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目录第一章引言 (2)1.1 机械手的分类 (2)1.2 机械手的组成 (5)1.3 应用机械手的意义 (7)第二章总体技术方案及系统组成2.1 原始数据 (8)2.2 工作要求 (8)2.3 系统组成 (9)2.4 总体技术方案 (9)2.4.1 动作分析 (10)2.4.2 手部 (10)第三章机修手的液压部分3.1 液压系统的工作原理 (12)3.2 液压传动的工作特性 (12)3.3 液压系统的组成 (12)3.4 液压系统的优,缺点 (13)第四章回转装置的总体组成和结构设计4.1 回转装置的组成 (15)4.1.1 执行件 (15)4.1.2 传递件 (15)4.1.3 驱动件 (15)4.1.4 控制系统 (16)第五章机械传动方案的设计与计算5.1 小车的主要组成部分 (17)5.2 同步带传动方式优缺点 (17)5.3 驱动动力源 (18)5.4 机械方案的传动设计计算 (19)5.4.1 设计数据确定 (19)5.4.2 同步带的结构设计计算 (20)总结与展望 (25)设计小结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)摘要在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。
工业机器人的技术水平和应用的程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷绘、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。
本课题将设计一台三自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。
首先。
本课题将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式、搭建机器人的结构平台。
AbstractIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises to improve production efficiency, guarantee the product quality, the general importance of the production process automation, industrial robots for automatic production line important members, the company gradually recognized and used. Industrial robot technology and applications to some extent reflect the level of a country's level of industrial automation, at present, the industrial robot is mainly responsible for the welding, printing, handling and stacking repetitive labor intensity and great work, work are normally taken to teaching and playback mode.This topic is to design a industrial robot with three DOFs, used for the transportation of materials to the stamping device. First. This topic will be the design of robot base, big arm, small arms and the structure of the manipulator, and then select the appropriate drive, driving mode, build the structure of robot platform.第一章引言机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
工业机器人课程作业报告院（系）名称：机电工程学院作业题目：三自由度圆柱坐标工业机器人班级：姓名：学号：目录1.作业要求 (3)1.1作业目的 (3)1.2作业数据 (3)1.3运动功能图符号(本次作业圆柱坐标型) (3)2.总体设计 (4)2.1组成和关系 (4)2.2设计分析 (4)3.机械系统的设计 (5)3.1末端执行机构设计 (5)3.2手臂机构的设计 (6)3.3机座机构的设计 (7)4.附件 (8)4.1总装图 (8)1.作业要求1.1作业目的1：综合运用所学只是，搜集有关资料，独立完成三自由度圆柱坐标工业机器人操作机和驱动但愿的设计工作。
