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5 机械手本体设计

5.1 机械手部件设计

5.1.1 法兰盘

法兰盘简称法兰，只是一个统称，通常是指在一个类似盘状的金属体的周边开上几个固定用的孔用于连接其它东西。其名字是来源于英文flange。

法兰盘是一种盘状零件，在管道工程中最为常见，法兰都是成对使用的。 在管道工程中，法兰主要用于管道的连接。在需要法兰盘连接的管道，各种安装一片法兰盘，低压管道可以使用丝接法兰，4公斤以上压力的使用焊接法兰。两片法兰盘之间加上密封垫，然后用螺栓紧固。不同压力的法兰有不同的厚度和使用不同的螺栓。

水泵和阀门，在和管道连接时，这些器材设备的局部，也制成相对应的法兰形状，也称为法兰连接。凡是在两个平面在周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件，一般都称为“法兰”，如通风管道的连接，这一类零件可以称为“法兰类零件”。使管子与管子相互连接的零件，连接于管端。法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封。法兰联接由一对法兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组成。垫片放在两法兰密封面之间，拧紧螺母后，垫片表面上的比压达到一定数值后产生变形，并填满密封面上凹凸不平处，使联接严密不漏。法兰联接是一种可拆联接。按所联接的部件可分为容器法兰及管法兰。按结构型式分，有整体法兰、活套法兰和螺纹法兰。法兰密封面的型式有三种：平面型密封面，适用于压力不高、介质无毒的场合；凹凸密封面，适用于压力稍高的场合；榫槽密封面，适用于易燃、易爆、有毒介质及压力较高的场合。

法兰分螺纹连接（丝接）法兰和焊接法兰。低压小直径有丝接法兰，高压和低压大直径都是使用焊接法兰，不同压力的法兰盘的厚度和连接螺栓直径和数量是不同的。支座是指用以支承容器或设备的重量，并使其固定于一定位置的支承部件。还要承受操作时的振动与地震载荷。如室外的塔器还要承受风载荷。 5.1.2 支座 （1）形钢支座

球形钢支座传力可靠，转动灵活，它不但具备盆式橡胶支座承载能力大，容许支座位移大等特点，而且能更好地适应支座大转角的需要，与盆式支座相

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比具有下列优点：

1、球形钢支座通过球面传力，不出现力的缩颈现象，作用在混凝土上的反力比较均匀。

2、球形钢支座通过球面聚四氟乙烯板的滑动来实现支座的转动过程，转动力矩小，而且转动力矩只与支座球面半径及聚四氟乙烯板的摩擦系数有关，与支座转角大小无关，特别适用于大转角的要求，设计转角可达0.05rad。

3、支座各向转动性能一致，适用于宽桥、曲线桥。

4、支座不用橡胶承压，不存在橡胶老化对支座转动性能的影响，特别适用于低温地区。

（2）胶支座

板式橡胶支座（GJZ、GYZ系列）由多层橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成。该有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台；有良好的弹性以适应梁端的转动；有较大的剪切变形以满足上部构造的水平位移；具有构造简单、安全方便、节省钢材、价格低廉、养护简便、易于更换等特点。有良好的防震作用，可减少动载对桥跨结构与墩台的冲击作用。

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结 论

本文介绍了工业机械手的应用和应用意义，目前国内外发展方向、趋势以及机械手的各个组成部件实现的功能。工业机械手在工业生产中应用十分广泛，在实现生产自动化的同时，大大节省成本并提高生产效率。机械手控制技术是一项综合型的技术，机械手控制系统又是一个复杂的随机系统。基于PLC的机械手设计对于教学有很好的辅助作用。

在本次课题设计中，机械手控制系统采用PLC进行控制，大大提高了该系统的自动化程度，减少了大量的中间继电器、时间继电器和硬件接线，提高了控制系统的可靠性。同时，使用PLC进行控制可方便更改生产流程，增强控制功能。使用PLC的设计，可以根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数，实现机械手控制系统的不同工作需求，机械手控制系统具有了很大的灵活性和可操作性。

本次设计的机械手与真正的机械手控制系统之间还有很大的差距，结构较为简单，仍然需要不断学习改进和加强。