物体等操作。

控制系统是机械手的大脑，负责控制机械手的运动和工作。

其次，气动机械手的工作原理非常重要。

在设计气动机械手时，需要确定它是通过何种方式来实现工作。

一种常用的方法是利用空气压缩来推动机械手的动作。

这种方式具有操作简单、成本低廉和动力充足等优点，但也存在着一定的缺点，如速度较慢、噪音较大等。

另一种方法是利用气体的膨胀和收缩来实现机械手的动作。

这种方式通常使用气囊或者气缸来完成，具有速度快、精度高和噪音小等优点，但也存在着限制压力和动力不足等缺点。

此外，气动机械手的控制系统是设计的关键之一、控制系统负责控制机械手的运动和工作，通常采用基于计算机的控制系统。

这种控制系统能够实现对机械手的精确控制，并且可以根据需要进行编程。

在设计控制系统时，需要考虑到参数调整、运动规划和故障检测等方面。

另外，为了提高控制系统的可靠性和安全性，还需要设计相应的安全保护措施，如急停按钮、限位开关和防护罩等。

最后，气动机械手的安全保护是设计的重要部分。

由于气动机械手通常用于工业生产中，工作环境复杂，存在着一定的安全隐患。

因此，在设计气动机械手时，需要考虑到安全保护的方面。

首先，机械手的结构应该能够满足安全要求，并且能够防止意外事故的发生。

通用上下料气动机械手结构设计

通用上下料气动机械手结构设计1. 引言气动机械手的应用越来越广泛，特别是在现代自动化生产线上，经常需要进行物料的上下料操作。

对于那些需要频繁上下料的生产线来说，使用气动机械手可以极大地提高生产效率。

因此，对于气动机械手的结构设计和性能优化具有重要的意义。

本文将介绍一种通用的上下料气动机械手结构设计，并对设计方案进行详细讲解。

该设计方案具有较高的通用性和可靠性，适用于各种不同的生产线。

2. 设计方案2.1 总体结构该气动机械手主要由以下部分组成：•履带•手臂•爪子•气源系统其中，手臂和爪子通过两个关节连接，可以实现360度的旋转和上下运动。

同时，手臂和爪子的长度可以根据不同的生产线要求进行调整。

履带可以根据不同的生产线场地要求进行更换，以适应不同的地形。

2.2 手臂结构手臂结构由两个关节组成，可以分别实现水平方向和垂直方向的运动。

关节的设计采用了球面联轴器，可以实现较大的角度范围内的旋转。

在关节处采用了弹簧缓冲机构，可以减小机械手在运动过程中的震动和冲击。

手臂的材料选择采用了航空铝合金，具有较高的强度和轻量化的特点。

同时，在航空铝合金上采用了严格的表面处理和磨光，可以大大提高机械手的表面硬度和耐腐蚀性。

2.3 爪子结构爪子结构采用了气动夹爪，可以根据需要自由开合。

在夹爪内部采用了弹簧缓冲机构，可以减小夹爪在夹取物料时的冲击力，保证物料的安全性。

爪子材料采用了弹性优良的合金钢，可以大大提高夹爪的使用寿命。

2.4 气源系统气源系统主要由气源、调压器、滤波器、气管和控制阀组成。

气源和调压器的选型需要考虑机械手的使用场地和工作要求，以确定气源稳定性和调压器的性能指标。

滤波器的作用是过滤气源中的杂质和水分，从而保证气源的稳定性和纯度。

气管的材料选择需要考虑机械手的使用环境和工作场地，以确保气管的强度和耐腐蚀性。

控制阀的设计采用了电磁控制阀，可以对机械手的动作进行精确控制。

控制阀的选型需要考虑机械手的运动速度和精度，以确定控制阀的参数和性能。

三自由度气动机械手的设计

编号: 毕业论文(设计)题目三自由度气动机械手的设计指导教师学生姓名学号专业机械设计制造及其自动化教学单位目录摘要及关键词 (1)1引言 (1)2三自由度气动机械手的结构设计 (2)2.1机械手自由度分析 (2)2.2机械手气动分析 (3)2.3气动机械手的结构设计 (5)2.4机械手的特性分析 (7)3三自由度气动机械手控制系统的设计 (7)3.1控制系统的组成 (7)3.2系统控制算法设计 (9)3.3基于LabVIEW的控制系统设计 (9)3.4实验分析 (13)4结论 (14)参考文献 (14)谢辞 ................................................................................................. 错误！未定义书签。

