液压机械手毕业设计说明书解读

Equation Chapter 1 Section 1(1.1)本科毕业设计说明书题目抓件液压机械手设计姓名Design of hydraulic manipulator forgrasping谢百松学号20051103006专业机械设计制造及其自动化指导教师肖新棉职称副教授中国·武汉二○○九年五月分类号密级华中农业大学本科毕业设计说明书抓件液压机械手设计Design of hydraulic manipulator for grasping学生姓名：谢百松学生学号：20051103006学生专业：机械设计制造及其自动化指导教师：肖新棉副教授华中农业大学工程技术学院二○○九年五月目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key words (1)前言 (2)1.总体方案设计 (2)2.手部设计 (3)2.1 确定手部结构 (4)2.2 手部受力分析 (4)2.3 手部夹紧力的计算 (5)2.4 手抓夹持误差分析与计算 (6)2.5 手部夹紧缸的设计计算 (6)2.5.1 夹紧缸主要尺寸的计算 (6)2.5.2 缸体结构及验算 (7)2.5.3 缸筒两端部的计算 (8)2.5.4 缸筒加工工艺要求 (10)2.5.5 活塞与活塞杆的设计计算 (10)3.臂部设计 (12)3.1 臂部设计基本要求 (12)3.2 臂部结构的确定 (12)3.3 臂部设计计算 (12)3.3.1 水平伸缩缸的设计计算 (12)3.3.2 升降缸的设计计算 (14)3.3.3 手臂回转液压缸的设计计算 (15)4.液压系统设计 (16)4.1 系统参数的计算 (16)4.1.1 确定系统工作压力 (16)4.1.2 各个液压缸流量的计算 (16)4.2设计液压系统图 (17)4.3 选择液压元件 (19)4.3.1泵和电机的选择 (19)4.3.2 选择液压控制阀和辅助元件 (19)4.4根据动作要求编制电磁铁动作顺序表 (20)5.控制系统设计 (21)5.1 确定输入、输出点数，画出接口端子分配图 (21)5.2 画出梯形图 (21)5.3 按梯形图编写指令语句 (23)6. 总结 (24)参考文献 (25)致谢 (26)抓件液压机械手设计摘要机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置。

摘要在当今大规模的制造业中，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，工业机械手作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业认同并采用。

工业机械手的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家的工业自动化水平。

目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重要性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取试教在线的方式。

本文将设计一台四自由度的工业机械手，用于给冲压设配运送物料。

首先，本文将设计工业机器人的底座、手、手腕、臂部等结构。

然后选择合适的传动方式，驱动方式，搭建工业机器人的结构平台。

在此基础上，本文将设计该机械手的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择，反馈方式和反馈元件的选择，端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机械手运行的安全性。

最终实现目标包括：关节的伺服控制和制动问题实时的检测机械手的各关节的运动情况，机械手的示教编程和在线修改程序，设置参考点和回参考点。

关键词：机械手；示教编程；伺服；制动ABSTRACTIn today's large-scale manufacturing, the enterprise to improve production efficiency and ensure product quality, universal attention production process automation degree, manipulator as an important member of automatic production line, gradually by enterprise and the use of identity. Industrial robot technology level and application degree to a certain extent reflect a nation of industrial automation level. Currently, the manipulator main bear the welding, painting, handling and storage, and the intensity of labor great importance of the work, work way to try to teach the general way online.This paper will design a four degrees of freedom industrial robot, are used to transport materials with stamping set. First of all, this article will design the base of the industrial robot hand, wrist, arm, the structure, etc. And then choose the appropriate transmission mode, driving way, build the structure of manipulator platform. On this basis, this paper will design the system control system, including data collection card and the choice of servo amplifiers, feedback and feedback of components of the way choice, terminal board circuit design and control of the software design, focusing on the reliability of the control software and operation safety of manipulator. Finally realize the goals include: the joint servo control and braking problems in real time detection of each joint movement of the manipulator, the manipulator. Teaching program and on-line modification program, set the reference points and back to the point of reference.Keywords: Manipulator; Demonstration program; Servo; brake.目录摘要 ......................................................................... 错误!未定义书签。

