自由度搬运物料工业机器人的设计设计

搬运机器人结构设计与分析摘要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，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。

本课题主要对搬运机器人的机械部分展开讨论，对原有的机械结构提出了新的改进方法，并把现在的新技术应用到本课题中，从而使得搬运机器人更加适用于现在的工业工作环境。

通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状，提出了具体的搬运机器人设计要求，并根据搬运机器人各部分的设计原则，进行了系统总体方案设计以及包括：机器人的手部、腕部、臂部、腰部在的机械结构设计。

此搬运机器人的驱动源来自液压系统，执行元件包括：柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。

通过液压缸的运动来实现搬运机器人的各关节运动，进而实现搬运机器人的实际作业。

关键词：搬运机器人；液压系统；机械结构设计；操作AbstractIn the modern large-scale manufacturing industry,enterprises to improve productivity, and,guarantee product quality, as an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. Industrial robot technology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Currently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work.The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the original mechanical structure proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working environment.Through a detailed understanding of the robot in the industrial application,to propose specific handling robot design requirements,and according to the robot design principles of various parts, for the system as well as including:the robot's hand, wrist, arm, waist, the design of mechanical structures.The transfer robot driven by the source from the hydraulic system, and the implementation of components including:plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydraulic cylinders, etc.Through the hydraulic cylinder movements to implement the joint transport robot motion,And realize the operational handling robot.Keywords：Transfer robot；Hydraulic System；Mechanical Design；Operating第1章总论1.1 概述搬运机器人在实际的工作中就是一个机械手，机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。

轴承坯料搬运机械手的设计摘要机械手是一种机械技术与电子技术相结合的高技术产品。

采用机械手是提高产品质量与劳动生产率，实现生产过程自动化，改善劳动条件，减轻劳动强度的一种有效手段。

它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术装备。

机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和生产自动化水平。

工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期、频繁、单调的操作，采用机械手是有效的；此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。

