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关节型机器人机械臂结构设计关节连接是机械臂结构设计的核心之一、通常使用球面接头或者转动关节进行连接，以实现机械臂关节的灵活运动。
球面接头由一个球型部件和一个杯形部件组成，通过球面接触面的滚动实现相对转动。
转动关节采用轴承来实现关节的转动功能。
关节连接的设计需要考虑机械臂的负载情况和运动自由度，以确保机械臂的运动灵活性和稳定性。
材料选择是机械臂结构设计的另一个重要方面。
机械臂的材料选择需要考虑机械强度、刚度和重量等因素。
一般来说，机械臂的结构部件采用铝合金或者钛合金等轻质材料，以减轻机械臂自身的重量，提高其运动速度和操作效率。
传动装置是机械臂结构设计中的关键部分。
传动装置通常采用电机和减速器来实现力矩的传递和控制。
电机的选择需要考虑机械臂的负载情况和运动速度等因素。
减速器的选择需要根据机械臂关节的转速和力矩需求来确定。
常见的传动装置有直线传动装置、伺服驱动装置和液压驱动装置等。
力传感器是机械臂结构设计中的关键装置之一、力传感器用于测量机械臂末端执行器受到的力和力矩，以实现机械臂的力控制。
力传感器的设计需要考虑其精度、稳定性和可靠性。
常见的力传感器有应变片式传感器、电容传感器和电磁感应传感器等。
动力源是机械臂结构设计中必不可少的部分。
机械臂通常使用电动机作为动力源，通过电池或者外部电源提供能量。
电动机的选择需要考虑机械臂的负载情况、运动速度和动力需求等因素。
另外，为了满足机械臂的长时间工作需求，还需要考虑机械臂的节能性和散热性。
综上所述，关节型机器人机械臂结构设计需要考虑关节连接、材料选择、传动装置、力传感器以及动力源等方面。
合理的结构设计可以提高机械臂的运动灵活性、稳定性和控制精度，从而满足不同应用领域的需求。
平⾯关节型机械⼿设计_毕业设计精品平⾯关节型机械⼿设计⽬录第1章绪论 (1)第2章机械⼿总体⽅案设计 (2)2.1总体⽅案分析 (2)2.2总体结构分析 (3)第3章机械⼿总体结构设计 (6)3.1 机械⼿⼿部设计 (6)3.2 移动关节的设计 (9)3.3 ⼩臂的设计 (11)3.4 ⼤臂的设计 (16)3.5 机⾝的设计 (18)结束语 (21)参考⽂献 (22)平⾯关节型机械⼿设计第⼀章绪论随着我国⼯业⽣产的飞跃发展，⾃动化程度的迅速提⾼，实现⼯件的装卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、扳⼿等⼯具进⾏加⼯、装配等作业的⾃动化，已愈来愈引起⼈们的重视。
机械⼿是模仿着⼈⼿的部分动作，给定程序、轨迹和要求实现⾃动抓取、搬运或操作的⾃动机械装置。
在⼯业⽣产中应⽤的机械⼿被称为“⼯业机械⼿”。
⽣产中应⽤实现安全⽣产；尤其在⾼温、⾼压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒⽓体和放射性等恶劣环境中，它代替⼈进⾏正常的⼯作，意义更为重⼤。
因此，在机械加⼯、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻⼯业、交通运输业等⽅⾯得到越来越⼴泛的应⽤。
机械⼿的结构形式开始⽐较简单，专业性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专⽤机械⼿。
随着⼯业技术的发展，制成了能够独⽴的按程序控制实现重复操作，使⽤范围⽐较⼴的“程序控制通⽤机械⼿”，简称通⽤机械⼿。
由于通⽤机械⼿能很快地改变⼯作程序，适应性较强，所以它不断变换⽣产品种的中⼩批量⽣产中获得⼴泛的应⽤。
本次课程设计的平⾯关节型机械⼿是应⽤于上下料、搬运环类零件，从内孔夹持⼯件，代替⼈⼿的繁重劳动，减轻⼯⼈的劳动强度，改善劳动条件，提⾼劳动⽣产率。
本次课程设计是通过设计平⾯关节型机械⼿，培养综合运⽤所学知识，分析问题和解决问题的能⼒。
第⼆章平⾯关节型机械⼿总体⽅案设计平⾯关节型机器⼿⼜称SCARA型装配机器⼿，是Selective Compliance Assembly Robot Arm的缩写，意思是具有选择柔顺性的装配机器⼈⼿臂。
第1章绪论1.1 引言工业机器人的出现和高速发展是社会、经济发展的必然，是为提高社会的生产水平和人类的生活质量，让机器人替人们干那些人们不愿干、干不了、干不好的工作。
我国对于工业机器人的定义为：“一种自动化的机器，所不同的这种机器具备一些与人或者生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。
