毕业设计论文-四自由度的工业机器人机械手设计说明书

四自由度机械手毕业设计
四自由度机械手的毕业设计可以从以下几个方面入手：
1. 机械结构设计：根据所需的工作空间、负载要求、运动速度等参数，设计出四自由度机械手的整体结构。

其中，四自由度机械手的自由度一般包括三个旋转自由度和一个平移自由度。

2. 控制系统设计：根据机械手的运动方式和运动范围，设计出相应的控制系统。

可以采用传统的PID控制算法或者基于神经网络的控制算法，确保机械手的稳定性和精度。

3. 动力学分析：对机械手进行动力学分析，研究机械手在运动过程中的力学特性，比如加速度、速度、角加速度等参数，为机械手的优化提供理论依据。

4. 实验验证：经过机械结构设计、控制系统设计和动力学分析后，可以进行实验验证。

通过实验对机械手的运动精度、稳定性、负载承载能力等参数进行测试，对设计方案进行调整和优化。

以上只是一些可以从不同方面入手的思路，毕业设计的具体内容和难度还需要根据实际情况和要求进行具体确定。

机械手总体方案毕业设计引言：机械手是一种能够模拟人手动作的自动化装置，广泛应用于工业生产、医疗领域、科研实验等。

本总体方案旨在设计一台能够实现多自由度运动、具备灵活性和精确性的机械手。

一、设计目标：1.实现多自由度运动：机械手设计应具备足够的关节自由度，能够在不同方向和角度进行运动，适应不同工作场景的需求。

2.提高操作灵活性：机械手应具备灵活的手指和手腕，能够适应各种尺寸和形状的物体抓取，而不会因为形变而导致抓取失败。

3.实现精确控制：机械手的运动应具备高精度，并能够实现准确定位和精确操控。

4.提高安全性：机械手设计应考虑安全性，具备防护装置和自动停机等功能，确保操作人员的安全。

二、机械结构设计：1.关节设计：机械手应由多个关节组成，每个关节由电动机驱动，实现灵活的运动。

关节设计应具备足够的承载能力和稳定性，以确保机械手长时间运行的可靠性。

2.手指设计：机械手手指应具备可调节的灵活性，能够适应不同尺寸和形状的物体抓取。

手指可以采用弹性材料或具有可伸缩性的结构，以增加抓取的稳定性。

3.手腕设计：机械手腕部分应具备多自由度运动，既能够实现水平方向的旋转，又能够实现垂直方向的上下移动，以适应不同工作场景的需求。

4.传动系统设计：机械手的传动系统应选择合适的传动方式，如齿轮传动、链条传动等，以确保精确的位置控制和运动控制。

三、控制系统设计：1.电路设计：机械手的控制系统应包括电源、电机驱动器和数据传输装置。

电路设计应考虑供电稳定性、电磁干扰等因素，以确保机械手的正常运行。

2.传感器设计：机械手应搭载合适的传感器，用于感知物体的位置、形状和力度等参数，以实现对物体的准确抓取和操控。

3.控制算法设计：机械手的控制算法应具备实时性和精确性，能够根据传感器信息实现对机械手的准确控制。

常见的控制算法包括PID控制、模糊控制等。

4.用户界面设计：机械手的控制系统应提供友好的用户界面，使操作人员能够方便地操作机械手，并获取相关信息。

机械手设计摘要工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。

工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。

它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。

机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。

本文设计了一个机械手行走小车，以完成行走，抓取，翻转等功能，对应分别要有行走机构，抓取机构，提升机构，翻转机构等来实现。

该小车是由步进电机驱动，由各特征点运动的合成形成小车的各种运动。

整个小车的机械设计是以所学机构方面的理论知识为理论基础的，参考小车的组成机构，同事兼顾使用场合的环境，以“模块化”的设计思想完成了几个运动模块的设计。

关键词：机械手智能运动模块引言0.1机械手简介 (1)0.2机械手的组成 (3)0.3 应用机械手的意义 (5)第一章总体技术方案及系统组成1.1原始数据 (7)1.2 工作要求 (7)1.3系统组成 (8)1.4总体技术方案 (8)第二章机械手的液压部分2.1液压系统的工作原理 (10)2.2液压传动的工作特征 (10)2.3液压系统的组成 (10)2.4液压系统的优、缺点 (11)第三章回转装置的总体组成及结构设计3.1 回转装置的组成 (13)第四章机械传动方案的设计与计算4.1 小车的主要组成部分 (15)4.2 同步带传动方式优缺点 (15)4.3 驱动动力源 (15)4.4 机械传动方案的设计计算 (16)第五章零件加工编程5．1数控车床加工程序编制基础 (22)5．2程序编制 (23)设计小结 (30)谢辞 (31)参考文献 (32)机械手首先是从美国开始研制的。