**学校学士学位论文液压机械手臂设计姓名：学号：指导教师：学院：专业：完成日期：**学校学士学位论文液压机械手臂设计姓名：学号：指导教师：学院：专业：完成日期：年月日摘要机械手手臂的作用是连接机械手手腕、带动带动机械手手指去抓取物件，并按程序要求将其搬运到空间指定的位置，机械手手臂广泛的应用在工业制造中，对提高工作效率和自动化水平具有重要意义。

本文介绍了机械手手臂的功能、机械手手臂的组成、结构及其分类，其驱动方式、控制方式及其国内外发展状况。

并对机械手手臂进行了总体方案设计，确定了机械手手臂自由度及其坐标形式，确定了机械手手臂的重要技术参数等。

同时，计算出机械手手臂升降液压缸驱动力和手臂回转液压缸驱动力矩并且确定液压缸的重要参数。

设计出了机械手手臂的液动系统，绘制了机械手手臂液动系统工作原理图。

利用可编程序控制器对机械手手臂进行控制，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，画出了机械手手臂梯形图，并编制了可编程序控制器的控制程序。

关键词：机械手手臂液压驱动 PLC控制AbstractIn this paper, the mechanical hand the overall scheme design, the manipulator to determine the coordinates of the types and degrees of freedom, determine the technical parameters of the manipulator. At the same time, respectively, the design of the manipulator clamping type hand structure and adsorption type structure of hand; designed the structure of robot wrist, the wrist to calculate the rotation of the driving torque required and a rotary cylinder driving torque; the design of the manipulator arm structure, design of the telescopic arm, a lifting hydraulic buffer and the arm rotary hydraulic buffer.The manipulator uses PLC to control.The paper institutes two controls chemes of PLC acordine to the work flow of the manipulator.The paper draws out the work time sequence chart and the trapezia chart.What’s more,the paper work out the control program of the PLC.Keywords: mechanical hand, liquid pressure drive，PLC目录第1章绪论1.1机械手手臂概述………………………………………………….1.2 机械手手臂组成和分类……………………………………..1.2.1机械手手臂的组成………………………………………….1.2.2机械手手臂的分类………………………………………….1.3 机械手手臂在工业中的应用……………………………………. 第2章工业机械手的设计方案2.1机械手手臂的动作要求…………………………………………..2.2机械手手臂的技术参数…………………………………………..2.3机械手的座标型式与自由度……………………………………..2.4机械手手臂的驱动方案设计………………………………………2.5机械手手臂的控制方案设计………………………………………第3章机械手臂部机构设计3.1机械手手臂部的结构选择…………………………………………3.2手臂偏重力矩的计算………………………………………………3.3手臂导向立柱不自锁条件………………………………………….3.4手臂升降液压缸驱动力及参数计算……………………………….3.5手臂回转液压缸驱动力矩及参数计算……………………………. 第4章液压泵的选择及液压系统设计4.1液压泵的选择………………………………………………………4.11液压升降缸的流量计算…………………………………………4.12液压回转缸的流量计算…………………………………………4.13确定液压泵的额定流量…………………………………………4.14确定液压泵的额定压力…………………………………………4.2 液压系统的原理………………………………………………………第5章PLC的控制系统设计……………………………………………..5.1 确定输入/输出点数并选择P LC型号…………………………………5.2 分配P LC的输入/输出端子………………………………………….5.3 PLC控制系统程序设计…………………………………………..参考文献…………………………………………………………………………………. 附录…………………………………………………………………………………. 致谢………………………………………………………………………………….第1章绪论1.1机械手手臂概述机械手手臂是连接机械手手腕、带动带动机械手手指去抓取物件，并按程序要求将其搬运到空间指定的位置的机械装置。