1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词，剧中机器人“Robot”这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表，特征和功能的机器，是一种人造的劳力。
它是最早的工业机器人设想。
20世纪40年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。
50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手，如图0.2所示，这是一种主从型控制系统，主机械手的运动。
系统中加入力反馈，可使操作者获知施加力的大小，主从机械手之间有防护墙隔开，操作者可通过观察窗或闭路电视对从机械手操作机进行有效的监视，主从机械手系统的出现为机器人的产生为近代机器人的设计与制造作了铺垫。
1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。
该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。
这就是所谓的示教再现机器人。
现有的机器人差不多都采用这种控制方式。
1959年，美国发明家英格伯格与德沃尔制造出世界上第一台工业机器人Unimate以来，从此工业机器人在现代化社会工业生产的环节中的占比与日俱增。
同时伴随着新一轮工业革命及科技革命的到来，各国对于工业现代化都提出了更高的要求，德国提出了“工业4.0”美国提出了“先进制造业国家战略计划”，并采取多种措施“吸引制造业回流”，英国提出了“高价值制造业战略”，日本提出了“产业复兴计划”、法国提出了“新工业法国”等。
中国作为全球制造业中心，更要做好充分准备，提升中国制造业的国际竞争新优势，打造中国的工业现代化、做大做强中国制造，对此，我国提出了“中国制造2025”战略。
平面关节型机械臂设计说明书一、机器人简图（见图1）图1 机器人简图已知参数：Ф1=150°，Ф2=45°，z=600mm，4=90°，=60°/s，=90°/s =300mm/s，=90°/s；加减速时间0.3s；手腕负荷：质量为2.5kg，直径为60mm的铁质圆柱体；驱动源型式：交流伺服电机。
二、机器人工作范围（见图2）图2 机器人工作范围三、运动简图（见图3）图3 机器人运动简图该平面关节型机器人有以下几种运动结构形式：腰座转动机构: 布置在基座上的腰座安装在角接触球轴承上，电动机M1的轴与谐波发生器的中心轮连接，谐波发生器的刚轮与腰座固定部分联结，而谐波发生器的柔轮则与腰座的输出部分联接，当电机M1转动时带动腰座实现回转运动。
手臂转动机构: 布置在腰座上的大臂安装在角接触球轴承上，电动机M2的轴与谐波发生器的中心轮连接，谐波发生器的刚轮与大臂固定部分联结，而谐波发生器的柔轮则与大臂的输出部分联接，当电机M2转动时带动大臂实现回转运动。
手臂举升机构: 包括手腕机构在内的机体沿固定在上、下支承板中的两个导向柱可以上下移动。
在上支承板上装有电机基座，电机通过联轴器与滚珠丝杠相连，滚珠丝杠副的螺母紧固在手臂伸缩组件的机体上。
这样一来，电机M3的转动就变为手臂的上下往复移动。
手腕的俯仰及回转机构: 在手腕机构的机体前后装有电机M4及M5。
M4通过谐波减速器减速后，通过一组直齿齿轮及一组锥齿轮，将电机M4的转动变为手腕的俯仰运动。
电机M5经过谐波减速后，通过两组直齿齿轮传动，将电机M5的转动变为手腕的回转运动。
四、负载分析与结构设计计算1、腕部（见图4）图4 腕部传动简图传递路线：（1）关节4：电机M4—谐波减速器1—轴1—圆柱直齿轮Z1/Z2—轴5—带动手腕的回转运动Ф4（2）关节5：电机M5—谐波减速器2—轴2—圆柱直齿轮Z3/Z4—轴4—带动手腕上下俯仰运动Ф5A、由手腕负载求腕部驱动力矩：已知：手腕负载为M1=2.5kg的铁质圆柱体，且H=D=60mm，已知铁的密度ρ=7300kg/m3则：解得：H=D=75.8mm而（N.m）其中系数的值0.83-0.91.求回转关节驱动力矩T4：设其回转轴D5=60mm，腕部质量m2与负载m1相同均为2.5kg，则：求得=0.18N.m其中f——静摩擦系数其中，——偏心距=0.12N.m其中——腕载对关节4回转轴转动惯量2.求俯仰关节驱动力矩T5：设其回转轴D4=20mm，腕部质量m3与负载m1相同均为2.5kg，则=0.15 N.m则B、初选电机其中：——关节电机的额定功率K——安全系数，K=1.2-2——负载最大角速度对回转关节4：对回转关节5：初选选取电机M4与M5相同，型号为：MSMA系列（小惯量），其主要参数为：r/min联接键的选择：根据电机轴径，选择：键315（GB1096-79）C、总传动比及各级传动比确定：对回转关节4：=200 （4.10）取对俯仰关节5：（4.11）取D、谐波减速器的选型：1号谐波减速器的型号为杯型谐波减速器：CS-25A-200 i=200 m=0.7kg 2号谐波减速器的型号为杯型谐波减速器：CS-25A-100 i=100 m=0.7kgE、齿轮的选择1．直齿圆柱齿轮Z1、Z2：主动齿轮Z2，转速n1=20r/min，传动比为1，齿轮传动功率100w，选Z1、Z2材料为45调质。
