图1.1 手爪简图 （2）采用爪型机械手抓和以实现袋料的装放过程，采用垂直压板与抓手配合夹紧以实现袋料的定位过程。通过比较由于当采用左右U型夹板夹紧时，袋料可能发生受损情况，使得袋料中的物品裸露出来，故本次设计采用垂直压板和抓手配合夹紧。 采用方案（2）时，本设计机械手主要由3个大部件和4个气压缸组成：（1）机械手抓，采用两个直线气压缸，通过气缸推动实现手抓的张合。（2）压架，采用相同的直线缸来通过压架的压合过程来实现袋料的夹紧与放松。压架可采用直线棒形，圈形等，考虑到袋料大小，采用圈形压架定位可靠性较高。（3）机架，整体框架以链接各部分零件与结构。 2.3驱动机构的选择 驱动机构是工业机械手的重要组成部分,工业机械手的驱动机构大致可分为液压、气动、电动和机械驱动等四类。采用气压机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、控制方便，成本低，动作可靠，不发热，无污染等优点。但推力偏小，不能实现精确的中间位置调节，通常是两个极限位置使用，而码垛机袋料机械手实现的正好是抓放两个“极限位置”。因此，机械手的驱动方案选择气压驱动。 2.4位置检测装置的选择 机械手常用的位置检测方式有三种：行程开关式、模拟式和数字式。本机械手采用行程开关式。利用行程开关检测位置，精度低，故一般与机械挡块联合应用。在机械手中，用行程开关与机械挡块检测定位既精度高又简单实用可靠，故应用也是最多的。 2.5控制方式的选择 目前市面上可以选择的控制方式有（1）继电器控制（2）单片机控制（3）PLC控制。 PLC控制系统：可靠性能高，抗干扰能力强，平均故障时隔时间长。故障修复时间短。通用性强，控制程序可变，使用方便。并且编程简单，容易掌握。还有体积小，重量轻，功耗低，维护方便等优点。因此本设计采用PLC控制系统比较合理。 图1.2 系统方框图
3．进度安排： 1.设计方案并写出开题报告 第1-4周 2.完成机械手部结构总体设计（装配图） 第4-7周 3.完成关键零部件设计 第7-9周 4.完成驱动单元及控制设计 第9-11周 5.完成机械手控制程序设计 第11-12周 6.编写设计说明书 第12-14周 4．指导老师意见： 指导教师签名： 年 月 日 注：1. 开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在学院规定时间内完成；
2．设计的目的及意义至少800字，基本内容和技术方案至少400字；
3．指导教师意见应从选题的理论或实际价值出发，阐述学生利用的知识、原理、建立的模型正确与否、学生的论证充分否、学生能否完成课题，达到预期的目标。
郑 重 声 明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
本人签名： 日期： 2015年5月
目 录
摘 要 ................................................................................................................................................................... 1 ABSTRACT ............................................................................................................................................................... 2 1绪论 .................................................................................................................................................................... 3 1.1 机械手的概述 ............................................................................................................................................... 3 1.2 机械手的国内外研究现状及设计目的 ....................................................................................................... 4 1.3 机械手的技术发展方向 ............................................................................................................................... 5 1.4 本设计的主要任务 ....................................................................................................................................... 5 1.5 机械手的坐标式与自由度 ........................................................................................................................... 6 2 袋料抓手的总体设计 ....................................................................................................................................... 7 2.1 袋料抓手的手部结构方案设计 ................................................................................................................... 7 2.2 袋料抓手的驱动方案设计 ....................................................................................................................... 9 2.3 袋料抓手电气控制方案比较与确定 ........................................................................................................... 9 3 气动系统设计 ................................................................................................................................................. 11 3.1 空气压缩器选型 ......................................................................................................................................... 11 3.2 减压阀选型 ................................................................................................................................................. 11 3.3 管道设计 ..................................................................................................................................................... 11 3.4 油水分离器选型 ......................................................................................................................................... 12 3.5 管接头选型设计 ......................................................................................................................................... 12 3.6 驱动机械手爪的气压缸初步选型 ............................................................................................................. 12 3.7 驱动机械手压架的气压缸初步选型 ......................................................................................................... 13 3.8 气动阀的选型 ............................................................................................................................................. 13 4 袋料抓手各部分的设计计算 ....................................................................................................................... 13 4.1 驱动机械手珠的气压缸校核 ..................................................................................................................... 13 4.2 驱动机械手压架的气压缸推力校核 ......................................................................................................... 15 4.3 连接杆尺寸计算与力的校核 ..................................................................................................................... 16 4.4 手指部分弯曲强度校核： ......................................................................................................................... 18 4.5 圆锥滚子轴承受力计算与寿命的的分析 ................................................................................................. 19 5 控制系统的设计 ......................................................................................................................................... 19
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