液压机械手毕业设计液压机械手毕业设计在现代工业制造中，机械手是不可或缺的一部分。

机械手的出现使得生产线的自动化程度大大提高，极大地减少了人力成本，提高了生产效率。

而液压机械手则是机械手中的一种重要类型，它利用液压系统来实现运动控制，具有较高的精度和可靠性。

本文将探讨液压机械手的设计和应用。

一、液压机械手的工作原理液压机械手的工作原理主要是利用液压系统来控制机械手的运动。

液压系统由液压泵、液压缸、液压阀等组成，通过液压泵将液压油送入液压缸，使得液压缸产生推力，从而驱动机械手的运动。

液压阀则用于控制液压油的流向和压力，实现机械手的精确控制。

二、液压机械手的设计要点1. 结构设计液压机械手的结构设计要考虑到机械手的工作环境和工作负荷。

机械手的结构应该具有足够的刚度和强度，能够承受工作负荷和外界干扰。

同时，结构设计还应考虑到机械手的灵活性和可调性，以适应不同的工作需求。

2. 控制系统设计液压机械手的控制系统设计是实现机械手运动控制的关键。

控制系统应包括传感器、执行器、控制器等组成，能够实时感知机械手的位置和状态，并根据需求进行相应的控制。

控制系统的设计要考虑到机械手的运动范围、速度和精度等要求，以实现准确的运动控制。

3. 安全设计液压机械手在工作时可能存在一定的安全风险，因此安全设计是不可忽视的一部分。

安全设计应包括机械手的防护装置、紧急停止装置等，以确保操作人员的安全。

此外，还应考虑到机械手的自故障检测和自动报警功能，及时发现并解决潜在问题。

三、液压机械手的应用领域液压机械手在工业制造中有广泛的应用。

它可以用于装配生产线上的零部件组装，提高装配效率和一致性。

同时，液压机械手还可以用于物料搬运、堆垛和包装等工作，减少人工操作，提高生产效率。

此外，液压机械手还可以应用于危险环境下的作业，如核电站、化工厂等，减少人员的风险。

四、液压机械手的发展趋势随着科技的不断进步，液压机械手也在不断发展。

未来，液压机械手将更加智能化和自动化，具备更高的灵活性和自适应性。

机械手毕业设计说明书一、设计目的本毕业设计旨在设计一种机械手，能够根据预先设定的程序自动执行各种操作。

通过该设计，可以提高工作效率，减少人力成本，同时具备高精度和高可靠性。

二、设计背景近年来，随着工业自动化的不断发展，机械手在工业生产中的应用越来越广泛。

机械手凭借其高速、高精度、高可靠性等优势，成为工厂生产线上的重要设备之一。

因此，设计一种功能强大的机械手对于工业生产的提升具有重要意义。

三、设计内容1.机械结构设计本设计采用七自由度机械手结构，包括基座、旋转关节、摇摆关节、剪切关节以及爪子等部分。

结构设计中要考虑刚性、稳定性以及重量平衡等因素，确保机械手能够准确地执行各种操作。

2.传感器系统设计为了使机械手具备自主感知能力，本设计将配备多种传感器，如力传感器、视觉传感器等。

通过传感器系统的设计，机械手可以根据实时的反馈信息进行运动控制，提高操作的准确性和安全性。

3.运动控制系统设计运动控制系统是机械手的核心部分，本设计将采用PLC （可编程逻辑控制器）作为控制器，结合伺服驱动器实现机械手的精确定位和协调运动。

通过编写程序，机械手可以根据预先设定的路径和信号执行各种操作。

四、设计过程1.需求分析针对机械手的应用场景和功能需求，进行需求分析。

确定机械手所需执行的任务类型、速度要求、负载能力等。

2.机械结构设计根据需求分析，设计机械手的结构，包括基座、旋转关节、摇摆关节、剪切关节和爪子等。

进行力学分析和模拟，确保结构设计的合理性和可靠性。

3.传感器系统设计根据需求分析，确定机械手所需的传感器类型和数量。

选择合适的传感器并安装在机械手上，设计传感器的接口电路和数据处理算法。

4.运动控制系统设计选择合适的PLC和伺服驱动器，进行硬件选型和连接。

编写控制程序，实现机械手的位置控制、速度控制和力控制等功能。

5.整体集成与测试将机械结构、传感器系统和运动控制系统进行整体集成。

进行系统测试，检验机械手的功能和性能是否满足设计要求。

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.总体方案设计根据课题设计任务书的要求，确定总体方案：1.抓重：10kg2.坐标形式：圆柱坐标3.自由度：3定为方式：机械挡块（行程开关）。