关节型机器人二指平动手爪的设计本文将介绍一种关节型机器人二指平动手爪的设计。
该手爪采用了平动机构和转动机构的结合，具有较高的抓取精度和稳定性。
本文将从机械手爪的工作原理、手爪的设计思路、制作过程等方面对该手爪进行详细介绍。
一、机械手爪的工作原理机械手爪的设计目标是能够将物品抓取并放置到指定的位置。
因此，机械手爪的设计必须考虑以下三个方面：机械手爪的抓取力、抓取精度和抓取范围。
为了满足以上要求，该手爪采用了平动机构和转动机构的结合，手爪有两个抓取指头，每个指头可以独立的伸展和收缩。
在实际操作中，机器人先是根据被取物品的大小和形状调整机械手爪的指头长度和间距，然后通过电机驱动机械手的指头向物体方向移动。
将指头与物品接触后，驱动手爪指头收缩，并施加一定的压力将物品抓住。
然后通过电机控制机械手爪的转动，把物品移动到指定位置，释放手爪，完成抓取和放置过程。
二、设计思路1.机械臂的选型这里我们选用六轴关节式机器人，因为关节型机器人可以自由的旋转和移动，且具有高度的灵活性，可以适应不同场合和任务的需求。
本文设计的机械手爪采用世界上最流行的夹持器机械构建方案---平动指夹，因为平动指夹结构简单，稳定性好，夹取的物品不易滑动。
而且，其自身的构成元件也有一定的标准化，使得机械手爪的制作更为方便。
3.机械手爪的结构设计该机械手爪结构设计简单，主要组成结构为基座、两个手指和手指收缩机构等。
手指采用平动结构设计，中央采用弹簧压板的形式对两个指头进行约束和稳固，同时保证了精度和稳定性。
手指的长度可以根据抓取物品的大小和形状进行调整，手指移动的方向可以通过电机控制，实现精准抓取的目的。
三、制作过程1. 机械手爪的制作材料本文设计的机械手爪使用2根异形铝杆，1个电机驱动装置，两个指夹部件，两个壳体，两个弹簧压板，一些紧固螺栓，1个主板等。
这些材料都可以在市面上购买到。
市场上的电机驱动装置品种齐全，大家可以根据实际情况和要求进行挑选。
江苏城市职业学院毕业设计（论文）（ 2011 届）设计（论文）题目平面关节型机械手设计办学点（系）张家港办学点（工程系）专业机械设计与制造班级11机械（普）学号110404350532学生姓名邵强指导教师杜微娜职称助教摘要 (3)一、概论 (4)1、机械手的工作原理及设计思想 (4)2、机械手应用及应用中容易出现的误区 (5)3、机械手的发展及发展前景 (6)二、机械手的总体设计 (7)三、手指设计 (9)1、设计时应注意的问题 (10)2、零件的计算 (10)3、手指夹紧力的计算 (11)四、移动关节的设计计算 (12)1、驱动方式的比较 (12)2、汽缸的设计 (13)五、小臂的设计 (14)1、结构的设计 (14)2、轴的设计计算 (15)3、轴承摩擦力矩的计算 (15)4、驱动的选择 (16)六、大臂的设计 (16)1、结构的设计 (17)2、轴的设计计算 (17)3、轴承摩擦力矩的计算 (18)4、伺服系统的选择 (18)七、机身的设计 (17)1、设计时应注意的问题 (17)2、设计的效果说明 (18)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)平面关节型机械手设计[摘要] 平面关节型机械手采用两个回转关节和一个移动关节；两个回转关节控制前后左右运动，而移动关节则实现上下运动，其工作空间如工作空间图，它的纵截面为矩形的回转体，纵截面高为移动关节的行程长，两回转关节转角的大小决定回转体截面的大小、形状。
关键词: 机械手轴承汽缸[Abstract] Selective Compliance Assembly Robot Arm have two slew joints andone move joints , two slew joints control the moving of the front and back l eft and right . the move joints control the moving of up and down . the wor k room as work room drawing . the vertical section is a rectangle slew . the high of the vertical section is move joints’journey ,the move angle of the two slew joints decide the big and small and figure of the vertical section .Key words: manipulator axletree cylinder一、机械手概论工业机械手是一种模仿人手部分动作，按照预先设定的程序，轨迹或其他要求，实现抓取、搬运工件或操作工具的自动化装置。