本课题的主要内容是采用机械设计原理，进行三自由度搬运机械手的设计，熟悉三自由度机械手的运用场合和相关的设计步骤。

机械手可以代替很多重复性的体力劳动，从而减轻工人的劳动强度，提高生产效率。

结合三自由度设计的各方面的知识，在设计过程中学会怎样发现问题．解决问题.研究问题。

并且在设计中融入自己的想法和构思，提高自己的创新能力。

尽力使机械手使用方便，结构简单。

关键词：机械手，输送工件，搬运，三自由度- 1 - / 47ABSTRACTManipulator is a mechanical technology and electronic technology with the combination of high technology products. Using manipulator is to improve product quality and productivity, and realize the automatic production process, improve working conditions, and reduce labor intensity of a kind of effective method. It is an imitation of the upper part of the human body function, according to the predetermined requirement or parts transportation holding tools for operation of the automation technology and equipment. Robots can replace the hands of heavy labor, significantly reduce the labor intensity, improve working conditions, and improve labor productivity and production automation level. Industrial production often appears in the handling of the heavy and long-term, frequent, drab operation, USES the manipulator is effective; In addition, it can be in high temperature, low temperature, deep water, the universe, radioactive and other toxic, pollution environment conditions operation, more shows its superiority, with broad prospects.This topic is the main content of the mechanical design principle of the design of the three doff carrying manipulator, familiar with three degrees of freedom of the manipulator using occasions and related design steps. Robots can replace a lot of repeatability of physical labor, so as to reduce the labor intensity, improve production efficiency. Combined with three degrees of freedom all aspects of design knowledge, in the design process learn how to find out the problem to solve problems. And in the design idea and into their idea, improve their innovation ability. Try to make robots easy to use simple structure.Key Words: Manipulator, conveying work piece, handling, three degrees of freedom目录摘要................................................................ - 1 - ABSTRACT.............................................................. - 2 - 1 绪论................................................................ - 5 -1.1机械手的历史.................................................. - 5 -1.2 机械手的组成.................................................. - 6 -1.3 机械手的分类.................................................. - 7 - 第2章搬运机械手机构总体方案设计..................................... - 9 -2.1 搬运机械手设计要求............................................ - 9 -2.2 基本设计思路.................................................. - 9 -2.2.1 系统分析................................................ - 9 -2.2.2 总体设计框图........................................... - 10 -2.2.3 搬运机械手的基本参数................................... - 11 -2.3 搬运机械手结构设计........................................... - 11 -2.3.1 搬运机械手坐标形式的选择............................... - 11 -2.4 机械手材料的选择............................................. - 12 -2.5机械臂的运动方式............................................. - 12 -2.6 搬运机械手驱动与控制系统分析................................. - 13 -2.6.1 驱动方式的选择......................................... - 13 -2.6.2 控制系统的选择......................................... - 13 -3 搬运机械手机械结构设计与计算....................................... - 14 -3.1 搬运机械手手爪设计........................................... - 14 -3.2 搬运机械手手臂设计........................................... - 14 -3.2.1 伸缩机械臂的设计....................................... - 14 -3.2.2 升降机械臂的设计....................................... - 15 -3.2.3 旋转机械臂的设计....................................... - 17 -3.3 手部设计计算............................................. - 17 -3.4 腕部设计计算............................................. - 21 -3.5 液压驱动系统设计......................................... - 22 -3.6机身结构的设计........................................... - 24 -3.6.1 电机的选择............................................. - 25 -3.6.2 螺柱的设计与校核....................................... - 25 -3.6.3 机座的机械结构示意图................................... - 26 -4 搬运机械手控制系统的设计........................................... - 28 -4.1 PLC简介..................................................... - 28 -4.2 PLC工作原理................................................. - 28 -4.3 PLC机型的选择............................................... - 28 -4.3.1 PLC机型的选择......................................... - 28 -4.3.2 所选PLC的参数......................................... - 29 -- 3 - / 474.4 PLC控制面板的拟定........................................... - 30 -4.5 机械手工艺过程和控制方案的确定............................... - 31 -4.5.1 明确工艺要求........................................... - 31 -4.5.2 确定工艺流程........................................... - 31 -4.5.3 传感器选择............................................. - 34 -4.5.4 确定I/O点数........................................... - 34 -4.6 PLC程序编写................................................. - 35 -4.6.1 总体程序设计思路....................................... - 35 -4.6.2手动程序的编写......................................... - 36 -4.6.3 复位程序的编写......................................... - 37 -4.6.4 自动控制程序的编写..................................... - 39 -5 结论............................................................... - 42 - 参考文献............................................................. - 43 - 致谢............................................................... - 44 -附录：含全套CAD图纸如下，如需联系作者QQ 4013398281 绪论随着人类科技的进步，社会经济的发展，机器人学成为近几十年来迅速发展的一门综合学科。

搬运机器人设计班级：姓名：学号：搬运机器人能够模仿人手部的部分动作，按照设定的程序、轨迹和要求，代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，实现一些人工不可能完成的工作，这不仅可以使人手避免出现可能的危险情况，保障生产安全，还能促进工作线的流水化，提高了工作效率，降低了劳动强度，改善了劳动环境，已经成为现代制造业中不可或缺的一种自动化装置。

本机器人用于生产线上工件的自动搬运，下图为机器人动作示意图，机械手按下述顺序周而复始地工作：根据对机器人的工艺过程及控制要求分析，机械手的动作过程如图所示：一、搬运机械手总体结构设计（1）该机器人采用圆柱坐标型，具有三个自由度，即手臂的伸长、缩短，手臂的上升、下降和整体旋转。