驱动方式：液压驱动。

控制方式：PLC（可编程序控制）定位精度：±2mm。

机械手的工作原理图如图1-1所示手部1采用夹钳式，具体为单支点回转型夹紧机构。

动力采用单作用液压缸2驱动夹紧，反向则由弹簧复位而松开手指。

手臂的伸缩采用双作用液压缸３驱动，伸缩过程采用双导管导向，在导向的同时，亦起到了一定的支撑作用，大大减少活塞杆的受力。

夹紧缸的压力油经其中一导管进入缸内，此结构能使油管布置更加紧凑。

手臂的回转采用摆动液压缸４驱动，此摆动缸设计成输出轴固定不动，而使缸体转动从而带动整个手臂回转运动。

双作用液压缸5驱动手臂做升降运动图1-1 机械手工作原理图2.手部设计手部（亦称抓取机构）是用来直接握持工件的部件，由于被握持工件的形状、尺寸大小、重量、材料性能、表面处理等的不同，则机械手的手部机构是多种多样的，大部分的手部结构是根据特定的工件要求而设计的（林建龙，王小北，2003）。

常用的手部，按其握持工件的原理，大致可分成夹持式和吸附式两大类。

本设计采用常用的夹钳式手部结构，它是最常见的夹持式结构。

夹钳式手部是由手指、传动机构和驱动装置三部分组成的，它对抓取各种形状的工件具有较大的适应性，可以抓取轴、盘和套类零件（殷际英，何广平，2003）。

一般情况下多采用两个手指，少数采用三指或多指。

本设计中的工件是棒料，所以选择较简单的两指结构。

夹钳式手部设计的基本要求：1、应具有适当的夹紧力和驱动力手指握力（夹紧力）大小要合适，力量过大则动力消耗多，结构庞大，不经济，甚至会损坏工件；力量过小则夹持不住或产生松动、脱落。

在确定握力时，除考虑工件总量外，还应考虑传送或操作过程中所产生的惯性力和振动，亦保证工件夹持安全可靠（杨永清等，2008）。

对于手部的驱动装置来说，应有足够的驱动力。

第1章绪论1.1 工业机械手概况工业机械手是人类创造的一种机器,更是人类创造的一项伟大奇迹,其研究、开发和设计是从二十世纪中叶开始的.我国的工业机械手是从80年代"七五"科技攻关开始起步,在国家的支持下,通过"七五","八五"科技攻关,目前已经基本掌握了机械手操作机的设计制造技术,控制系统硬件和软件设计技术,运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆，孤焊，点焊，装配，搬运等机器人，其中有130多台喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，孤焊机器人已经应用在汽车制造厂的焊装线上。

但总的看来，我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定距离。

如：可靠性低于国外产品，机械手应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距。

影响我国机械手发展的关键平台因素就是其软件，硬件和机械结构。

目前工业机械手仍大量应用在制造业，其中汽车工业占第一位（占28.9%），电器制造业第二位（占16.4%），化工第三位（占11.7%）。

发达国家汽车行业机械手应用占总保有量百分比为23.4%～53%，年产每万辆汽车所拥有的机械手数为（包括整车和零部件）：日本88.0台，德国64.0台，法国32.2台，英国26.9台，美国33.8台，意大利48.0台。

世界工业机械手的数目虽然每年在递增，但市场是波浪式向前发展的。

在新世纪的曙光下人们追求更舒适的工作条件，恶劣危险的劳动环境都需要用机器人代替人工。

随着机器人应用的深化和渗透，工业机械手在汽车行业中还在不断开辟着新用途。

机械手的发展也已经由最初的液压，气压控制开始向人工智能化转变，并且随着电子技术的发展和科技的不断进步，这项技术将日益完善。

上料机械手与卸料机械手相比，其中上料机械手中的移动式搬运上料机械手适用于各种棒料，工件的自动搬运及上下料工作。

例如铝型材挤压成型铝棒料的搬运及高温材料的自动上料作业，最大抓取棒料直径达180mm，最大抓握重量可达30公斤，最大行走距离为1200mm。

（XXXX届）本科毕业设计（论文）资料XXXX大学教务处Xxxx届本科毕业设计（论文）资料第一部分设计说明书（或毕业论文）（XXXX届）本科毕业设计（论文）组合机床自动上下料液压机械手20XX 年 X 月组合机床自动上料液压机械手设计摘要随着工业的发展，各种自动化技术的应用也更加广泛，机械手是自动化生产中不可或缺的设备，他在工业中的应用越来越多。