三自由度气动机械手的设计摘要：本设计是基于一种三自由度气动机械手，应用三个气缸及其附属机构完成了一种气动的三自由度机械手。

它解决了目前机械手使用不便的问题，具有结构简单、操作方便、控制性能好、可实现多种运动形式并能牢固夹持工件，并且生产效率高，工作强度大，可夹持大工件等优点。

关键词：气缸；气动；牢固；夹持；控制1引言在机械加工及注塑加工行业，很多工位为物体的拾取操作。

这种操作一般动作简单，重复性很大。

目前针对这种需求，设计了很多拾取机械，这些拾取机械包括电动的、液动的以及气动的。

但是目前种种操作机械或机械手的主要结构形式为直角坐标式的，而在许多场合这种操作需要圆周运动，需要具有旋转功能的操作机械，但这种机械目前尚未见到。

针对上述现有技术的不足，本设计提供了一种结构简单、操作方便、可实现多种运动形式的三自由度气动机械手[1]。

气动技术是流体控制的一个重要分支，具有成本低廉、工作效率高、较高的功率重量比、无污染、使用维护方便以及对环境要求低等一系列优点，已经在工业生产各部门得到越来越广泛的应用。

气动四自由度机械手结构设计正文

摘要针对数控车床设计的一种套类零件自动上下料机构，实现了坯料的抓取、自动定位、夹紧以及工件的回放。

该机构主要由自动安装夹具，坯料、工件拾取机械手，动力及控制系统组成。

零件的自动定位、夹紧由弹簧涨胎心轴实现，涨胎心轴是以工件的内孔表面定位，由气缸驱动弹性筒夹向外扩涨，实现工件的定位和夹紧的。

坯料、工件的拾取、回放是由单臂形式的机械手通过伸缩、旋转以及俯仰等运动实现的，这些运动均由气缸驱动获得。

本设计中，为实现工件的自动上下料，单臂机械手的运动与涨胎心轴的张合需进行紧密配合。

考虑到所夹持工件的实际尺寸、质量等因素，本机构采用气动夹具、电气控制实现了坯料和工件的拾取、安装、回放过程的自动完成。

本文对气动机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度。

同时，设计了机械手的夹持式手部结构。

关键词：自动上下料；气动机械手；气动夹具；套类零件IAbstractThi s paper is aim ed at desi gn i ng a sl eeve part s aut om ati c bai ti ng a genci es for a C NC l athe.It s func t ion is process i ng the crawls, aut om ati c pos it ioning and cl amping of t he workpi ece.The aut om at i c bait i ng agenci es m ainl y con si st of t he autom at i c fixt ure, the m ani pul at o r for pi ck ing up t he workpi ece and bi ll et s and t he dri ve and cont rol s ys t em.Am ong t hem,the aut om at i c pos it i oni ng and cl am p ing of t he s ets part s i s achi eve d b y t he axi s fet al heart rat e ris ing t o t he workpi ece cent eri ng hol e.W hen cl am pi ng t he workpi ece,fl ex ibl e tube fol der can cent er and cl am p t he c yli ndri cal hol e through t he expansi on and i n fl a ti on;bl ank gras p ing of t he workpi ece and the i nt ervals are achi eve d b y t he m anipul at or arm b y st ret chi ng and rot at ing.In t h e i ssue,i t i s neces s ar y for t he movem ent s of t he m anipul at or arm and the autom at i cal fixt ure Zhang t o requi re t he coordi nat i on.Taki ng int o account that t he actual workpi ece siz e,t he quali t y and t he vari ous feat ures of t he dri ven approach t o the s yst em,we deci de to adopt t he aerod ynam i c cont rol,us i ng com pressed ai r t o achi eve t he movem ent s of t he cl am pi ng fixt ure and m ani pul at or.Keyw ord s:Aut om at i c b ait i ng;P neum ati c m ani pul at or;P neum ati c fixt ure;sl eeve part sII目录摘要............................................................ 错误！未定义书签。

通用上下料气动机械手结构设计

安全管理编号：LX-FS-A75716 通用上下料气动机械手结构设计In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior oractivity reaches the specified standard编写：_________________________审批：_________________________时间：________年_____月_____日A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑通用上下料气动机械手结构设计使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。