（2）该机器人采用液压驱动，其具有体积小、质量轻、结构紧凑、传动平稳、操作简单、安全、经济、易于实现过载保护且液压元件能够自行润滑等一系列优点。

（3）在控制方式选择上，由于其功能只是在两个传送带之间搬移工件，运动简单，控制要求不高，因此采用点位控制方式。

（4）此搬运机器人是在两个工作台之间搬运工件，其动作比较简单，选用电位器进行定位。

（5）此机器人应用于自动生产线上，因此，它应该能够按照控制程序自动运行,即具有自动运行模式。

二、搬运机械手机械结构设计1、机身设计因为圆柱坐标式机器人把回转与升降两个自由度归属于机身，所以设计回转与升降机身，选用旋转液压缸与升降液压缸单独驱动的回转型机身，如图1所示，升降液压缸在上，旋转液压缸在下。

2、臂部设计采用双导向杆的臂部伸缩结构。

缸体直接固定在升降立柱上，活塞杆与两根导向杆连接一起组成伸缩臂，由于活塞杆与导向杆全部藏在缸体内，油管也从活塞杆内部通过，其特点是结构紧凑，外观整洁。

结构如图2所示。

3、手部腕部设计因为工件的形状为圆柱形，所以带“V”型钳口的手爪，本次设计的搬运机器人手爪采用滑槽杠杆式结构，夹紧缸采用单作用弹簧复位式结构，杠杆端部固定安装着圆柱销，当拉杆向上拉时，圆柱销就在两个钳爪的滑槽中移动，带动钳爪绕两支点回转，夹紧工件；拉杆向下推时，使钳爪松开工件。

工业机器人搬运课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解工业机器人的基本结构、工作原理及在工业生产中的应用。

2. 学生能够掌握工业机器人搬运过程中涉及的运动学、动力学及编程基础知识。

3. 学生了解工业机器人搬运过程中可能遇到的问题及解决方案。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的工业机器人搬运程序。

2. 学生能够通过实际操作，熟练控制工业机器人完成搬运任务。

3. 学生具备分析工业机器人搬运过程中问题及提出改进措施的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对工业机器人技术的兴趣，激发创新意识。

2. 培养学生团队协作、沟通表达的能力，增强合作精神。

3. 学生能够认识到工业机器人技术在国家经济发展和产业升级中的重要性，增强社会责任感。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在让学生在理论学习的基础上，通过实际操作，掌握工业机器人搬运的相关技能。

学生特点：学生具备一定的物理、数学及信息技术基础，对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手实践。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的动手能力和解决问题的能力。

在教学过程中，注重分层教学，关注个体差异，确保每位学生都能达到课程目标。

二、教学内容1. 工业机器人基本结构及工作原理- 介绍工业机器人的组成部分，如机械臂、执行器、传感器等；- 阐述工业机器人的工作原理，包括运动控制、路径规划等。

2. 工业机器人搬运运动学及动力学- 讲解工业机器人搬运过程中的运动学模型，如直角坐标、圆柱坐标、球坐标等；- 分析工业机器人搬运过程中的动力学问题，如重力、摩擦力等。