1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。

它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的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。

学院毕业设计(论文)工业机器人机械手设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《工业机器人机械手设计》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。

承诺人（签名）：年月日摘要本文对机械手进行了总体方案设计，确定了机械手的座标型式和自由度，确定了机械手的技术参数。

同时，分别设计了机械手的夹持式手部结构以及吸附式手部结构;设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩;设计了机械手的手臂结构，设计了手臂伸缩、升降用液压缓冲器和手臂回转用液压缓冲器。

关键词：工业机械手，机械手，气动毕业设计（论文）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.Key Words:industrial robot, manipulator, pump, air pressure drive目录摘要 (III)Abstract..................................................................................................................................... I V 目录 (V)第1章引言 (7)1.1 工业机械手概述 (7)1.2 工业机器人机械手的课题设计要求 (8)1.3 机械手的系统工作原理及组成 (13)第2章机械手的整体设计方案 (8)2.2 机械手的手部结构方案设计 (10)2.3 机械手的手腕结构方案设计 (11)2.4 机械手的手臂结构方案设计 (11)2.5 机械手的驱动方案设计 (11)2.6 机械手的控制方案设计 (11)2.7 机械手的主要技术参数 (11)第3章手部结构设计 (15)3.1 夹持式手部结构 (15)3.1.1手指的形状和分类 (15)3.1.2设计时考虑的几个问题 (15)3.1.3手部夹紧气缸的设计 (16)第4章手腕结构设计 (20)4.1 手腕的自由度 (20)4.2 手腕的驱动力矩的计算 (20)4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩 (20)4.2.2回转气缸的驱动力矩计算 (23)4.2.3 手腕回转缸的尺寸及其校核 (24)第5章手臂伸缩，升降，回转气缸的尺寸设计与校核 (27)5.1 手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核 (27)5.1.1 手臂伸缩气缸的尺寸设计 (27)5.1.2 尺寸校核 (27)5.1.3 导向装置 (28)5.1.4 平衡装置 (28)5.2 手臂升降气缸的尺寸设计与校核 (28)5.2.1 尺寸设计 (28)5.2.2 尺寸校核 (28)5.3 手臂回转气缸的尺寸设计与校核 (29)5.3.1 尺寸设计 (29)5.3.2 尺寸校核 (29)总结 (31)参考文献 (32)致谢 (33)第1章引言1.1 工业机械人概述随着科技的发展人类的生活也向自动化靠拢，作为自动化中不可缺少的机器人渐渐地融入我们的生活，成为我们生活中不可缺少的一部分。

四自由度圆柱坐标型工业机器人机械设计摘要在现代制造业中，工业机器人已成为不可或缺的核心自动化装备。

工业机器人适应工作环境能力强，可担任各种类型各种强度的生产工作，精度高、速度快、易于控制，可显著提高生产的工业自动化水平。

国内工业机器人起步晚，市场占有率低，许多核心技术还没有掌握，可靠性低，应用范围小，零部件互换性低。

现设计一种四自由度的圆柱坐标型机器人，能实现工件的上下搬运。

该四自由度机器人由两个旋转自由度机构和两个平移自由度机构组成，根据机器人运动参数，选择足够功率的伺服电机，然后，估算驱使机构各自由度运动需要的力及扭矩，选择传动比合适且大小合适的减速器。