资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。

气动机械手具有结构简单、重量轻、动作迅速、可靠、节能、不污染环境、可实现无级调速、易实现过载保护等优点，应用特点广泛。

论文介绍了气动机械手的原理，对机械手的主要部件和设计要求做了相关的阐述，另外对机械手回转臂的结构帮了优化措施。

气动机械手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。

气动机械手具有结构简单、重量轻、动作迅速、可靠、节能、不污染环境、可实现无级调速、易实现过载保护等优点，特别适用于汽车制造业、食品和药品包装行业、化工行业、精密仪器制造业和军事工业等。

在现代工业技术应用的气动机械手能够实现4个自由度的运动，其各自的自由度的驱动全部由气动肌肉来实现。

最前端的气爪抓取物品，通过气动肌肉的驱动实现各自关节的转动，使物品在空间上运动，根据合理的控制，最终实现机械手的动作要求。

机械手臂设计

动伺服技术走出实验室，气动技术及气动机械手迎来了崭新的春天。

目前在世界上形成了以日本、美国和欧盟气动技术、气动机械手三足鼎立的局面。

我国对气动技术和气动机械手的研究与应用都比较晚，但随着投入力度和研发力度的加大，我国自主研制的许多气动机械手已经在汽车等行业为国家的发展进步发挥着重要作用。

随着微电子技术的迅速发展和机械加工工艺水平的提高及现代控制理论的应用，为研究高性能的气动机械手奠定了坚实的物质技术基础。

由于气动机械手有结构简单、易实现无级调速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等诸多独特的优点。

图2-3 长度与张力的关系2.1.3气动肌肉的模型在最简单的情况下，气动肌肉用作单作用驱动器，负载不变（如图2-4a）。

假设气动肌肉上该负载一直存在，在没有压力的情况下，肌肉将从原始状态被拉伸一段长度，这是考虑气动肌肉的技术特性的一种理想工作状态：当加压时，气动肌肉在预拉伸状态下有最大的输出力和最佳动态性能，并且耗气量最小。

在这种情况下，可用的力也最大。

如果要求气动肌肉在扩张状态时无作用力（如允许附加上负载），首先就要加上用于提升负载目的的保持力，利用它的运动来移动作用力小的元件。

(a) (b)图2-4不同外力作用下气动肌肉表现形式当外力发生变化时（如图2-4b），气动肌肉像一根弹簧；它与力的作用方向一致。

对用作“气弹簧”的气动肌肉而言，预拉伸力和弹簧刚度都是变化的。

气动肌肉在常压或体积不变的情况下可用作弹簧。

这些气动肌肉会产生不同的弹簧特性，这使得它可很好地适用于具体应用[26]。

在机械设计手的设计过程中，为了简化设计的模型，使设计过程简单明了，采用如图2-5的二维简化模型。

在三维模拟仿真阶段，由于气动肌肉所做的是拉图2-5 二维简化模型图2-6 三维简化模型伸运动，为了实现肌肉的这种运动形式，把气动肌肉中部的隔膜软管的圆柱体改为长方体,并且为了定义滑动杆运动形式的方便，把每一根气动肌肉看做是由左右两根等长的半根气动肌肉组成（如图2-6）。

四个自由度气动机械手结构设计

四个自由度气动机械手结构设计四个自由度气动机械手是一种具有四个独立运动自由度的机械手，常用于工业生产线上的自动化操作。

它采用了气动驱动技术，能够在高速下快速、准确地完成各种复杂任务。

在这篇文章中，将介绍四个自由度气动机械手的结构设计。

四个自由度气动机械手一般由基座、转台、前臂、前臂臂杆以及末端执行器等主要部件组成。

其中，基座是机械手的支撑部分，承载机械手的整体结构；转台是机械手的第一旋转关节，使机械手能够在水平面上进行转动；前臂是机械手的第二旋转关节，使机械手能够在竖直方向上进行旋转；前臂臂杆是机械手的伸缩部分，通过伸缩前臂臂杆，可以使机械手的工作范围更加灵活；末端执行器是机械手的最后一个关节，通过末端执行器可以实现机械手的精确定位和抓取动作。

