PLC液压驱动通用机械手设计(3)
(1) 视觉功能，顾名思义就是能看见东西。在机械手的设计时，可以在手臂的某个部位安装可视照相机、微型计算机和光学测距仪(距离传感器)。这样一个系统的工作原理是：当可视照相机将所拍的物体转成视频信号，接着输送给计算机，计算机开始分析物体的大小、颜色、种类和方位，最后发出相应指令来控制机械手运作。
(2) 触觉功能就是给机械手安装上“感觉器官”(触觉反馈控制装置)。它的运作原理是：机械手伸出手部去触碰物件，接着通过安装在手指里面的压力敏感元件，使它发出触觉作用并伸向前方，抓取物件。安装在手指里的压力敏感元件控制手抓抓取力大小。
简而言之，机械手的运作能力将随着传感技术的发展越来越先进。
1.3 本课题设计要求
1.3.1 设计参数：
液压驱动机械手设计的主要设计参数，如表1-1所示。
表1-1 主要设计参数
手部抓重 20kg 手腕回转角度 180°
手臂伸缩行程 630mm 手腕回转速度 20°/s
手臂伸缩速度 20mm/s 手臂转动角度 220°
手臂升降行程 100mm 手臂转动速度 20°/s
手臂升降速度 20mm/s 手臂上下摆动 60°
手臂最大工作半径 1900mm
1.3.2 本设计预计达到的目的
在设计之初，对国内外机械手发展的现状做了详细的调查和了解，通过学习机械手的工作原理，熟悉了液压驱动通用机械手的搬运物件的工作原理。在此基础上，确定了液压驱动机械手的基本系统机构，对机械手的运动进行了简单的力学模型分析，完成了机械手机械方面的设计工作（包括传动部分、执行部分、驱动部分）的设计工作。运用液压传动的技术和PLC的控制系统来对液压驱动机械手来实施控制，进而分析它的运动过程，来完成最后机械手的设计。
1.3.3 本课题的技术方案
随着工业生产向自动化方向不断发展，通用型机械手越来越受工厂的欢迎，因此设计一款实用、高效的机械手意义重大。通过查阅大量设计手册和相关资料，并且多次向指导老师讨教后，得出如下方案：
(1) 选机械手为通用机械手，它的适用面相对较广，在现代工业生产中使用较为普遍。
(2) 确定机械手的自由度。
(3) 设计出机械手的各执行机构，包括：手部、手腕、手臂和机座的设计。为了使通用性更强，手部设计成可拆卸更换的形式，可以应用于夹钳式手指来抓取车间物料，也可以应用于吸附式。
(4) 液压驱动系统的设计
本课题将设计出机械手的液压驱动系统，包括器件的选取，液压回路的设计，液压原理图的绘制。
(5) 机械手的控制系统的设计
本机械手拟采用可编程逻辑控制器(PLC)机械手进行控制。首先选取PLC型号，然后根据机械手的工作流程绘制PLC控制原理图，编制出PLC程序，最后画出梯形图。
2 机械手手部结构设计及计算
2.1 手部结构
五自由度液压驱动机械手采用夹钳式手部结构，由手抓和传力机构所组成。其力学结构形式多样，有楔块杠杆式、滑槽杠杆式、连杆杠杆式、齿轮齿条平行连杆式、左右旋丝杠平移型等，本设计采用滑槽杠杆式的传力机构。
2.1.1 末端执行器的要求
(1) 不论是夹钳式或是吸附式，末端操作器需具有满足工作要求的足够大的夹持力和所需的夹持位置精度。
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