通过伺服电机减速器驱动机构的运动，实现机器人腰部旋转，手臂的竖直升降，手臂的水平移动和末端操纵器的旋转。

在机器人辅助系统的设计部分，还考虑了伺服电机导线坦克链的排布，机构零点位置的触发开关及其导线排布的设计。

关键词：四自由度，圆柱坐标，工业机器人，机械设计Mechanical Design of a 4-DOF CylindricalIndustrial RobotAbstractIn modern manufacturing, industrial robot has become an indispensable core automation equipment. Industrial robot has good adaptability, can adapt to all kinds of mass production, high precision, fast speed, easy to control, can significantly improve the automation level of production. Domestic industrial robots started late, has low market share, low reliability, and many core technologies have not yet mastered. The application scope is small, the interchangeability of parts is low.The design of a kind of four degree of freedom cylindrical coordinate robot, can realize the workpiece moving up and down. The four degree of freedom robot mechanism is composed of two rotational degrees of freedom and two translational degrees of freedom mechanism. According to the robot movement parameters, servo motor is selected, and then estimates the sufficient power, force and torque of each degree of freedom movement needs, choose the appropriate transmission ratio and suitable reducer. Drive mechanism motion through the servo motor reducer, and then we can realize the robot waist rotation, vertical lifting arm, arm movement and rotation of the end effector. In part of the design of robot auxiliary system, we take the arrangement of servo motor wire tank chain, design the trigger switch and wire arranging mechanism the zero position into consideration.Key Words：4-DOF; Cylindrical coordinates; Industrial Robot; Mechanical design目录摘要 (ⅰ)Abstract (ⅱ)第一章引言 (1)1.1 工业机器人 (1)工业机器人的概念及特点 (1)1.1.2 工业机器人的组成 (1)1.1.3 国内外发展状况 (2)1.2 研究内容 (2)1.2.1 研究方法 (2)1.2.2 研究成果 (2)1.3研究意义 (2)第二章机构结构设计 (4)设计分析及方案拟定 (4)2.1.1 设计要求 (4)2.1.2 设计流程 (5).3 方案拟定 (5)主要结构件设计 (6)2旋转平台结构 (6)滚珠丝杠结构 (7)中间连接器 (9)外壳设计 (11)2.3受载变形校核 (11)第三章传动机构设计 (13)3.1腰部转动 (13)3减速器选择 (13)伺服电机选择 (14)3.1.3传动法兰盘设计 (15)3.2竖直平移 (16)3滚珠丝杠及螺母选择 (16)伺服电机选择 (18)联轴器选择 (19)3.3水平平移 (20)3滚珠螺母丝杠选择 (21)伺服电机选择 (21)联轴器选择 (22)3.4手臂末端操纵器旋转 (23)3伺服电机选择 (23)减速器选择 (24)第四章辅助机构设计 (25)4.1 坦克链线路设计 (25)4.2 机构零点设计 (26)第五章总结与展望 (28)5.1 总结 (28)5.2 展望 (28)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)第一章引言工业机器人1工业机器人的概念及特点我国专家学者对于工业机器人的概念解释也各有不同，综合各方面的说法，从工业机器人能实现的功能来讲，工业机器人是有以下功能的机器：〔1〕具有执行运动操作的机构；〔1〕具有通用性，可实现多种运动操作；〔2〕有一定程度的智能，能重复编程；〔3〕有一定的独立性，一定程度上不依赖人的操纵。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊机械手毕业设计论文第一章总论1.1 机械手的概况及要求1.1.1 机械手的概况工业机器人由机械本体、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置等构成，它是一种能够仿人操作、自动控制、可以重复编制程序、并能够在三维空间完成各种作业的机电一体化生产设备。

机器人技术是结合了计算机、控制、机构学、信息和传感器技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代十分活跃且应用尤其广泛的领域。

它的应用情况如何，是一个国家工业自动化水平的标志。

机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器的特长的一种拟人的电子装置，既有人对环境的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上来说它是机器发展过程的必然产物，是工业以及非产业界的重要生产和服务性的设备，也是先进的自动化生产过程中不可缺少的自动化设备。

机械人的应用会带来巨大的社会效益和经济效益。

社会效益：1、可以改善工作人员的劳动环境，使工人安全性提高，劳动强度降低。

2、在科学研究和生产等众领域机器人可以代替人类做人类难以完成的工作。

3、在无故障的情况下，工作时不会受到情绪的影响。

经济效益：1、可以提高生产效率。

2、可以提高产品质量。

3、可以减少工作场地。

4、可以降低成本，包括劳动成本，节能和节省原材料。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊5、可以简化管理，降低库存。

6、可以做到产品批量可大可小，品种多样化，转产周期快1.1.2 对机械手的一般要求机械工业中应用机械手的主要目的，一是解决生产过程自动化，二是改善劳动条件，降低劳动强度，提高劳动生产率和降低成本。