3. 工业机器人编程基础知识- 概述工业机器人编程的基本方法，如示教编程、离线编程等；- 介绍工业机器人编程语言及编程规范。

4. 工业机器人搬运任务设计及实践- 明确搬运任务的要求，分析任务中的关键参数；- 指导学生设计搬运程序，并进行实际操作。

5. 工业机器人搬运过程中的问题及解决方案- 分析搬运过程中可能遇到的问题，如路径偏离、速度控制等；- 探讨解决方案，如优化算法、调整参数等。

自动送料工业机器人设计本科毕业设计论文首先，自动送料工业机器人设计需要考虑机器人的结构和动力系统。

结构设计应具备稳定性和可靠性，能够承受重量，并具备足够的运动自由度以适应不同工业场景的需求。

动力系统应该能提供足够的动力输出，并具备可调节的扭矩和速度控制功能。

其次，自动送料工业机器人设计需要集成传感器系统。

传感器系统能够感知环境和物料的状态，并将这些信息反馈给机器人的控制系统。

这些传感器可以包括视觉传感器、力传感器、接触传感器等，用于检测物料的位置、形状、质量等重要属性，以便机器人能够准确地执行物料的运输任务。

另外，自动送料工业机器人设计需要考虑控制系统的设计。

控制系统应具备良好的实时性和稳定性，能够准确获取传感器反馈的信息，并根据这些信息作出合理的控制决策。

控制系统还应该具备高精度的运动控制能力，并能实现物料的准确定位和精确运输。

在实施方案上，自动送料工业机器人设计可以采用开放式控制系统，允许工程师根据实际需求进行系统的定制和改进。

同时，可以采用统一的通信协议，实现与其他工业设备的互联互通，提高整个生产线的效率和协同能力。

此外，自动送料工业机器人设计还需要考虑安全性。

机器人在工作时应具备安全保护装置，避免对人员和设备造成伤害。

同时，还需要设计合适的安全控制策略，确保机器人能够在工作过程中遵守相关的安全规范和操作流程。

综上所述，自动送料工业机器人设计是一项涉及多个学科和技术领域的复杂工程。

通过设计合理的机器人结构和动力系统，集成传感器系统，优化控制系统，并采用合适的实施方案和安全措施，可以实现工业流水线的自动化控制和物料运输的自动化处理，提高生产线的效率和质量。

前言当代科学技术发展的特点之一就是机械技术，电子技术和信息技术的结合，机器人就是这种结合的产物之一。

现代机器人都是由机械发展而来。

与传统的机器的区别在于，机器人有计算机控制系统，因而有一定的智能，人类可以编制动作程序，使它们完成各种不同的动作。

随着计算机技术和智能技术的发展，极大地促进了机器人研究水平的提高。

现在机器人已成为一个庞大的家族，科学家们为了满足不同用途和不同环境下作业的需要，把机器人设计成不同的结构和外形，以便让他们在特殊条件下出色地完成任务。

机器人成了人类最忠实可靠的朋友，在生产建设和科研工作中发挥着越来越大的作用。

搬运机器人不但能够代替人的某些功能，有时还能超过人的体力能力。

可以24小时甚至更长时间连续重复运转，还可以承受各种恶劣环境。

因此，搬运机器人是人体局部功能的延长和发展。

21世纪是敏捷制造的时代，搬运机器人在敏捷制造系统中应用广泛。

1 绪论1.1 工业机器人的历史、现状及应用机器人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器人。

它的结构特点是机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。

日本是工业机器人发展最快、应用最多的国家。

自1969年从美国引进两种典型机器人后，大力从事机器人的研究。

目前工业机器人大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；控制方式则为开环式，没有识别能力；改进的方向主要是降低成本和提高精度。

第二代机器人正在加紧研制，它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。

研究安装各种传感器，把感觉到的信息进行反馈，使机器人具有感觉机能。

第三代机器人则能独立地完成工作过程中的任务，它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造单元FMC(Flexible Manufacturing Cell)中的重要一环。