如驱动元、传动机构、腰身、手臂、手腕、手抓、关节、抓钳尺寸、开合力大小等，至少设计两种以上方案。
(注意：此处无需考虑传感器，控制部分和力学计算)1.2作业数据1：自动线上A、B两条输送带之间距离为1.5米，需设计工业机器人将一个零件从A带送到B带。
2：零件尺寸：内孔Φ100、壁厚10、高100。
3：零件材料：45钢1.3运动功能图符号(本次作业圆柱坐标型)表1-1 运动功能图符号(GB/T12643-90)2.总体设计2.1组成和关系工业机器人在GB/T12643-90定义为“是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的操作机，能搬运材料、工件或操持工具，用以完成各种作业”由执行系统、驱动系统、控制检测系统及检测系统组成。
a)机械系统：是执行完成抓取工件，实现抓取动作的必需的机构。
内容保函如下：手部(末端执行器)：直接抓取工件或夹具机构。
臂部：支承腕部的机构，作用是承受工件的负荷，并把它传递到预定的位置。
腕部：连接手部和臂部的机构，作用为调整及改变手部的动作。
机座：是机器人的基础部件支承手臂的部件，并承受相应的载荷，作用是带动臂部转动、升降动作。
b)驱动系统：为执行系统提供动力。
常用传动方式有机械传动、液压传动、气压传动和电传动。
c)控制系统：控制驱动系统，使执行系统按照产品的要求以及抓取的工件要求进行相应的动作，当发生系统错误或执行故障时发出提示报警信号。
南京工程学院先进制造技术工程中心电测实验室三自由度气动爪式机械手说明书目录1.三自由度气动机械手简介 (1)2.安装说明 (3)3.操作说明 (6)A.机械手初始状态调整 (6)B.各部件常规检测和使用 (7)C.主控制系统的功能介绍及使用方法 (8)4.气缸使用简介........................................................................ (88)5.电磁阀使用简介.................................................................... (99)6.操作注意事项........................................................................ (99) (99)7.使用常见故障排除................................................................8.机械手的保养...................................................................... (1010)A.机械手的日常维护 (10)B.机械手的防尘 (10)11.参考C程序 (11)1.三自由度气动机械手简介随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对生产效率也不断提出新要求。
由于微电子技术和计算软、硬件技术的迅猛发展和现代控制理论的不断完善，使机械手技术快速发展，其中气动机械手系统由于其介质来源简便以及不污染环境、组件价格低廉、维修方便和系统安全可靠等特点，已渗透到工业领域的各个部门，在工业发展中占有重要地位。
本气动机械手有气控机械手、单片机控制器或是PLC控制、旋转基座等机械部分、气动元件以及气泵组成。
主要作用是完成机械部件的搬运工作，能放置在各种不同的生产线或物流流水线中，使零件搬运、货物运输更快捷、便利。
三自由度机械手的结构设计摘要本文简要介绍了机械手的概念，机械手的组成和分类，国内外的发展状况及发展前景。
本文对机械手进行总体方案设计，结合生产实际及理论确定了机械手的结构及动作过程，坐标型式和自由度数，并列出了机械手的技术参数。
设计出了机械手的驱动方案、控制方案，在进行控制方案的选取时进行了不同方案的优缺点的对比，最后确定了具体的控制方案。
在进行机械手控制器件的选取时，对控制器件选择进行了详细的分析，如对步进电机参数的具体选取。
最后介绍了利用可编程序控制器对机械手进行控制，同时叙述了可编程序控制器选取原则及工作过程，并绘制出了可编程序控制器外部接线图。
在用可编程序控制器控制时分为手动和自动两种工作方式，并绘制了自动工作方式的顺序功能图。