因此要求机械手成本低，品种多样化，零件、元件系列化、通用化、标准化、性能化、性能稳定可靠。

一、降低机械手的成本为扩大机械手的使用范围，必须降低机械手的成本。

摘要本文简要介绍了电动式关节型机器人机械手的概念，机械手硬件和软件的组成，机械手各个部件的整体尺寸设计，气动技术的特点。

本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。

同时，设计了机械手的夹持式手部结构，设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。

设计了机械手的手臂结构。

设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图，大大提高了绘图效率和图纸质量，画出了机械手的装配图图。

关键词：工业机器人机械手电动电动式关节型机器人机械手AbstractAt first, the paper introduces the conception of the industrial robot and the Eller. Dairy information of the development briefly. What’s more, the paper accounts for the background and the primary mission of the topic.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,The paper designs the structure of the hand and the equipment of the drive of the manipulator. This paper designs the structure of the wrist, computes the needed moment of the drive when the wrist wheels and the moment of the drive of the pump.The paper designs the structure of the arm. The paper institutes two control schemes of according to the work flow of the manipulator. The paper draws out the work time sequence chart and the trapezium chart.KEY WORDS: Industrial robot robot electricelectric-type joints robot manipulator第1章绪论1.1绪言到目前为止，世界各国对“机器人机械手”还没有做出统一的明确定义。

1 引言近年来全球家用机器人发展迅猛，联合国日前公布的一份调查显示，到2007年末，家用机器人数量将会上涨6倍，而且随着机器人的普及，其价格将会大幅下降。

从机器人诞生到本世纪80年代初，机器人技术经历了一个长期缓慢的发展过程。

到了90年代，随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展，机器人技术也得到了飞速发展。

除了工业机器人水平不断提高之外，各种用于非制造业的先进机器人系统也有了长足的进展。

服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员。

到目前为止尚没有一个严格的定义，不同国家对服务机器人的认识也有一定差异。

服务机器人的应用范围很广，主要从事维护、保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。

在国内，智能轮椅上已经取得突破性进展，上海交通大学和上海电气集团联合研制出智能轮椅样机。

它的人机接口包括操纵杆、鼠标和键盘和触摸屏等，传感器系统包括视觉、声纳传感器环、红外传感器环和碰撞传感器，能够实现避障、避碰、防跌、沿墙走、主人跟随、过门、路标导航等多种自主功能。

在国内，智能轮椅上已经取得突破性进展，上海交通大学和上海电气集团联合研制出智能轮椅样机。

它的人机接口包括操纵杆、鼠标和键盘和触摸屏等，传感器系统包括视觉、声纳传感器环、红外传感器环和碰撞传感器，能够实现避障、避碰、防跌、沿墙走、主人跟随、过门、路标导航等多种自主功能。

医学上把辅助人体、支撑体重、保持平衡和行走的工具通称为助行器[1]。

普通的助行器包括拐杖、助步架，是行走困难的老人和残疾人、以及感知困难的视弱和盲人等广泛使用的行走辅助设备。

这些普通助行器的功能非常简单，舒适性和安全性有限，如果是下肢完全失控或者上肢力量欠缺的瘫痪患者，则难以倚靠这些简单设备实现站立和行走，更无法帮助老年人和残疾人实现高质量的、独立生活的愿望。

近年来，机器人技术，包括运动控制、传感和导航，与上述传统行走辅助设备相结合而成的助行机器人，成为国内外研究热点。

助行机器人技术早在国外尤其是美国、日本、韩国等已取得了相当多的研究成果。

四自由度搬运机械手的设计毕业论文1引言1.1机械手研究的背景及其意义机械手是当今世界的科技革命发展飞速变革的必然产物，它的出现标志着现今的工业、制造业水平发展到了前所未有高水平阶段。

最初出现的机械手只是应用在航空航天和海洋勘探等高端科技领域，随着近几十年来计算机在科技领域全面应用，科技革命的变革也加速了科学技术的蓬勃发展。

在此背景下机械手技术也在飞速发展，并且在其应用领域也不断地深入、飞速地拓宽，特别是近些年来机械手在现代制造业领域更是得到了非常广泛的应用。

由于机械手是通过预先编写好的程序来控制其动作次序和轨迹，所以机械手可以代替人力去完成那些单调的、重复的、特别是对于人类来说毫无意义的工作，除此之外机械手还能够在恶劣的环境中完成那些人类不想完成的或不能完成的工作，特别是在一些危险的工作环境或者是对精度要求较高的工作条件之下，机械手相比较人力有得天独厚的优势——机械手在某些邻域能够完全替代人力，将人类从脏、乱、差的工作环境中解放出来，这是人类社会几千年来的又一次变革和人类生活方式的又一次蜕变。