五自由度液压搬运机械手设计目录第1章绪论 (4)1.1课题背景及研究现状 (4)1.2 机械手的研究意义及其本身优点 (5)1.2.1 机械手的研究意义 (5)1.2.2 机械手本身的优点 (5)1.3本章小结 (6)第2章总体方案设计 (7)2.1设计目标 (7)2.2总体方案分析 (7)2.2.1搬运机械手的组成 (7)2.2.2三大系统设计分析 (7)2.3搬运机械手的运动及驱动方式 (8)2.4本章小结 (10)第3章基本参数及二维外观图 (11)3.1基本参数 (11)3.2总体外观图 (11)3.2.1外观图简图 (11)3.2.2液压原理设计图截图 (12)3.3本章小结 (13)第4章各部分的具体计算 (14)4.1 手部夹持器的计算 (14)4.1.1手部夹持器设计要求 (14)4.1.2手部夹持器设计计算 (14)4.1.3端盖螺钉校核 (15)4.2腕部回转油缸计算 (16)4.3小臂结构设计 (20)4.4俯仰缸设计 (23)4.5大臂回转机构设计 (25)4.6大臂升降结构设计 (27)4.7手部驱动油缸油孔尺寸计算 (29)4.8腕部回转油缸油孔尺寸确定 (29)4.9大臂回转油缸油孔尺寸确定 (30)4.10大臂升降油缸油孔尺寸确定 (30)4.11伸缩臂油缸油孔尺寸确定 (30)4.12本章小结 (31)第5章各油缸活塞杆校核 (32)5.1 手部驱动油缸活塞杆校核 (32)5.2 腕部回转油缸活塞杆校核 (32)5.3 伸缩油缸活塞杆校核 (33)5.4 俯仰油缸活塞杆校核 (33)5.5 本章小结 (34)第6章总体三维图 (35)6.1 总体三维图 (35)6.2 本章小结 (36)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录 (41)第1章绪论1.1课题背景及研究现状机器人是典型的机电一体化装置，它综合运用了机械与精密机械、微电子与计算机、自动控制与驱动、传感器与信息处理以及人工智能等多学科的最新研究成果，随着经济的发展和各行各业对自动化程度要求的提高，机器人技术得到了迅速发展，出现了各种各样的机器人产品。

八自由度搬运机械手的设计
简介
本文档旨在设计一种具有八自由度的搬运机械手，用于实现多种搬运任务的自动化操作。

设计要求
1. 具有八自由度的机械结构，可以实现多方向运动。

2. 轻量化设计，以实现高效能和灵活操作。

3. 具备足够的承载能力，能够搬运各种大小物体。

4. 采用先进的感知和控制技术，以实现精准的搬运操作。

5. 系统稳定可靠，能够长时间连续工作。

设计方案
1. 结构设计:
- 使用铝合金等轻质材料制作机械结构，以减少重量。

- 采用八自由度的机械臂设计，配置合理的关节和连杆。

- 设计可折叠式机械臂，以便于储存和运输。

2. 承载能力设计:
- 根据搬运任务的需求确定机械手的承载能力。

- 使用高强度材料制作机械手，以确保足够的承载能力。

3. 感知与控制技术:
- 配备传感器，如摄像头和力传感器，以获取物体位置和力信息。

- 使用先进的图像处理算法，对搬运物体进行识别和跟踪。

- 采用PID控制算法，实现机械手的精准运动控制。

4. 系统稳定性设计:
- 设计机械手的结构稳定性分析，确保在运动过程中不会出现
异常震动。

- 使用优质的电机和减速器，以提高系统稳定性和工作寿命。

结论
通过上述设计方案，可以实现一个具有八自由度的搬运机械手，满足多种搬运任务的要求。

该机械手具备轻量化设计、足够的承载
能力、先进的感知和控制技术以及系统稳定可靠的特点，可以提高
搬运任务的自动化程度和效率。

五自由度液压搬运机械手”设计设计题目：五自由度液压搬运机械手设计目标：该液压搬运机械手具有五自由度，能够实现复杂的物体搬运任务。

设计的机械手需要具备高度的稳定性、可靠性和安全性，同时需要具备较强的负载能力和灵活的运动控制能力。

设计原理：该机械手采用液压执行器作为动力源进行驱动。

液压执行器能够提供较大的力和承载能力，并且具有较好的运动平稳性和精确控制性。

液压系统由液压泵、液压缸和阀门等组成，能够通过控制液压流量和压力实现机械手的各个关节的运动控制。

设计步骤：1.确定机械结构：机械手采用串联方式，由主臂、副臂、车架、手爪和控制系统等组成。

主臂为液压缸驱动，控制主臂的上下运动；副臂通过球节连接在主臂末端，能够实现平行运动；车架作为整个机械手的支撑结构，在水平面内移动；手爪具备开合功能，能够抓取和释放物体。