关键词机械手的概念，机械手控制器件，可编程序控制器（PLC）ThREE DEGREES OF FREEDOM MANIPULATORDESIGNABSTRACT目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)一、引言1.1简要介绍机械手的概念 (4)1.2机械手的组成和分类 (5)1.2.1机械手的组成 (5)1.2.2机械手的分类 (5)1.3国内外发展状况 (6)二、三轴自由度机械手的结构及动作过程 (7)2.1机械手的结构 (7)2.2机械手的动作过程 (8)2.3机械手的驱动方案设计 (9)2.4机械手的控制方案设计 (9)2.5机械手的座标型式与自由度 (10)2.6机械手的技术参数列表 (11)三、控制器件选型 (11)3.1步进电机及其驱动器选择 (11)3.2直流电机及其驱动器选择 (12)3.3旋转编码器的选择 (14)四、机械手的PLC控制设计 (15)5.1可编程序控制器的选择 (15)5.2可编程序控制器的工作过程 (16)总结 (19)致谢 (20)参考文献 (20)附录 (21)一、引言随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对生产效率也不断提出新要求。
目录一、确定机械手设计方案 (3)1.1、机械手基本形式和自由度数的选择 (3)1.2、机械手手部夹紧结构方案设计 (4)1.3、机械手的手臂（水平方向和垂直方向）结构方案设计 (4)1.4、机械手的腰座结构方案设计 (4)二、部分执行机构的理论分析和设计计算 (5)2.1、手爪执行机构的分析计算及相关尺寸的确定 (5)2.1.1、手抓的力学分析 (5)2.1.2、手爪夹紧力和驱动力的的计算 (7)2.1.3、液压缸主要参数的确定 (8)2.2、水平手臂的设计和计算 (10)2.3、机身升降机构的计算 (11)2.3.1、手臂偏重力矩的计算 (11)2.3.2、升降不自锁条件分析计算 (12)2.3.3、手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算以及相关尺寸的确定 (13)2.4、驱动回转轴回转的电机选型有关参数计算 (15)2.4.1、有关参数的计算 (15)2.4.2、电机型号的选择 (16)2.5、液压传动系统设计 (17)2.5.1、确定液压系统基本方案 (17)2.5.2、拟定液压执行元件运动控制回路 (17)2.5.3、液压源系统的设计 (17)2.5.4、绘制液压系统图 (18)三、机械手控制系统的硬件设计 (18)3.1、机械手工艺过程与控制要求 (18)3.2、机械手的作业流程 (18)3.3、机械手操作面板布置 (19)3.4、控制器的选型 (19)3.5、控制系统原理分析 (20)3.6、I/O地址分配 (20)3.7、PLC原理接线图 (21)四、参考文献 (21)一、确定机械手设计方案1.1、机械手基本形式和自由度数的选择常见的工业机械手根据手臂的动作形态,按坐标形式大致可以分为以下4种: (1)直角坐标型机械手;(2)圆柱坐标型机械手; ( 3)球坐标(极坐标)型机械手; (4)多关节型机机械手。
其中圆柱坐标型机械手结构简单紧凑,定位精度较高,占地面积小。
因为设计要求搬运的棒料的质量达40KG，且直径达160MM，长度大约为250MM，考虑在满足系统工艺要求的前提下，尽量简化结构，以减小成本、提高可靠度。
题目三自由度液压机械手机构设计摘要随着工业技术的发展，人工的操作越来越不满足工业生产的要求，因此设计出了机械手。
本文简要地介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和座标型式以及国内外的发展形势。
本文以三自由度液压机械手为研究对象，结合理论与生产实际，确定机械手的坐标形式及自由度，并给定出机械手的技术参数。
根据确定的手臂的升降，回转，伸缩三个自由度，采用圆柱坐标系，设计了夹钳式手部结构，同时设计了手臂结构做各种运动的驱动结构。
在液压传动机构中，机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸，手腕回转采用回转油缸，立柱的转动采用齿条油缸，机械手的升降采用升降油缸，并绘制出相关机构图。
关键词：机械手，圆柱坐标，液压驱动AbstractWith the development of industrial technology, the artificial operation more and more do not meet the requirements of industrial production, therefore the design of a mechanical hand。
This paper briefly introduces the concept of industrial robots, composing and classification of the manipulator, the degrees of freedom manipulator and the coordinate type as well as the domestic and foreign development situation。