在自动化生产线上自动上下料机械手就是其中不能缺少的设备。

为自动生产线上的组合机床设计了一台能够自动上下料的机械手。

采用液压控制系统以及圆柱形式的坐标机构，并通过PLC控制其整个动作过程。

它的工作周期只有12s，属于高频工作机械手，在手臂伸缩和立柱升降的机构中均采用了导向杆导向和花键轴导向，以此来保证机械手的运动精度；用定位块来保证机械手的定位精度。

本文主要叙述了机械手的设计计算过程。

首先，本文介绍机械手的作用，机械手的组成和分类，说明了自由度和机械手整体座标的形式。

同时，本文给出了这台机械手的主要性能规格参量。

文章中介绍了自动上下料液压机械手的设计理论与方法。

简略的讨论了自动上下料机械手的自动控制系统、液压系统、手部、腕部、手臂以及机身等主要部件的结构设计。

关键词：机械手；自动控制；PLC；液压传动；液压缸COMBNATION MACHINE TOOLS AUTOMICS FEEDING HYDRAULIC DESIGN THE ROBOTABSTRACTWith the development of industry, the application of automation technology and more widely, manipulator is an indispensable equipment in the production of automation, he has more and more application in industry. In automatic production line autotransmitting manipulator is one of the indispensable equipment. Automatic production line for the combination machine tools designed an automatic up-down material to the manipulator. Adopts hydraulic control system and the form of cylindrical coordinate institution, and through the whole process of PLC control movement. It's working cycle, belong to high frequency 12s only work in the arm manipulator, the organization and expansion and the pillar of the guide stem guide by spline and orientation, so as to ensure the accuracy; sports manipulator Use orientation block to ensure accuracy of manipulator. This paper describes the design and calculation of the manipulator.The first，The paper introduces the function,composing and classification of the manipulator,tells out the free-degree and the form of coordinate.At the same time,the paper gives out the primary specification parameter of this manipulator.Article introduces autotransmitting hydraulic design theory and method of the manipulator. Briefly discussed autotransmitting manipulator automatic control systems, hydraulic system, hand and wrist, arm and the fuselage of the main parts of structure design, etc.Keywords: manipulator; automatic control；PLC; hydraulic power transmission；hydraulic cylinder目录第1章绪论 (2)1.1前言 (2)1.2工业机械手简史 (2)1.3工业机械手在生产中的应用 (4)1.4机械手的组成 (5)1.5工业机械手发展趋势 (6)1.6本文主要研究内容 (7)1.7本章小结 (8)第2章机械手总体方案设计 (9)2.1 机械手基本形式的选择 (9)2.2 方案设计 (9)2.3 机械手运动分析 (11)2.4 本章小结 (12)第3章机械手的控制系统设计 (13)3.1 机械手电气控制系统的概述 (13)3.2 机械手电气控制程序 (13)3.3 机械手电气控制系统图 (14)3.4 本章小结 (17)第4章机械手液压系统设计 (18)3.1 机械手工作原理分析 (18)3.2 液压系统工作原理图设计 (18)4.3 各液压缸载荷力分析 (20)4.4 本章小结 (21)第5章机械手手部的设计计算 (22)5.1 手部设计基本要求 (22)5.2 典型的手部结构 (22)5.3 机械手手爪的设计计算 (22)5.3.1 选择手爪的类型及夹紧装置 (22)5.3.2 手爪的力学分析 (23)5.3.3 夹紧力及驱动力的计算 (24)5.3.4 手爪夹持范围计算 (25)5.4 机械手手爪夹持精度的分析计算 (26)5.5 机械手手爪夹紧液压缸的尺寸参数确定 (27)5.6 本章小结 (28)第6章腕部的设计计算 (29)6.1 腕部设计基本要求 (29)6.2 腕部的结构及选择 (29)6.3 腕部的设计计算 (30)6.3.1 腕部设计考虑的参数 (30)6.3.2 腕部的驱动力矩计算 (30)6.3.3 腕部驱动力的计算 (31)6.3.4 液压缸盖螺钉选用计算 (32)6.3.5 东片和输出轴间的连接螺钉 (33)6.4 本章小结 (34)第7章臂部的设计及有关计算 (35)7.1 臂部设计的基本要求 (35)7.2 手臂的典型机构及结构的选择 (36)7.3 手臂直线运动的驱动力计算 (36)7.4 液压缸工作压力和结构的确定 (38)7.5 液压缸尺寸参数的确定 (40)7.6 本章小结 (41)第8章机身的设计计算 (42)8.1 机身的整体设计 (42)8.2 计身回转机构的设计计算 (43)8.3 机身升降机构的设计计算 (47)8.3.1 手臂偏重力矩的计算 (47)8.3.2 升降不自锁条件的分析计算 (48)8.3.3 升降液压缸驱动力的计算 (48)8.4 液压缸工作压力和结构的确定 (49)8.5 轴承的选择分析 (51)8.6 本章小结 (51)结论 (52)致谢 (53)参考文献 (54)XXXX 大学本科毕业设计(论文)主要符号表N F 手指夹紧力 NM 转动缸的回转力矩 N m ⋅ρ 偏重力臂 mmM 偏 偏重力矩N m ⋅ t 螺钉间距 mm0Q F 螺钉承受的拉力 NQ F 工作载荷 N's Q F 预紧力 Nφ启 转动缸起动角 度 ω 转动缸转动角速度rad sXXXX大学本科毕业设计（论文）第1章绪论1.1前言机械手。

