优质毕业设计真空吸盘式气动机械手的设计.docVIP

一绪论

（一）气压传动技术研究发展动向

伴随科学技术不停进步，现在气压技术正向着高压、高速、大功率、高效、高度集成化方向发展。即使气压传动技术方便简练，不过气压传动中存在着部分亟待处理问题，如：气压系统工作时稳定性、工作介质泄漏、气压冲击对设备可靠性影响等等，这些问题全部是气压传动技术需要研究和处理。任何技术改革和创新，全部必需以稳定、可靠工作为前提，这么才含有它实际意义。

（二）气压传动技术应用

机械制造业，其中包含机械加工生产线上工件装夹及搬送，铸造生产线上造型、捣固、合箱等。在汽车制造中，汽车自动化生产线、车体部件自动搬运和固定、自动焊接等。

电子IC及电器行业，如用于硅片搬运，元器件插装和锡焊，家用电器组装等。

石油、化工业用管道输送介质自动化步骤绝大多数采取气动控制，如石油提炼加工、气体加工、化肥生产等。

轻工食品包装业，其中包含多种半自动或全自动包装生产线，比如：酒类、油类、煤气罐装，多种食品包装等。

机器人，比如装配机器人，喷漆机器人，搬运机器人和爬墙、焊接机器人等。

其它，如车辆刹车装置，车门开闭装置，颗粒物质筛选，鱼雷导弹自动控制装置等。现在多种气动工具广泛使用，也是气动技术应用一个组成部分。

（三）气压传动特点

气压传动优点：以空气为工作介质，工作介质取得比较轻易，用后空气排到大气中，处理方便，和液压传动相比无须设置回收油箱和管道；因空气粘度很小（约为液压油动力粘度万分之一），其损失也很小，所方便于集中供气、远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样严重污染环境；和液压传动相比，气压传动动作快速、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，尤其在易燃、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。

气压传动缺点：因为空气含有可压缩性，所以工作速度稳定性稍差，但采取气液联动装置会得到较满意效果；因工作压力低（通常为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；气动装置中气信号传输速度在声速以内比电子及光速慢，所以，气动控制系统不宜用于元件级数过多复杂回路。

（四）机械手组成

工业机械手由实施机构、驱动机构和控制机构三部分组成。

1实施机构

手部

即直接和工件接触部分，通常是回转型或平动型（多为回转型，因其结构简单）。手部多为两指（也有多指）；依据需要分为外抓式和内抓式两种；也能够用负压式或真空式空气吸盘（关键用于吸冷，光滑表面零件或薄板零件）和电磁吸盘。传力机构形式教多，常见有：滑槽杠杆式、连杆杠杆式、楔块杠杆式、齿轮齿条平行连杆式、内撑连杆式、右丝杠螺母式、弹簧式和重力式。

（2）腕部

是连接手部和臂部部件，并可用来调整被抓物体方位，以扩大机械手动作范围，并使机械手变更灵巧，适应性更强。手腕有独立自由度。有回转运动、上下摆动、左右摆动。通常腕部设有回转运动再增加一个上下摆动即可满足工作要求，有些动作较为简单专用机械手，为了简化结构，能够不设腕部，而直接用臂部运动驱动手部搬运工件。

现在，应用最为广泛手腕回转运动机构为回转液压（气）缸，它结构紧凑，灵巧但回转角度小（通常小于2700）,而且要求严格密封，不然就难确保稳定输出扭距。所以在要求较大回转角情况下，采取齿条传动或链轮和轮系结构。

（3）臂部

手臂部件是机械手关键握持部件。它作用是支撑腕部和手部（包含工作或夹具），并带动她们做空间运动。

臂部运动目标：把手部送到空间运动范围内任意一点。假如改变手部姿态（方位），则用腕部自由度加以实现。所以，通常来说臂部含有三个自由度才能满足基础要求，即手臂伸缩、左右旋转、升降（或俯仰）运动。

手臂多种运动通常见驱动机构（如液压缸或气缸）和多种传动机构来实现，从臂部受力情况分析，它在工作中既受腕部、手部和工件静、动载荷，而且本身运动较为多，受力复杂。所以，它结构、工作范围、灵活性和抓重大小和定位精度直接影响机械手工作性能。

（4）行走机构

有工业机械手带有行走机构，中国正处于仿真阶段。

驱动机构是工业机械手关键组成部分。依据动力源不一样,工业机械手驱动机构大致可分为液压、气动、电动和机械驱动等四类。采取气压机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、控制方便、可取得较大输出功率、气体不可压缩，压力、流量易于控制，反应灵敏、控位正确等优异特点。

3控制系统分类

在机械手控制上，有点动控制和连续控制两种方法。大多数用插销板进行点位控制，也有采取可编程序控制器控制、微型计算机控制，采取凸轮、磁盘磁带、穿孔卡等统计程序。关键控制是坐标位置，并注意其加速度特征。

（五）本课题设计关键内容

本设计课题名称为真空吸盘式气动机械手设计，设