2.动力系统设计：机械手采用液压泵提供动力，液压泵通过控制阀门调整液压油流量和压力，从而驱动液压缸进行机械手的各个关节运动。

液压泵和液压缸需要根据机械手的负载能力和运动速度进行合理选择和匹配。

3.控制系统设计：机械手的控制系统主要由传感器、控制器和执行器组成。

传感器用于感知机械手的位置和力传感器，控制器根据传感器反馈的信号进行运动控制，执行器通过控制阀门实现液压油流的调控，从而实现机械手的运动控制。

4.稳定性与安全性设计：在机械手的设计过程中需要考虑稳定性和安全性。

通过在机械结构中增加支撑柱和调整机械手的重心位置，能够提高机械手的稳定性。

同时在控制系统中设置安全保护装置，当机械手出现异常情况时能够及时停机和报警。

5.总结与改进：设计完成后需要对机械手进行测试和评估，通过对机械手的实际运行情况进行分析和总结，发现问题并进行改进，使机械手的性能和使用效果得到进一步的提升。

设计思路：该机械手的设计充分利用了液压的优势，能够提供较大的负载能力和精确的运动控制。

通过合理的机械结构设计和控制系统的优化，能够实现机械手对不同形状和大小的物体进行搬运，具备较高的适应性和使用灵活性。

三自由度搬运机械手机构设计搬运机械手机构设计-三自由度机械手臂一、引言随着科技的发展，机器人在工业生产、物流等领域发挥着越来越重要的作用。

机械手臂作为机器人的重要组成部分，具有广泛的应用前景。

本文将介绍一种三自由度搬运机械手机构的设计。

二、设计目标本设计的目标是设计一种具备三个自由度的搬运机械手臂，能够实现灵活的运动，达到高效搬运的目的。

具体要求如下：1.三自由度：机械手臂具备三个关节，分别可以实现水平旋转、垂直旋转和前后伸缩的运动。

2.高承载能力：机械手臂需要具备足够的承载能力，能够稳定搬运重物。

3.灵活性：机械手臂需要具备足够的灵活性，能够适应不同的工作环境和搬运任务。

4.可控性：机械手臂需要具备良好的控制性能，能够通过外部控制实现精确的运动。

三、设计方案基于上述设计目标，我们提出以下设计方案：1.结构设计：机械手臂由三个关节组成，分别为水平旋转关节、垂直旋转关节和前后伸缩关节。

其中，水平旋转关节和垂直旋转关节采用舵机作为驱动装置，前后伸缩关节采用滑轨设计。

这种结构设计既能满足机械手臂的运动需求，又能够实现紧凑的机械结构。

2.材料选择：机械手臂的主要材料选择应考虑强度和重量的平衡。

我们可以采用铝合金作为机械手臂的主要材料，既能够满足强度要求，又能够降低自身的重量。

3.控制系统设计：机械手臂的控制系统应具备良好的控制性能，能够通过外部控制实现精确的运动。

我们可以采用嵌入式控制系统，通过编程控制机械手臂的运动，并且可以与其他设备进行数据交互，实现智能化的控制。

4.承载能力设计：机械手臂的承载能力需要根据实际应用需求进行设计。

我们可以根据机械手臂的结构和材料选择，进行力学分析和仿真，来确定机械手臂的承载能力。

四、设计步骤1.结构设计：设计机械手臂的结构，确定关节类型和数量，并确定机械手臂的整体尺寸。

2.材料选择：根据机械手臂的要求和预算限制，选择合适的材料，并确定机械手臂的材料规格。

3.控制系统设计：根据机械手臂的运动要求，设计控制系统的硬件和软件部分，并确定控制系统的接口和通信方式。

搬运机器人毕业设计搬运机器人是一种通过机械臂或其他设备实现物体搬运的自动化机器。

它在工业生产中起到了至关重要的作用，可以提高生产效率、降低劳动强度，并且能够适应不同场景和工作环境的要求。

本文将介绍搬运机器人的毕业设计方案。

首先，我们需要设计一个搬运机器人的机械结构。

机械结构是搬运机器人的核心部件，它包括机械臂、运动平台等。