第一章引言1.1 液压机械手概述液压传动机械手是以压缩液体的压力来驱动执行机构运动的机械手。

其主要特点是:介质源极为方便，输出力小，液压动作迅速，结构简单，成本低。

但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。

液压技术有以下优点:（1）体积小、重量轻，因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击；（2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速；（3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换；（4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制；（5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；（6）操纵控制简便，自动化程度高；（7）容易实现过载保护。

1.2 液压机械手的设计要求1.2.2 课题的设计要求本课题将要完成的主要任务如下:(1)机械手为通用机械手，因此相对于专用机械手来说，它的适用面相对较广。

(2)选取机械手的座标型式和自由度。

(3)设计出机械手的各执行机构，包括:手部、手腕、手臂等部件的设计。

为了使通用性更强，手部设计成可更换结构，不仅可以应用于夹持式手指来抓取棒料工件，在工业需要的时候还可以用气流负压式吸盘来吸取板料工件。

(4)液压传动系统的设计本课题将设计出机械手的液压传动系统，包括液压元器件的选取，液压回路的设计，并绘出液压原理图。

(5)机械手的控制系统的设计本机械手拟采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制，本课题将要选取PLC型号，根据机械手的工作流程编制出PLC 程序，并画出梯形图。

1.3 机械手的系统工作原理及组成机械手的系统工作原理框图如图1-1所示。

图1-1机械手的系统工作原理框图机械手的工作原理：机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。

指导老师:设计合作成员:一、设计项目名称机械手臂手指机构2二、设计目的本设计拟搬运宽度尺寸90～110mm、质量为5kg以内的六菱柱形钢质工件，手指机构带水平转盘.手指的动力驱动方式为液压传动。

液压传动的机械手是以压缩液体的压力来驱动执行机构运动的机械手。

三、设计要求(1)机械手为专用机械手，适用于夹六菱柱形钢质工件。

(2）选取机械手的座标型式和自由度。

(3)主要设计出机械手的手部机构。

(4)液压传动系统液压缸的选用四、设计方案4.1 机械手基本形式的选择机械手的典型结构一般可分为:回转型(包括滑槽杠杆式和连杆杠杆式两种)、移动型（移动型即两手指相对支座作往复运动）和平面平移型。

本设计采用二指回转型手抓。

4.2 机械手的主要部件及运动本机械手的部件有齿轮、齿条、连杆和液压缸等。

主要的运动有直动液压缸驱动齿条的平动、齿轮和齿条的啮合运动、连杆的转动和手抓的平行移动. 4.3 驱动方式的选择本机械手的驱动方案采用液压机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、控制方便.4。

