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K1 —安全系数，由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.2——2.0，取1.5；
K2 —工件情况系数，主要考虑惯性力的影响， 计算最大加速度，得出工作情况系数K 2。
K2 = 1 +
ag = 1 +
0.029.8
a 为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的绝对值（m/s）； K3 —方位系数，根据吸盘与工件形状以及吸盘与工件位置不同进行选定，吸盘与工件位置：吸盘垂直放置 工件垂直放置；
根据经验 K3=4
G—被抓取工件的重量为50KG
求得吸力FN：
FN =K1K2K3mg=1.5×1.002×4×5 0×9.8=2946N ，
取整为2950N。 吸盘的额定吸重为900N，4×900=3600N，故选择4个真空吸盘。
3.10 腕部的设计计算
3.10.1. 腕部设计的基本要求
（1） 力求结构紧凑、重量轻：
腕部处于手臂的最前端，它连同手部的静、动载荷均由臂部承担。显然，腕部的结构、重量和动力载荷，直接影响着臂部的结构、重量和运转性能。因此，在腕部设计时，必须力求结构紧凑，重量轻。
（2）结构考虑，合理布局：
腕部作为机械手的执行机构，又承担连接和支撑作用，除保证力和运动的要求外，要有足够的强度、刚度外，还应综合考虑，合理布局，解决好腕部与臂部和手部的连接。
（3）必须考虑工作条件：
对于本设计，机械手的工作条件是在工作场合中搬运加工的棒料，因此不太受环境影 响，没有处在高温和腐蚀性的工作介质中，所以对机械手
的腕部没有太多不利因素。
3.10.2 腕部的结构以及选择
腕部是连接手部与臂部的部件，起支撑手部的作用。其功能是利用自身的活动度确定被末端执行器夹持物体的空间姿态，也可以说是确定末端执行器的姿态。故腕部也称作机器人的姿态机构。
典型的腕部结构有：
(1) 具有一个自由度的回转驱动的腕部结构。它具有结构紧凑、灵活等优点而被广腕部回 转，总力矩M，需要克服以下几种阻力：克服启动惯性所用。回转角由动片和静片之间允许回转的角度来决定（一般小于 270 ） 。
(2) 齿条活塞驱动的腕部结构。在要求回转角大于 270 的情况下，可采用齿条活塞驱动的 腕部结构。这种结构外形尺寸较大，一般适用于悬挂式臂部。
(3) 具有两个自由度的回转驱动的腕部结构。它使腕部具有水平和垂直转动的两个自由度。
(4) 机-液结合的腕部结构。本设计要求手腕回转90度，综合以上的分析，综合考虑各种因素，腕部结构选择具有一个自由度的回转驱动腕部机构，采用液压驱动。
腕部设计考虑的参数：夹取工件重量 60Kg ，回转 90度 。
3.10.3 腕部的驱动力矩计算
（1）腕部的驱动力矩需要的力矩 M惯 。 （2）腕部回转支撑处的摩擦力矩 M摩 。
机械手吸取玻璃的重量为60Kg，当手部回转 90度时，计算力矩：吸盘、吸盘驱动液压缸及回转液压缸转动件等效为一个圆柱体，高为 220mm，直径120mm，其重力估算G
G = π ×0.062×0.22 × 7800 Kg/m3×9.8 N/ Kg = 190 N
擦力矩 M摩 = 0.1m 。
（3） 启动过程所转过的角度φ启= 180 =0.314rad，等速转动角速度ω = 2.616s-2 。
2 M惯 = ( J + J工件 )
查取转动惯量公式有：
J=
12ω2φ
启MR2 =
1G12g12×190N9.8M/Kg1×0.062 Nms2 = 0.0342Nms
60J工件=
代入：
(l2+3R2)=
129.8×9.8(12 + 3 ×0.052 ) = 5.0125 N m s2
M惯 = ( 0.0342 + 5.0125 )
2.6160.6282= 55 N m
M = M惯 + M摩 = M惯 + 0.1M
M=
550.9= 61.11N m
3.10.4 腕部驱动力的计算
表 3-1 液压缸的内径系列（JB826-66）
（mm） 20 25 32 40 50 55 63 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 125 130 140 160 180 200 250 设定腕部的部分尺寸：根据表3-1设缸体内空半径 R=110mm，外径根据表 选择 121mm,这个是液压缸壁最小厚度，考虑到实际装配问题后，其外径为 226mm；动片宽b=66mm, 输出轴 r=22.5mm.基本尺寸示 如图所示。 则回转缸 作压力 P≥2M/b(R2-r2)=2×61.11/0.066×(0.0552-0.02252)= 7.35Mpa ，选择 8Mpa。
表 3-2标准液压缸外径（JB1068-67）
（mm）
腕部液压缸剖截面结构
3.10.5 液压缸盖螺钉的计算
缸盖螺钉间距示意图
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