In this paper, taking the three DOF hydraulic manipulator as the research object, combines theory with the actual production, identify manipulator coordinates forms and degrees of freedom, and given out the technical parameters of mechanical hand。
1 绪论机械手装置在工业生产中以得到广泛使用，列如在机械加工、冲压、铸、锻、焊 接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面有也得到越来越广泛的 使用。
本课题旨在掌握机械手装置及其控制， 可见该项目的研发具有重要的现实意义和 工程应用价值。
框架式三自由度机械手可以模仿人的手进行抓取、移动的动作，实现对工件的抓取及转 移。
框架式三自由度机械手主要由控制部分以及机械部分两大部分组成：机械手主体以 及控制部分。
其工作原理是用机械手代替人工搬运，通过丝杠传动、电机、单片机控制 装置、使机械手的水平旋转、伸缩、夹取等动作，从而使机械手完成对工件的抓取搬运。
达到节省劳动力的目的。
1.1 机械手的概述机械手一般分为三类：第一类是不需要人工操作的通用机械手，它可以根据任务的 需要编制程序，以完成各项规定的操作。
其特点是具备普通机械的性能之外，还具备通 用机械、记忆智能的三元机械 [6] 。
第二类是需要人工操作的，称为操作机。
它起源于原 子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机。
第三类是用专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和工件 送。
它是为主机服务的，由主机驱动；工作程序一般是固定的。
随着近代的工业革命，机器产业的不断发展成为近代工业的主要支柱。
由于科学幻 想所系的“永动机”、太空探险以及梦想解决人的机能所无法达致境界的求新意念，推 动科学家想研究创造出种种能够代替人的机械。
上世纪六、七十年代的自动化机器、无 人操纵的飞行器等等，即是此产业发展链条上的一个大胆的尝试与突破。
虽然，后来电 脑、电子产业的发达引开了人们关注的热点， 但关于机械手的研究与开发一直在持续进 行着。
而近二十年中，因为电脑技术、电子产品及生物遗传工程等技术的大踏步发展，成为一种综合科研能力的开 “机械手”的研发热潮已从专业人士的实验室中走了出来，发活动，参与者也打破了各行各业的划地为牢、各自为政的困局，开始了纵横连合，争 奇斗妍，蔚成热潮的研究与制作尝试 [7] 。
轴承坯料搬运机械手的设计摘要机械手是一种机械技术与电子技术相结合的高技术产品。
采用机械手是提高产品质量与劳动生产率，实现生产过程自动化，改善劳动条件，减轻劳动强度的一种有效手段。
它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术装备。
机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和生产自动化水平。
工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期、频繁、单调的操作，采用机械手是有效的；此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。
本课题的主要内容是采用机械设计原理，进行三自由度搬运机械手的设计，熟悉三自由度机械手的运用场合和相关的设计步骤。
机械手可以代替很多重复性的体力劳动，从而减轻工人的劳动强度，提高生产效率。
结合三自由度设计的各方面的知识，在设计过程中学会怎样发现问题．解决问题.研究问题。
并且在设计中融入自己的想法和构思，提高自己的创新能力。
尽力使机械手使用方便，结构简单。
！！所有下载了本文的注意：本论文附有CAD图纸和完整版word版说明书，凡下载了本文的读者请加QQ 83753222，或留下你的联系方式（QQ邮箱）最后，希望此文能够帮到你！关键词：机械手，输送工件，搬运，三自由度ABSTRACTManipulator is a mechanical technology and electronic technology with the combination of high technology products. Using manipulator is to improve product quality and productivity, and realize the automatic production process, improve working conditions, and reduce labor intensity of a kind of effective method. It is an imitation of the upper part of the human body