平面关节式教学机器人设计毕业设计中文摘要本次设计的课题为平面关节式教学机器人，通过对平面关节式教学机器人的开发设计，为我学院选修课《机械手与机器人》提供一个可以直观感受关节坐标式机器人的教学工具，该设计完成后经过进一步的试验设计可以实现该课程的实践教学，丰富该课程的教学手段、提高教学水平。
本文主要对平面关节式机器人的结构进行了优化设计，包括机器人的底座、轴、大臂、小臂等零件进行了更加细致的设计，减轻了各个零件的质量，使结构尺寸设计的更加合理，对零件的各个部分进行了更加细致的分析和设计，同时考虑了实际装配的一些问题，对零件进行了合理的工艺处理，对需要配合的地方给出了合理的配合，使结构更加符合教学机器人结构简单、价格便宜、操作方便等特点。
关键词机器人教学关节 SCARA毕业设计外文摘要目录1 引言 (1)1.1研究背景及现状 (1)1.2课题研究的意义 (2)1.3SCARA机器人本体结构 (2)2SCARA型机器人臂结构的设计 (4)2.1 电机的设计计算 (4)2.2轴的设计 (5)2.2.1轴的材料选择 (5)2.2.2估计轴的最小直径 (5)2.2.3 轴的结构设计 (5)2.2.4轴的校核 (8)2.3SCARA型机器人的底座机构关键零件的设计 (9)2.4 大臂的结构设计 (11)2.5小臂的结构设计 (12)2.6SCARA型机器人大臂与小臂连接处关节设计 (13)2.7电机托设计 (14)2．8SCARA型机器人手腕的设计 (16)2.8.1 滚珠丝杠花键轴的选择 (18)2.8.2 同步带的选择 (21)3平面关节式教学机器人的总体装配图 (23)4润滑 (24)结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录一设备使用说明书 (28)附录二三维装配图 (29)附录三外购件明细表 (30)1 引言SCARA机器人很类似人的手臂的运动，它包含肩关节、肘关节和腕关节来实现水平和垂直运动，在平面内进行定位和定向，是一种固定式的工业机器人。
毕业论文题目关节型工业机械手的结构设计学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级机自0917班学生学号20090421170指导教师二〇一三年六月三日摘要关于该关节型工业机械手的具体研究方法。
本次设计工作首先对实体安川机器人进行了细致的研究，了解了其内部的具体结构，安川机器人的结构可分为六个轴系，然后根据六个轴系对其内部结构进行分解，以便了解各个零件之间的配合，这样就对安川机器人有了大体的了解。
下面就进行尺寸的测量，尺寸的测量只需要测量一下大体的外观尺寸，而内部尺寸可根据零件的配合进行合理的设计。
然后，进行计算（包括电机功率的计算，轴的设计，齿轮的参数计算），接着可依据相关资料，选取恰当的电机。
最后，可根据实体与之前所掌握的知识对机械手的结构进行设计分析。
关键词:伺服电机、机械手抓、移动旋转。
ABSTRACTHere is about the research method of the industrial manipulator joints. The design work on the real first AnChuan robot has carried on the detailed research, understand the internal structure of concrete, AnChuan robot structure can be divided into six axis, and then according to the six axis of its internal structure decomposition, in order to understand the cooperation between the various parts of the, thus for AnChuan robot have roughly understanding. Below is the