机械臂需要具备足够的自由度，以便于在三维空间内进行复杂的动作。

同时，机械臂的材料选择也需考虑到其适应性、稳定性和经济性，以满足不同场景下的工作需求。

其次，我们需要设计搬运机器人的控制系统。

控制系统是搬运机器人的大脑，它可以接受用户的指令，并且能够对机械结构进行精确控制。

在控制系统中，我们可以采用传感器来感知周围环境，以便机器人能够做出相应的动作。

同时，我们还需要设计一套算法来实现搬运机器人的路径规划和动作控制，以确保机器人能够高效地完成任务。

另外，搬运机器人的安全性也是非常重要的。

一方面，我们需要设计安全措施来保护机器人的使用者。

例如，在机械结构中可以设置传感器，以便在机器人接近物体或者其他障碍物时停止动作。

另一方面，我们需要考虑机械结构的稳定性，以防止机器人在搬运过程中出现意外情况。

最后，我们还可以对搬运机器人进行功能扩展。

例如，我们可以为机器人加装摄像头，以便其能够进行视觉识别和目标跟踪；我们还可以为机器人加装传感器，以便其能够在不同场景下进行自主导航。

总之，搬运机器人的毕业设计方案需要从机械结构、控制系统、安全性等多个方面进行考虑。

通过合理的设计和实现，搬运机器人可以在工业生产中发挥重要的作用，提高生产效率并降低劳动强度。

编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：四自由度棒料搬运机械手设计信机系机械工程及其自动化专业学号：学生姓名：指导教师：（职称：讲师）（职称：）2013年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）《四自由度棒料搬运机械手设计》是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用、表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。

班级：学号：作者姓名：2013 年5 月25 日无锡太湖学院信机系机械工程及其自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：１、题目四自由度棒料搬运机械手设计２、专题二、课题来源及选题依据机器人工程是近二十多年迅速发展起来的，目前已应用与许多生产领域。

由目前的发展状况看，在可预见的将来它将在生产中扮演越来越重要的角色。

本机械手就是基于此并为提高劳动生产率、产品质量和经济效益，减轻工人劳动强度而设计的。

在某些劳动条件极其恶劣的条件下，工人难以用手工工作，可用本机械手代替人力劳动。

在社会不断发展的今天，机器人在工业现场中的应用也越来越广泛，用机器的力量代替人力，而将人类从繁重的体力劳动中解放出来是历史发展的趋势。

三、本设计（论文或其他）应达到的要求：1、机械手的总体设计，包括型式选择、基本参数确定、总体布置与主要结构设计。

并绘制整体装配图。

2、机械手传动机构的设计，包括滚珠丝杠的选择，谐波齿轮减速器参数的确定。

3、机械手各种电机的选择。

包括机械手手臂升降步进电机的选择，机械手底座回转驱动电动机的选择。

4、机械手各气动件的设计计算。

5、设计说明书一份。

6、所有非标零件需画出零件图。

四、接受任务学生：机械92 班姓名五、开始及完成日期：自2012 年11月12日至2013年5 月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任〔学科组组长研究所所长〕签名系主任签名2013年5月25日摘要在社会不断发展的今天，机器人在工业现场中的应用也越来越广泛，用机器的力量代替人力，而将人类从繁重的体力劳动中解放出来是历史发展的趋势。