function, according to the predetermined requirement or parts transportation holding tools for operation of the automation technology and equipment. Robots can replace the hands of heavy labor, significantly reduce the labor intensity, improve working conditions, and improve labor productivity and production automation level. Industrial production often appears in the handling of the heavy and long-term, frequent, drab operation, USES the manipulator is effective; In addition, it can be in high temperature, low temperature, deep water, the universe, radioactive and other toxic, pollution environment conditions operation, more shows its superiority, with broad prospects.This topic is the main content of the mechanical design principle of the design of the three dof carrying manipulator, familiar with three degrees of freedom of the manipulator using occasions and related design steps. Robots can replace a lot of repeatability of physical labor, so as to reduce the labor intensity, improve production efficiency. Combined with three degrees of freedom all aspects of design knowledge, in the design process learn how to find out the problem to solve problems. And in the design idea and into their idea, improve their innovation ability. Try to make robots easy to use simple structure.Key Words: Manipulator, conveying work piece, handling, three degrees of freedom目录第1章绪论 (4)1.1机械手的历史 (4)1.2机械手的组成 (5)1.3机械手的分类 (6)第2章搬运机械手机构总体方案设计 (8)2.1搬运机械手设计要求 (8)2.2基本设计思路 (1)2.3搬运机械手结构设计 (11)2.4 机械手材料的选择 (11)2.5机械臂的运动方式 (11)2.6搬运机械手驱动与控制系统分析 (12)第3章搬运机械手机械结构设计与计算 (13)3.1搬运机械手手爪设计 (13)3.2 搬运机械手手臂设计 (13)3.3 手部设计计算................................................. - 23 -3.4腕部设计计算 (20)3.5液压驱动系统设计 (21)3.6机身结构的设计 (23)第4章机械手控制系统的设计 (27)4.1 PLC简介 (27)4.2 PLC工作原理 (27)4.3 PLC机型的选择 (27)4.4 PLC控制面板的拟定 (29)4.5 机械手工艺过程和控制方案的确定 (30)4.5 PLC程序编写 (33)总结与展望 (40)参考文献 (41)致谢 (42)1 绪论随着人类科技的进步，社会经济的发展，机器人学成为近几十年来迅速发展的一门综合学科。