size of the measurement, the size of the measurement only need to measure the general appearance of the size, and the internal dimension can be reasonable according to the parts of the design. Then, computing (including motor power calculation, the design of the shaft, the gear parameter calculation), then can according to relevant data, select the appropriate machine. Finally, according to the entity and prior knowledge on the structure of the manipulator design analysis.Keywords:servo motor rotate, manipulator grabbing and moving.目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (1)机械手国内外发展现状 (1)多关节型工业机械手概述 (2)机械手组成与分类 (3) (3) (3)2机械手的设计方案 (4) (5)机械手设计方案 (5)方案特点 (6)电机的选型 (7)初步估算机械手的质量 (7) (8)计算电机功率 (10)锥齿轮设计 (10)齿轮精度、材料 (10)按齿面接触疲劳强度设计 (10)按齿根弯曲强度设计 (12)锥齿轮参数计算 (12)同步带轮的设计 (13)同步齿形带传动计算 (13)带轮几何尺寸的计算 (14)减速器的设计 (16)减速器减速比的计算 (16)减速器输出轴径的计算 (16)4 机械手各结构设计 (17)手爪结构的设计 (17)手爪的设计要求 (17)手爪的分类 (18)手部结构形式的确定 (18)手腕结构的设计 (18)手腕的设计要求 (18)手腕结构形式的确定 (19)手臂结构的设计 (19)手臂的设计要求 (19)手臂结构 (19)小臂结构形式的确定 (20)小臂后箱体的结构设计 (20)连接杆件的设计 (21)5 关键轴的校核 (21)腕部输入轴的结构 (21)轴的校核 (22)6 结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)1前言机械手国内外发展现状1962年，美国机械铸造公司试制成一台数控试教机械手。
设计要求一、通过设计平面关节型机械手，培养综合运用所学知识，分析问题和解决问题的能力。
有关资料：上下料搬运机械手，3个自由度，平面关节型；需要搬运的工件：环类零件，内孔直径50mm；高150mm,厚10mm,（只能从内孔夹持工件），材料40钢，将工件从一条输送线搬运到与之平行的另一条输送线上，（两输送线距离为2.5m,高度差0.4m）。
要求：设计方案和计算正确，叙述清楚，图纸符合规范。
翻译一篇有关外文资料。
二、图纸：1.机械手机构简图2.工作空间投影图3.机械手传动原理图4.机械手装配图5.零件图三、实习：1.本校机械实验室组装各类机械手模型。
2.学习工业机械人设计方面知识。
四、参考书：1. 《工业机器人设计》周伯英机械工业出版社 19952. 《机器人机械设计》龚振帮电子工业出版社 19953. 《机构设计》（日）藤森洋三机械工业出版社 19904. 《机械手图册》（日）加藤一郎上海科技出版社 19895. 《机械设计图册》（5）成大先化学工业出版社 1999五、进度：3月24日到4月25日实习，拟订设计方案4月264日到5月3日机械手传动原理图5月4日到5月17日机械手装配图5月18日到5月24日零件图5月25日到6月1日写说明书平面关节型机械手设计[摘要]平面关节型机械手采用两个回转关节和一个移动关节；两个回转关节控制前后左右运动，而移动关节则实现上下运动，其工作空间如工作空间图，它的纵截面为矩形的回转体，纵截面高为移动关节的行程长，两回转关节转角的大小决定回转体截面的大小、形状。