特别是近几十年来工业、制造业领域在机械手的广泛应用下发生了伟大的变革，在此背景下整个社会的生产力水平、产品生产质量和生产效率大大提高，与此同时在工业生产中现代工人的劳动强度也大大降低。

机械手技术虽然发展迅猛，但现在市场上的机械手大多还处在高端应用领域，价格也相对昂贵，不能满足低成本、低层次应用领域的需求。

所以本课题希望设计出一种成本低、应用层次相对较低的机械手，填补这一领域市场的空白，这对于工业、制造业领域以及人类社会的发展都具有及其重要的意义和价值。

在机械手技术领域中，机械手在模型设计上，四自由度机械手是机械手产品中的典型设计模型，在技术上，四自由度机械手技术门槛相对较低——四自由度便于设计和实现，在应用层面上，四自由度机械手对于一般的重复性工作条件完全满足，在成本上，四自由度机械手在满足一些复杂动作的工作条件下便于实现低成本，也就说其性价比相对较高，所以本论文以《四自由度搬运机械手》为课题进行研究旨在设计出一个比较实用的、成本低的、具有一定的实际应用价值的机械手。

哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）任务书学生姓名系部机电工程系专业、班级指导教师姓名职称高工从事专业机械外聘是题目名称气动四自由度机械手的结构设计一、设计（论文）目的、意义机械手能够降低工人的劳动强度、提高生产率、实现自动化生产，通过本次设计锻炼学生的综合结构设计能力。

二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）1、自拟一个套类零件图,完成对该零件实现夹持能力的气动四自由度机械手，设定夹持位置的高度、夹持力的大小、夹持范围、臂展长度及俯仰角度。

2、设计气路工作原理图。

三、设计（论文）完成后应提交的成果完整的设计图纸一套，毕业设计论文一本。

(1)计算说明部分：设计说明书一份(2)图纸部分：完成A0图纸2张，零件图若干四、设计（论文）进度安排1、2013.9.10 ----2013.930 收集资料；2、2013.10.1----2013.10.15 初步设计阶段；3、2013.10.16---2013.11.10 总体结构设计；4、2013.11.11---- 2013.12.9 机构设计；5、2013.12.10------- 撰写论文、检查图纸，准备答辩。

五、主要参考资料[1] 陈奎生. 液压与气压传动[M]. 武汉理工大学出版社，2001.8：3.[2] 张树森. 机械制造工程学[M]. 东北大学出版社，2001.3：228-258.[3] 付亚军. 花键轴自动线上下料机械手的设计[J]. 十堰大学学报（自然科学版）.1997，（1）：36-39.[4] 梁梅超. 一种数控车床气动自动夹紧送料装置[J]. 机械制造. 2005.8，43（492）：67-68.[5] 朱光力. 三坐标气动机械手气动控制回路设计[J]. 机械设计与制造.2003.4，（2）：61-62.[6] 高微，杨中平，赵荣飞等. 机械手臂结构优化设计[J]. 机械设计与制造.2006.1，（1）：13-15.六、备注指导教师签字：2013年9月10日教研室主任签字：年月日。

四自由度机械手本科毕业设计说明书(论文)摘要在中国工业韧带发展中，很多高生产率高精度的机械加工设备从国外引进，比如数控车床和铣床等，还有把几种机床的功能集中在一起的加工中心等。

总之这类CNC机床大大的提高了工作速度，产品的加工精度，降低了工作的劳动强度，所以大受欢迎。

但是这类设备引进费用也是相当的昂贵，所以国内很多企业的技术人员在原先的旧机床上进行改进，来达到提高生产率和降低工人的劳动强度，实现工业自动化，这类改进同样也大受欢迎。

本文所设计的机械手主要用于搬运工件，工件总重不大于10Kg，长150cm，宽150cm，高150cm的立方体。

为了增加本机械手的通用性，在结构尽可能紧凑的情况下，最大限度的是机械手具有较大的抓取范围。

本文主要介绍了搬运机械手的概念、组成和分类，接受的自由度和坐标形式、运动及国内外的发展状况。

对于搬运接受进行总体方案设计，首先机械手的驱动装置为液压缸，然后确定了机械手的坐标像是为圆柱坐标型，自由度数为4，接着确定了机械手的驱动装置为液压缸，然后确定了机械手的主要技术参数。