目录一、确定机械手设计方案 (3)1.1、机械手基本形式和自由度数的选择 (3)1.2、机械手手部夹紧结构方案设计 (4)1.3、机械手的手臂（水平方向和垂直方向）结构方案设计 (4)1.4、机械手的腰座结构方案设计 (4)二、部分执行机构的理论分析和设计计算 (5)2.1、手爪执行机构的分析计算及相关尺寸的确定 (5)2.1.1、手抓的力学分析 (5)2.1.2、手爪夹紧力和驱动力的的计算 (7)2.1.3、液压缸主要参数的确定 (8)2.2、水平手臂的设计和计算 (10)2.3、机身升降机构的计算 (11)2.3.1、手臂偏重力矩的计算 (11)2.3.2、升降不自锁条件分析计算 (12)2.3.3、手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算以及相关尺寸的确定 (13)2.4、驱动回转轴回转的电机选型有关参数计算 (15)2.4.1、有关参数的计算 (15)2.4.2、电机型号的选择 (16)2.5、液压传动系统设计 (17)2.5.1、确定液压系统基本方案 (17)2.5.2、拟定液压执行元件运动控制回路 (17)2.5.3、液压源系统的设计 (17)2.5.4、绘制液压系统图 (18)三、机械手控制系统的硬件设计 (18)3.1、机械手工艺过程与控制要求 (18)3.2、机械手的作业流程 (18)3.3、机械手操作面板布置 (19)3.4、控制器的选型 (19)3.5、控制系统原理分析 (20)3.6、I/O地址分配 (20)3.7、PLC原理接线图 (21)四、参考文献 (21)一、确定机械手设计方案1.1、机械手基本形式和自由度数的选择常见的工业机械手根据手臂的动作形态,按坐标形式大致可以分为以下4种: (1)直角坐标型机械手;(2)圆柱坐标型机械手; ( 3)球坐标(极坐标)型机械手; (4)多关节型机机械手。
其中圆柱坐标型机械手结构简单紧凑,定位精度较高,占地面积小。
因为设计要求搬运的棒料的质量达40KG，且直径达160MM，长度大约为250MM，考虑在满足系统工艺要求的前提下，尽量简化结构，以减小成本、提高可靠度。
该机械手在工作中需要3种运动,其中手臂的伸缩和立柱升降为两个直线运动,另一个为手臂的回转运动,考虑到2流水线之间的距离仅为300MM，只需将手臂设计到足够长度，便可省略手臂伸缩这个自由度，因此综合考虑，机械手的坐标形式选择圆柱坐标形式，自由度取为3个，即：手抓张合；手臂回转；手臂升降3个主要运动。
图1.1 是机械手搬运物品示意图。
图中机械手的任务是将送流水线1的棒料搬运到流水线2上。
图1.1 机械手搬运物品示意图1.2、机械手手部夹紧结构方案设计本机械手是用来搬运圆柱形棒料，通过综合考虑，本设计选择二指回转型手抓，采用滑槽杠杆这种结构方式，并使用液压柱塞缸驱动，当活塞向前运动时，滑槽通过销子推动手爪合并，产生夹紧动作和夹紧力，当活塞向后运动时，手爪松开。
手部具体结构图见附图——执行手爪结构图。
1.3、机械手的手臂（水平方向和垂直方向）结构方案设计本机械手的垂直手臂（大臂）升降为直线运动，水平手臂（小臂）固定在垂直手臂上，不做任何相对垂直手臂的运动。
直线运动的实现一般是气动传动，液压传动以及电动机驱动滚珠丝杠来实现。
考虑到搬运棒料的重量较大，达40KG，属中型重量，同时考虑到机械手的动态性能及运动的稳定性，安全性，对手臂的刚度有较高的要求。
综合考虑，垂直手臂的驱动选择液压驱动方式，通过液压缸的直接驱动，液压缸既是驱动元件，又是执行运动件，不用再设计另外的执行件了。
因为液压系统能提供很大的驱动力，因此在驱动力和结构的强度都是比较容易实现的，关键是机械手运动的稳定性和刚度的满足。
因此手臂液压缸的设计原则是缸的直径取得大一点（在整体结构允许的情况下），再进行强度的较核。
同时，因为控制和具体工作的要求，机械手的水平手臂的结构不能太大，应在不明显增加总体重量的前提下，合理设计水平手臂的结构，尽量增加其刚度；另外，垂直方向的大臂增设了四个导杆，成正四边形布置，为减小质量，各个导杆均采用空心结构。
通过增设导杆，能显著提高机械手的运动刚度和稳定性，比较好的解决了结构、稳定性的问题。
1.4、机械手的腰座结构方案设计腰座回转的驱动形式要么是电机通过减速机构来实现，要么是通过摆动液压缸或液压马达来实现，本设计采用前者。
因为电动方式控制的精度能够很高，而且结构紧凑，不用设计另外的液压系统及其辅助元件。
考虑到腰座是机器人的第一个回转关节，对机械手的最终精度影响大，故采用电机驱动来实现腰部的回转运动。
一般电机都不能直接驱动，考虑到转速以及扭矩的具体要求，采用大传动比的齿轮传动系统进行减速和扭矩的放大。
因为齿轮传动存在着齿侧间隙，影响传动精度，故采用一级齿轮传动，采用大的传动比（大于100），同时为了减小机械手的整体结构，齿轮采用高强度、高硬度的材料，高精度加工制造，尽量减小因齿轮传动造成的误差。
腰座具体结构如图2-3所示：图1.2 腰座结构图二、部分执行机构的理论分析和设计计算、手爪执行机构的分析计算及相关尺寸的确定 2.1.1、手抓的力学分析下面对其基本结构进行力学分析：滑槽杠杆 图2.1（a ）为常见的滑槽杠杆式手部结构。
αααααα(a) (b)图2.1 滑槽杠杆式手部结构、受力分析1——手指 2——销轴 3——杠杆(活塞杆)在杠杆3的作用下，销轴2向上的拉力为F ，并通过销轴中心O 点，两手指1的滑槽对销轴的反作用力为F 1和F 2，其力的方向垂直于滑槽的中心线1oo 和2oo 并指向o 点，交1F 和2F 的延长线于A 及B 。