关键词:机械手轴承汽缸[Abstract]Selective Compliance Assembly Robot Arm have two slew joints and one move joints , two slew joints control the moving of the front and back left and right . the move joints control the moving of up and down . the work room as work room drawing . the vertical section is a rectangle slew . the high of the vertical section is move joints’journey ,the move angle of the two slew joints decide the big and small and figure of the vertical section .Key words:manipulator axletree cylinder第1章机械手总体设计工业机械手是一种模仿人手部分动作，按照预先设定的程序，轨迹或其他要求，实现抓取、搬运工件或操作工具的自动化装置。
它在二十世纪五十年代就已用于生产，是在自动上下料机构的基础上发展起来的一种机械装置，开始主要用来实现自动上下料和搬运工件，完成单机自动化和生产线自动化，随着应用范围的不段扩大，现在用来夹持工具和完成一定的作业。
实践证明它可以代替人手的繁重劳动，减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率。
平面关节型机器人又称SCARA型装配机器人，是Selective Compliance Assembly Robot Arm的缩写，意思是具有选择柔顺性的装配机器人手臂。
在水平方向有柔顺性，在垂直方向有较大的刚性。
它结构简单，动作灵活，多用于装配作业中，特别适合小规格零件的插接装配，如在电子工业零件的插接、装配中应用广泛。
总体设计的任务：包括进行机械手的运动设计，确定主要工作参数，选择驱动系统和电控系统，整体结构设计，最后绘出方案草图。
1.1 主要技术参数见表1-1表1-1机械手类型平面关节型抓取重量 2.2Kg自由度3个（2个回转1个移动）大臂长700mm，回转运动，回转角240，步进电机驱动单片机控制小臂长600mm，回转运动，回转角240，步进电机驱动单片机控制移动关节气缸驱动行程开关控制手指气缸驱动行程开关控制1.2 结构特点如下图：第2章手指设计工业机械手的手部是用来抓持工件或工具的部件。
手部抓持工件的迅速、准确和牢靠程度都将直接影响到工业机械手的工作性能，它是工业机械手的关键部件之一。
2.1 设计时要注意的问题：(1) 手指应有足够的夹紧力，为使手指牢靠的夹紧工件，除考虑夹持工件的重力外，还应考虑工件在传送过程中的动载荷。
(2) 手指应有一定的开闭范围。
其大小不仅与工件的尺寸有关，而且应注意手部接近工件的运动路线及其方位的影响。
(3) 应能保证工件在手指内准确定位。
(4) 结构尽量紧凑重量轻，以利于腕部和臂部的结构设计。
(5) 根据应用条件考虑通用性。
2.2 零件的计算)(0428.2210102826007800)(282600150)2535(14.3)(932222kg vg mg G vm mm h r R V =⨯⨯=====⨯-⨯=-=ρρπ其中g 取10取G=23（N ） 2.3 紧力的计算：2.3.1 G fN ≥4f 为手指与工件的静摩擦系数，工件材料为40号钢，手指为钢材，查《机械零件手册》 表2-5 f=0.15所以 33.3815.04234≈⨯=≥f G N 取N=40（N ）驱动力的计算 ηα14Ntg P =α 为斜面倾角，o 15=α，η为传动机构的效率，这里为平摩擦传动， 查《机械零件手册》表2-2 92.085.0-=η 这里取 0.85 所以44.5085.01401540=⨯⨯⨯=tg P 取p=55(N)2.3.2 活塞手抓重量的估算)(231078001502514.3221N g h r G ≈⨯⨯⨯⨯==ρπ r 为杆的半径，h 为长度，g 取102.3.3 汽缸的设计因为气压工作压力较低，对气动组件的材质和精度要求较液压底，无污染，动作迅速反映快，维护简单，使用安全。
而且此处作用力不大，所以选气压传动。
汽缸内型选择，由于行程短，选单作用活塞汽缸，借弹簧复位。
汽缸的计算气压缸内径D 的计算按《液压传动与气压传动》公式 13-1ηπP D F 42=D 为汽缸的内径(m)，P 为工作压力（Pa ）,η为负载率，负载率与汽缸工作压力有关，取40.0=P ，查《液压传动与气压传动》表13-2 65.030.0--=P 由于汽缸垂直安装，所以取P=0.3。