同时，设计了机械手的手部结构形式为气缸杠杆式手爪、臂部结构形式采用液压缸导向连接的双横臂结构，底座采用电机带动竖臂的旋转。

机身结构形式为升降缸用液压缸的结构形式，计算出夹紧工件所需的驱动力、手爪转动时所需的驱动力矩、手臂的伸缩所需的驱动力手臂的俯仰所需的驱动力、手臂的升降所需的驱动力，和手臂回转所需的驱动力矩。

继而设计了装箱机械手的各部分液压缸的尺寸和结构及各部分之间连接与支承部件的结构与尺寸。

关键词:搬运机械手; 液压驱动;液压缸;自动化I本科毕业设计说明书(论文)AbstractIn China industrial ligament development, a lot of high productivity high precision machining equipments imported from abroad, such as CNC lathes and milling machines, and have several function of machine together in processing center, etc.. In this kind of CNC machine greatly improves the speed of work, product processing precision, reduces the labor intensity of work, so popular. But this kind of equipment is also very expensive, so many domestic enterprises technical personnel in the original old machine is improved, to improve productivity and reduce labor intensity of workers, industrial automation, this kind of improvement is also very popular.The manipulator is designed in this paper is mainly used forhandling the workpiece, the workpiece weight is less than 10Kg, length 150cm, width 150cm, high 150cm cube. In order to increase theversatility of manipulator in structure, as far as possible compact case, maximum limit is the manipulator has a large capture range.This paper mainly introduces the concept, composition andclassification of the manipulator, freedom and coordinates, movement and development at home and abroad to accept. For the handling of acceptance for the overall program design, first drive manipulator for hydraulic cylinder, and then determine the coordinate manipulator like cylindrical coordinate, the number of degrees of freedom is 4, then the drivemanipulator for hydraulic cylinder, and then determined the main technical parameters of the manipulator. At the same time, the structure design of hand manipulator is cylinder lever type hand, arm structure adopts hydraulic cylinder guide connecting double wishbone structure, base the motor driven vertical arm rotation. Fuselage structure for lifting cylinder hydraulic cylinder structure, calculated clamping the workpiece required driving force, the gripper rotation required driving torque, the telescopic arm required driving force arm pitching required driving force, the arm lifting required driving force, driving torque and arm rotation required. Then design the structure and size and the supporting parts of the connection between the parts of the hydraulic cylinder loading manipulator size and structure and components.Key words:Manipulator; hydraulic drive; hydraulic cylinder; automationII本科毕业设计说明书(论文)目录摘要 ..................................................................... . (I)1绪论 ..................................................................... .. (1)1.1前言 ..................................................................... (1)1.2简史 ..................................................................... (1)1.3基本型式 ..................................................................... . (2)1.4机械手分类 ..................................................................... (3)1.5应用概况 ..................................................................... . (5)1.6发展趋势 ..................................................................... . (9)2装箱机械手的整体设计...................................................................... (12)2.1机械手的组成 ..................................................................... ....................................... 12 3机械手各部分机构设计...................................................................... (20)3.1手部结构设计 ..................................................................... (20)3.2横臂结构设计 ..................................................................... (21)3.3齿轮传动部分设计 ..................................................................... . (21)3.4销轴设计 ..................................................................... .. (25)3.5底座 ..................................................................... . (26)4传动系统及其他部分的设计 ....................................................................284.1气缸选择 ..................................................................... .. (28)4.2液压缸选择 ..................................................................... . (28)4.3电动机选择 ..................................................................... . (31)4.4联轴器选择 ..................................................................... . (33)4.5轴承的选择 ..................................................................... . (35)4.6螺栓螺钉的选择 ..................................................................... .. (37)结论 ..................................................................... . (39)致谢 ..................................................................... .. (40)参考文献 ..................................................................... .. (40)附录 ..................................................................... .. (42)禽岛学院本科毕业设计说明书(论文)1绪论1.1前言机械手是能模仿人手和臂的某种动作功能，用以固定程序抓取、搬运物件或操作工具有自动操作装置。