4 机械手的技术参数列表用途:卸码垛机械手臂抓重:5kg抓取的物体的几何形状：宽度为90～110mm六菱柱形钢质工件机械手自重：小于等于10kg4.5 机械工作原理机械手的夹工件的工作原理框图如图1所示。

图1。

机械手夹工件的工作原理框图该机械手采用了液压驱动方式来实现其工作的要求，工作要求就是机械手能适应六菱柱形钢质工件不同面的夹持，故带有水平转盘手臂的回转运动。

传动机构采用齿条与齿轮啮合。

本机械通过液压驱动传递动力推动齿条平动，齿条与齿轮啮合将液压缸传来的水平运动转化为齿轮连杆的回转运动。

而齿条与齿轮啮合驱动四连杆转动，四连杆机构使夹板水平移动，完成对工件的夹紧松开。

机械手的整体结构图如图2、图3所示.手爪部分特点如下表述：1。

机械手手部由手爪（即夹板）和传力机构所构成。

机械手爪能夹宽度尺寸为90~110mm的工件，由于所夹工件是六菱柱形钢质工件，故在竖直方面上夹持会比较方便设计和简化机构，手爪部分可以做成平面夹板，而机构本身应带水平转盘机构以适应不同角度的夹持。

液压机械手设计毕业设计（论文）液压机械手设计毕业设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：一、引言1.1机械液压通用机械手，就其本质上来说，属于工业机器人的范畴，机器人学是近几十年来迅速发展起来的一门综合学科。

它集中了机械工程、电子工程、计算机科学、自动控制以及人工智能等多种学科的最新研究成果，体现了光机电一体化技术的最新成就，是当代科学技术发展最活跃的领域之一，也是我国科技界跟踪国际高技术发展的重要课题。

“机械手”（Machanical Hand）：多数指附属于主机、程序固定的自动抓取、操作装臵（国内一般称作机械手或专用机械手）。

如自动线、自动机的上下料，加工中心的自动换到的自动化装臵。

1.2机械手特点、结构与研究意义1.2.1机器人的特点机器人的主要特点体现在它的通用性和适应性等方面。

1.通用性机器人的通用性指具有执行不同功能和完成多样简单任务的实际能力；通用性也意味着，机器人是可变的几何结构。

或者说在机械结构上允许机器人执行不同的任务或以不同的方式完成同一工作。

2.适应性机器人的适应性是指具有对环境的自适应能力，及机器人能够自主执行实现经规划的中间任务，而不管执行过程中所发生的没有预计到的环境变化。

前言近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。

机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。

例如：在机床加工，装配作业，劳动条件差，单调重复易于疲劳的工作环境以及在危险场合下工作等。

随着工业技术的发展，工业机器人与机械手的应用范围不断扩大，其技术性能也在不断提高。

在国内，应用于生产实际的工业机器人特别是示教再现性机器人不断增多，而且计算机控制的也有所应用。

在国外应用于生产实际的工业机器人多为示教再现型机器人，而且计算机控制的工业机器人占有相当比例。

带有“触觉”，“视觉”等感觉的“智能机器人”正处于研制开发阶段。

带有一定智能的工业机器人是工业机器人技术的发展方向。

第1章液压机械手总体方案设计1.1机械手总体设计方案拟定机械手是能够模仿人手的部分动作，按照给定的程序，轨迹和要求，实现自动抓取、搬运或操作动作的自动化机械装置。

在工业中应用的机械手称为“工业机械手”。

能够配合主机完成辅助性的工作，随着工业技术的发展，机械手能够独立地按照程序，自动重复操作。

根据课题的要求，机械手需具备上料，翻转和转位等功能，并按照自动线的统一生产节拍和生产纲领完成以上动作。

设计可参考以下多种设计方案：1.1.1 采用直角坐标式，自动线呈直线布置，机械手在空中行走，按照顺序完成上料、翻转、转位等功能。

这种方案结构简单，自由度少，易于配线，但需要架空行走，油液站不能固定，使得设计复杂程度增加，运动质量增大。

图1.1.1 直角坐标式布局示意图1.1.2 机身采用立柱式，机械手侧面行走，按照顺序完成上料、翻转、转位的功能，自动线仍成直线布置。

这种方案可以集中设计液压站，易于实现电气，油路定点连接，但是占地面积大，手臂悬伸量较大。