在四个自由度气动机械手的设计中，需要考虑以下几个方面：结构刚度、重量、精度和可靠性。

首先，结构刚度是机械手设计的重要指标之一、为了保证机械手在高速运动中不产生振动和形变，需要采用合适的结构材料和设计参数，提高机械手的整体刚度。

其次，重量是机械手设计的另一个重要指标。

较轻的机械手可以提高其加速度和速度，使其能够更快地完成任务。

因此，在设计中需要尽量减小机械手的自重，采用轻量化的材料。

第三，精度是机械手设计的关键要素之一、在一些需要高精度定位和抓取的任务中，机械手需要具备较高的精度。

在设计中，需要合理选择驱动器、传感器和控制系统，以确保机械手的精确定位和抓取动作。

最后，可靠性是机械手设计的关键要素之一、机械手在工作过程中需要承受较大的负载和惯性力，因此需要采用可靠的结构和驱动系统，以保证机械手在长时间工作中不发生故障。

总结而言，四个自由度气动机械手的结构设计涉及结构刚度、重量、精度和可靠性等多个方面。

在设计过程中，需要综合考虑这些因素，选择合适的驱动器、传感器和控制系统，以实现机械手的高速、准确和可靠的运动。

这样的机械手在工业生产线上能够提高生产效率，实现自动化操作。

一种气动机械手夹持机构的设计

! 前言
机械手是传递机构中的重要部分。通过夹持机构将物料从某一位置和方位，按一定运动轨迹传递到另一位置和方位。由于气动机械手是以空气为介质，具有使用、维修方便、安全、可靠、成本低、寿命长等特点，采用气动方式控制机械手机构被很多场合所采用。
的运动限位等问题。而且整体结构较大，对一些受结构限制的场合，采用这种夹持机构就存在一些不足。
!
液
压
气
动
与
密
封
!""# 年第 $ 期
薄膜反馈节流 & 种可选择设计。油温应予控制，不得超过 $"6，最好采用恒温控制。 3，油液净化，应利用精度过滤装置进行过滤，达 4，到 ("!0 以上精度。
-"."%"($/"%"#"00 -"."%"#/"%",00
导轨面可用刮研或磨削获得。一般刮研的精度较高，每 !$1!$00 内约有 (, 个点，刮削深度约为 $!0 左右。
’ 机械手夹持机构的改进 ’(! 改进的方法
气缸 & 的作用是使夹紧缸 % 和夹持机构做伸出和缩回的运动。该运动可以通过对夹持的零件改进设计，使伸缩缸 & 和夹紧缸 % 合并为一个伸缩夹紧气缸，该气缸的行程是气缸% 、机械手机 &的行程之和。构设计如图"：
" 常用气动机械手的结构
图 ! 为一专用气动机械手的结构示意图。由四个气缸组成，能在三个坐标内工作，控制的执行元件数目是四个：即由立柱回转缸 # 实现机械手正、反转的运动，立柱升降缸 $ 实现机械手下降、升起的运动，夹紧缸 % 实现机械手夹紧、松开的运动，伸缩缸 & 实现机械手伸出、缩回的运动。

气动机械手的设计设计

毕业设计（论文）题目：气动机械手的设计系部：机电工程系专业：数控技术班级：姓名：学号：目录摘要 (3)第一章前言1.1机械手概述 (4)1.2机械手的组成和分类 (4)1.2.1机械手的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.2.2机械手的分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 第二章机械手的设计方案2.1机械手的坐标型式与自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 82.2机械手的手部结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 82.3机械手的手腕结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 92.4机械手的手臂结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.5机械手的驱动方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.6机械手的控制方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.7机械手的主要参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.8机械手的技术参数列表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 第三章手部结构设计3.1夹持式手部结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．113.1.1手指的形状和分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．113.1.2设计时考虑的几个问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143.1.3手部夹紧气缸的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 第四章手腕结构设计4.1手腕的自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 144.2手腕的驱动力矩的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 144.2.1手腕转动时所需的驱动力矩．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 154.2.2回转气缸的驱动力矩计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 第五章手臂伸缩，升降，回转气缸的设计与校核5.1手臂伸缩部分尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．165.1.1尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．165.1.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．175 .1 .3导向装置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．175 .1 .4平衡装置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．175.2手臂升降部分尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．185.2.1尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18．5.2.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．185.3手臂回转部分尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．195.3.1尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．195.3.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19摘要在设计机械手臂座的时候，用两个电机提供动力。