由x F ∑=0 得 12F F =由 y F ∑=0 得 12cos F F α=而 '11F F =-由01M ∑()F =0 得'1N F F =hcos a h α= ∴ F 22cos N b F aα= （3.1）式中 a ——手指的回转支点到对称中心的距离（mm ）.α——工件被夹紧时手指的滑槽方向与两回转支点的夹角。
由分析可知，当驱动力F 一定时，α角增大，则握力N F 也随之增大，但α角过大会导致拉杆行程过大，以及手部结构增大，因此最好α=030040。
2.1.2、 手爪夹紧力和驱动力的的计算手指加在工件上的夹紧力，是设计手部的主要依据。
必须对大小、方向和作用点进行分析计算。
一般来说，需要克服工件重力所产生的静载荷以及工件运动状态变化的惯性力产生的载荷，以便工件保持可靠的夹紧状态。
手指对工件的夹紧力可按公式计算： 123N F K K K G ≥ （3.2） 式中 1K ——安全系数，通常1.2 2.0；2k ——工作情况系数，主要考虑惯性力的影响。
可近似按下式估21b K a=+其中a ，重力方向的最大上升加速度；max v a t =响max v ——运载时工件最大上升速度t 响——系统达到最高速度的时间，一般选取0.030.5s3K ——方位系数，根据手指与工件位置不同进行选择。
G ——被抓取工件所受重力（N ）。
表2-1 液压缸的工作压力 1 30000 4.0 100002.0 50000 5.0 10000200002.53.0 以上 8.0计算：设a=115mm,b=180mm,010<α<040;机械手达到最高响应时间为0.5s ，求夹紧力N F 和驱动力F 和 驱动液压缸的尺寸。
(1) 设1 1.5K = 21b K a =+ =0.10.519.8+=1.02 3 1.03K =根据公式，将已知条件带入：∴ N F =1.5⨯1.02 1.03409.8617.8N N ⨯⨯⨯=（2）根据驱动力公式得： ()202180cos30617.8115F ⨯=⨯计算=1450N （3）取0.85η=则 145017060.85F F N η===计算实际2.1.3、液压缸主要参数的确定（1）确定液压缸的内径D 和活塞杆直径d ()224F D d p π=-实际选取活塞杆直径d=0.5D,根据表3-1选择液压缸压力油工作压力P=0.81MPa,∴60.12mm == 表2-2 液压缸的内径系列（JB826-66） （mm ）根据表2-2，选取液压缸内径为：D=63mm则活塞杆直径为:D=63⨯0.5=31.5mm ，选取d=32mm 。
活塞杆直径校核，按公式[]σπ≤24/d F t 其中[]σ=120MPa, F t =F 实际=1706N则: 3217061.5120(3210)4MPa MPa σπ-==<<⨯⨯，满足设计要求。
(2).确定液压缸缸筒壁厚缸筒直接承受液压油压力，必须有一定厚度。
一般液压缸缸筒壁厚与内径之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式计算:[]0.1/2p D DP δσ>=>=式中: δ—— 缸筒壁厚 mmD ——液压缸内径 mmP p ——实验压力，取P p =1.5P n材料为 : 45钢,[p σ] = /350/3116s p s σ== Mpa代入己知数据，则壁厚为:[]/2p P DP δσ>==()6663 1.50.810/211610⨯⨯⨯⨯⨯= 0.3mm取δ=6.5 mm 即可满足强度要求，则缸筒外径为:D=63+6.5⨯2 =76mm 。
（3）、确定液压缸长度L 液压缸的长度L 应根据所需最大工作行程长度而定，液压缸的行程系列可查表2-3，同时要注意考虑制造工艺的可能性。
液压缸的长度L 一般不大于缸筒内径的20倍。
表2-3液压缸行程系列（mm ）10 16 20 25 32 40 50 60 (70) 80(90) 100 (110) 125 (140) 160 (180) 200 (220) 250(280) 320 (360) 400 (450) 500 (560) 630 (710) 800(900) 1000 (1120) 1250 (1400) 1600 (1800) 2000 (2240) 2500最大工作行程长度为67mm ，故根据表2-3取L=80m m 。
综上，手爪执行柱塞缸的参数确定如下表所示：表2-4手爪执行柱塞缸参数 缸内径D mm 壁厚δ （mm ） 活塞杆直径mm 缸筒长L（mm ）工作压力P （MPa ） 6313.5 32 80 0.8~12..2、水平手臂的设计和计算水平手臂的总长度应该满足整个系统水平方向的平衡（即不会倾覆）要求，因此本设计结合机械手的整体尺寸确定手臂总长为650mm ，与执行手爪机构连结的部分的长度为235mm ，该长度范围内手臂的横截面为如图的矩形，剩余部分为直径90mm 的圆柱，与手臂联接座配合，以固定手臂。