目录1 引言 (1)1.1工业机械手研究现状 (1)1.2工业机械手的功能及应用 (1)1.3本文研究内容及研究意义 (3)2工程机械仿真简介 (3)2.1概述 (3)2.2工程机械仿真的思想、内容和特点 (3)2.3参数化设计概念 (4)2.4工程机械零部件参数化仿真设计 (4)3 PRO/E功能介绍 (5)3.1引言 (5)3.2P RO/E对三维模型的处理 (5)3.2.1 Pro/E的三维模型创建功能 (5)3.2.2 Pro/E建模的一般过程 (6)3.2.3 利用族表实现零件系列化设计 (6)3.3P RO/E的特点及产品外观造型设计 (6)4 ADAMS功能介绍 (9)4.1ADAMS概述 (9)4.2 ADAMS基本功能 (9)4.3ADAMS和P RO/E之间的数据转换 (11)5仿真分析 (12)5.1仿真流程图 (12)5.2模型建立 (13)5.2.1利用Pro/E建立机构模型 (13)5.2.2 ADAMS仿真模型等效转换 (14)5.3ADAMS仿真 (15)5.3.1仿真设置 (15)5.3.2仿真结果 (15)6 运动学分析 (17)6.1建立坐标系 (17)6.2运动学分析 (17)7结束语 (19)参考文献 (20)致谢 (21)1 引言1.1工业机械手研究现状随着机器人研究的不断深入和机器人领域的不断发展，机器人仿真系统在机器人设计和研究方面，发挥着重要的作用，它可应用于机器人的许多方面，已成为机器人学的一个重要分支。

例如：可帮助研究人员了解机器人工作空间的形态及极限；还能帮助研究人员了解机器人工作空间的形态与合理性；可用于分析检验轨迹规划和作业规划的正确性与合理性；可为离线编程技术的研究提供一种极为有效的验证手段；可以用于实时检测机器人与作业环境之间的碰撞与干涉以保证整个生产单元的安全等。

此外，仿真技术还可以帮助用户选择适合特定作业环境的机器人类型。

机械手是近年来发展起来的综合学科。

四自由度搬运机械手的设计毕业论文摘要：机械手作为自动化装置中的重要组成部分，广泛应用于工业生产线、仓储物流等领域。

本论文以四自由度搬运机械手设计为研究对象，对机械手的动力学和控制系统进行分析和优化设计。

通过对机械手的结构设计、动力学建模和控制算法的优化，进一步提高机械手的工作效率和精度。

论文总结了机械手设计中的关键问题，并给出了相应的设计和优化方案。

实验证明，该设计方案在搬运工作中具有较好的性能表现。

关键词：机械手；搬运；动力学；控制系统1.引言机械手作为一种重要的自动化装置，广泛应用于工业生产线、仓储物流等领域，实现了对物体的自动化搬运和装配。

机械手的设计涉及到多学科知识的综合运用，包括机械工程、电子工程、控制科学等。

本论文以四自由度搬运机械手设计为研究对象，对机械手的动力学和控制系统进行分析和优化设计。

2.机械手的结构设计在机械手的结构设计中，考虑到搬运过程中的工作负荷和工作空间的要求，选择了四自由度机械手结构。

该结构由基座、臂架、运动链和机械手末端执行器等部分组成。

基座为机械手提供了稳定的支撑，并具备旋转自由度。

臂架通过关节连接基座和运动链，增加了机械手的活动范围。

运动链通过关节连接臂架和末端执行器，实现了机械手的搬运动作。

3.机械手的动力学建模机械手的动力学建模是机械手设计中的重要步骤，通过建立机械手的运动学和动力学方程，可以预测机械手在搬运过程中的运动轨迹和力学特性。

本论文采用牛顿－欧拉法建立了机械手的动力学方程，并通过计算机仿真验证了动力学模型的准确性。

4.机械手的控制系统设计机械手的控制系统设计是机械手设计中的另一个关键问题，其目标是实现机械手的精确定位和力控制。

本论文采用PID控制算法对机械手的位置和力控制进行了优化设计，并结合机械手的动力学特性进行了参数调节和鲁棒性分析。

实验证明，该控制系统具有较好的性能表现，能够满足机械手在搬运过程中的控制要求。

5.结论通过对四自由度搬运机械手的设计进行了详细分析和优化，本论文提出了一种高效、精确的机械手设计方案。

毕业设计任务书四自由度关节型机器人设计学生指导教师班级职称系主任主管院长XX学院20XX年 5 月前言随着世界经济的发展和经济全球化，国内外的市场竞争将日趋激烈，企业必须走工业全面自动化的道路。