)(16.24)(02416.0103.04.014.355446mm m P F D ==⨯⨯⨯⨯==∴ηπ 按《液压传动与气压传动》表13-3圆整取32mm. 活塞杆直径d 的计算一般3.02.0--=Dd，此选0.24.6322.02.0=⨯==∴D d mm按《液压传动与气压传动》表13-4 圆整取8mm 汽缸壁厚δ的计算按《液压传动与气压传动》表13-5查得4=δ 弹簧力的F 的计算)(231N G F =>第3章 移动关节的设计计算3.1驱动方式的比较机械手的驱动系统有液压驱动，气压驱动，电机驱动，和机械传动四种。
一台机械手可以只用一种驱动，也可以用几种方式联合驱动，各种驱动的特点见表3-1。
3.2汽缸的设计因为气压工作压力较低，对气动组件的材质和精度要求较液压底，无污染，动作迅速反映快，维护简单，使用安全。
而且此处作用力不大，所以选气压传动。
汽缸内型选择：因为活塞行程较长，往复运动，所以选双作用单活塞汽缸，利用压缩空气使活塞向两个方向运动。
初选活塞杆直径d=12mm ，估算其重量)(85.410780055.0)2012.0(14.3)2(222N g h d G =⨯⨯⨯⨯==ρπ取5N515232321=++=++=G G G F取80N表3-1气压缸内径D的计算按《液压传动与气压传动》公式 13-1ηπP d D F 4)(22-=D 为汽缸的内径(m)，P 为工作压力（Pa ）,η为负载率，负载率与汽缸工作压力有关，取40.0=P ，查《液压传动与气压传动》表13-2 65.030.0--=P 由于汽缸垂直安装，所以取P=0.3。
一般3.02.0--=Dd ，此选0.3)(54.30)(03054.01091.03.04.014.38041091.0466mm m P F D ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=∴ηπ按《液压传动与气压传动》表13-3圆整取40mm. 一般3.02.0--=Dd，此选0.312403.03.0=⨯==∴D d mm 汽缸壁厚δ的计算按《液压传动与气压传动》表13-5查得4=δ 汽缸重量的计算)(7.2310780055.0)020.0024.0(14.3)(22223N g h r R G =⨯⨯⨯-=-=ρπ其中：R 为汽缸外径，r 为汽缸内径，h 为汽缸长度，g 取10，ρ为汽缸材料密度3G 取25N第4章 小臂的设计臂部是机械手的主要执行部件，其作用是支撑手部和腕部，主要用来改变工件的位置。
手部在空间的活动范围主要取决于臂部的运动形式。
4.1 设计时注意的问题(1) 刚度要好，要合理选择臂部的截面形状和轮廓尺寸，空心杆比实心杆刚度大的多，常用钢管做臂部和导向杆，用工字钢和槽钢左支撑板，以保证有足够的刚度。
(2) 偏重力矩要小，偏重力矩时指臂部的总重量对其支撑或回转轴所产生的力矩。
(3) 重量要轻，惯量要小，为了减轻运动时的冲击，除采取缓冲外，力求结构紧凑，重量轻，以减少惯性力。
(4) 导向性要好。
4.2 小臂结构的设计把小臂的截面设计成工字钢形式，这样抗弯系数大，使截面面积小，从而减轻小臂重量，使其经济、轻巧。
选10号工字钢。
理论重mm d mm h cm W y 5.4,100,72.9,11.261kg/m 3===,小臂长为600mm 。
较核：19.73106.0261.11小臂=⨯⨯==mg G （N ）取75N其受力如下图:F=75+105=180（N ）).(625.923.0756.01052小臂1m N LG L F M =⨯+⨯=⨯+⨯= MPa MPa W M y 100][53.9)10(72.9625.9232=≤===-δδ 按《材料力学》公式5.11 hbQ=τ 其中h 为工字钢的高度，b 为工字钢的腰宽，Q 为所受的力。
所以MPa MPa hb Q 60][4.0105.41010018033=≤≈⨯⨯⨯==--ττ 所以选10号工字钢合适。
3．3 轴的设计计算大轴的直径取20mm ，材料为45号钢。
受力如下图:验算：)(25.9261010625.92221N l M F F =⨯===- F=180N MPa MPa r F 60][95.2)1010(14.325.962232=≤=⨯⨯==-τπτ 所以合适 4.4 轴承的选择因为上轴承只受径向，下轴承受轴向力和径向力，所以选用圆锥滚子轴承，按《机械零件手册》表9-6－1（GB 297-84）选7304E ，d=20mm kN 2.17c 31.5kN c 0== e=0.3 轴承的校核因为此处轴承做低速的摆动，所以其失效形式是，接触应力过大，产生永久性的过大的凹坑（即材料发生了不允许的永久变形），按轴承静载能力选择的公式为： 《机械设计》13-17 000P S C ≥其中0P 为当量静载荷，0S 为轴承静强度安全系数，取决于轴承的使用条件。