机器人的出现，正是顺应了工业自动化新阶段——柔性化的社会需要，是社会经济发达的必然产物。

机器人的产业化及其广泛应用，必将为社会带来巨大的经济效益，把人类从繁重的体力劳动和有害环境中解放出来。

机器人在许多生产领域的使用实践证明，它在提高生产自动化水平，提高劳动生产率和产品质量以及经济效益，改善工人劳动条件等方面，有着令世人瞩目的作用，引起了世界各国和社会各层人士的广泛兴趣。

在新的世纪，机器人工业必将得到更加快速的发展和更加广泛的应用。

从近年世界机器人推出的产品看，未来工业机器人具有如下的发展趋势：(1) 高级智能化未来机器人与今天的相比最突出的特点在于其具有更高的智能。

随着计算机技术、模糊控制技术、专家系统技术、人工神经网络技术和智能工程技术等高新技术的不断发展，必将大大提高工业机器人学习知识和运用知识解决问题的能力，并具有视觉、力觉、感觉等功能，能感知环境的变化，做出相应反应，又很高的自适应能力，几乎能象人一样去干更多的工作。

(2) 应用广泛化在21世纪，机器人不再局限于工业生产，而是向服务领域扩展。

社会的各个领域都可由机器人在工作，从而使人类进入机器人时代。

根据专家预测，用于家庭的“个人机器人”必将在21世纪得到推广和普及，人类生活将变得更加美好舒适，模仿生物从事生物特点动作的仿生机器人将倍受社会青睐，警备和军事用机器人也将在保卫国家安全方面发挥重用的作用。

(3) 产品微型化微机械电子技术和精密加工技术的发展为机器人微型化创造了条件，以功能材料、智能材料为基础的微驱动器、微移动机构以及高度自治的控制系统的开发使微型化成为可能。

微型机器人可以代替人进入人本身不能到达的领域工作，帮助人类进行微观领域的研究：帮助医生对病人进行微循环系统的手术，使之可注入血管清理血液，清除病灶和癌变，尺寸极微小的纳米机器人将不再是梦想。

四自由度的工业机器人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，工业机器人作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、喷涂、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。

本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。

首先，本文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；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，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器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。

1.1 机器人概述在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。

化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。

但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。

专用机床是大批量生产自动化的有效办法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。

但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。

机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。

“工业机器人”（Industrial Robot）：多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置（国内称作工业机器人或通用机器人）。

机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。

机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。

目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器人。

目录1.设计背景 (2)2.设计思路 (3)3.设计方案 (7)4.循环动作 (8)5.设计心得体会 (9)6.参考文献 (10)随着社会的进步和科技的发展，机器人产品开始进入到生产过程和日常生活中，各种类型的机器人在特定的工作环境下发挥着越来越重要的作用。

但是目前对于移动式机器人多采用轮式移动机构，在适应复杂地形时无法满足路况的要求，由此设计一种灵活的、行走平稳和对路况适应性强的机器人成为解决此类问题的关键. （1)为了对工业生产进一步了解，了解机器人工作原理(2）由于组装复杂要求实践性更强，这样提高学生动手能力在传统实验里，主要是课程中的具体原理或理论的验证性实验，如机械原理中齿轮范成实验，主要是为了验证齿轮的加工原理；再如机械设计中的带传动实验主要是为了验证带传动中的两个重要的现象—-弹性滑动和打滑.这些传统型实验对学生更好的理解课本的理论知识有很大的帮助，具有课本结合性强的特点。

(3）安装过程中应用知识面更广,培养综合素质实验的内容涉及面极广,不仅包括传统机械相关的实验内容，而且还涉及到了电动机、自动控制、软件编程（慧鱼公司自带的编辑软件）等多学科的知识，最重要是它能够把这些很好地知识结合起来，并体现到某个模型中。

（4）组建灵活性大，可以自行设计装配创新性高，增加学生研究性思维而在慧鱼实验中，学生不仅可以对教具所提供的样本模型进行验证式实验(通过这些模型实验可以使学生掌握机械、电子和自动化等的相关知识），而且可以把这些不同模型的特点结合起来，进行自主设计,设计出新的作品来，因此慧鱼实验具有较高的创新性。

该机器人的工作空间形式主要有四个自由度的运动和机械手的夹松运动.1．机械手的夹紧运动（如下图所示)电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到丝杆，通过丝杆的转动转化为手爪的夹紧或松开运动。

传动方式：控制信号—电机—减速箱—丝杆—机械手2．自由度一：机械手基座的旋转运动(如下图所示)电机输出动能，经减速箱调节速度并传递，通过齿轮传动，齿轮转动带动底座进行旋转运动。