搬运机器人的结构设计摘要近年来，随着发展中国家人口红利的消失，企业用工成本逐渐加大，工业机器人在南方世界逐渐普及。

企业为降低用工成本，广泛地引进搬运机器人，焊接机器人，码垛机器人等工业机器人设备取代工人以实现更快捷，更稳定的制造和生产。

在此大背景下，大批进行机械性简单劳动的工种会被取代，对于机器人的需求将会逐渐增多，在未来十年二十年内达到最大。

基于此种现状，本文针对搬运机器人进行研究。

关键词：搬运机器人，RV减速机，伺服电机1.绪论搬运机器人是工业机器人的一种，广泛的用于搬运物料，码垛，快递分拣等工作，在经济全球化的今天扮演着不可或缺的角色。

它的诞生最早可追溯到1960年，那时二战结束已有十多年，美国凭借着在两次世界大战中积累的经济人才优势正朝着超级强国的方向迈进，在那风起云涌的时候各类高新技术不断涌现，搬运机器人也在那时开始展露头角。

1967年，日本川崎重工从美国引进了机器人和技术，翌年生产出了第一台日本产“尤尼曼特机器人”。

2000年后，日本已经成为全世界机器人销量最高的国家，而中国由于机器人产业起步晚国内相关产业还未发展起来就迎来了经济全球化，国内机器人市场被大量国外先进机器人占据。

至近两年由于中国互联网经济概念的提出，线上经济让国内AGV搬运机器人迎来了快速的发展，如今AGV搬运机器人广泛用于快递行业物联网的构建。

2.搬运机器人的总体设计方案2.1.自由度和坐标系的选择基于五自由度串联机器人可达到对人手臂的较好模拟，达到多种位姿，同时机构相对简单，能实现良好搬运能力，而电机驱动可使搬运机器人拥有较好的响应特性与定位精度，是目前市场上灵活度实用度较强的机器人种类，且拥有较大的工作空间，故拟定设计一种电机驱动的五自由度串联机器人实现搬运功能。

2.2.搬运机器人的组成图2-1 搬运机器人总体建模如图所示，设计的搬运机器人由底座，底盘，大臂，肘关节，小臂，腕部，末端操作器等主体部件以及防尘盖，法兰盘等零件组成。

自动搬运机械手摘要:本文研究的工业机器人是一种机体独立，动作自由度较多，程序可灵活变更，能任意定位，自动化程度高的自动操作机械。

工业机器人是相对较新的电子设备，它正开始改变现代化工业面貌。

工业机器人以刚性高的手臂为主体，与人相比，可以有更快的运动速度，可以搬运更重的东西，而且定位精度相当高，它可以根据外部来的信号，自动进行各种操作。

本设计为工业机器人，其工作方向为两个直线方向和一个旋转方向。

在控制器的作用下，它执行将工件从一在工业上，自动控制系统有着广泛的应用，如工业自动化机床控制，计算机系统，机器条流水线拿到另一条流水线这一简单的动作,本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。

关键词：机械手；自动；三自由度；圆柱坐标0引言机器人工程是近二十多年来迅速发展起来的综合学科。

它集中了机械工程、电子工程、计算机工程、自动控制工程以及人工智能等多种学科的最新研究成果，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科技发展的重要方面。

工业机器人的研究、制造和应用水平，是一个国家科技水平和经济实力的象征，正受到许多国家的广泛重视。

最近联合国国际标准化组织采纳了美国机器人协会给工业机器人下的定义：工业机器人是一种可重复编程的多功能操作装置，可以通过改变动作程序，来完成各种工作，主要用于搬运材料，传递工件。

工业机器人的发展，由简单到复杂，由初级到高级逐步完善。

机械手是一种人工智能设备，广泛应用于工业生产领域，提高了生产效率和质量。

目前，机械手的研究发展正面临着越来越大的挑战。

未来机械手将更加智能化、精准化和人性化，成为工业生产的重要工具。

1自动搬运机械手结构设计（1）手部：又称手爪或抓取机构，它直接抓取工件或夹具。

（2）腕部：又称手腕，是连接手部和臂部的部件，其作用是调整或改变手部的工作方位。

（3）臂部：是支承腕部的部件，作用是承受工件的负荷，并把它传递到预定的位置。

（4）机身：是支承手臂的部件，其作用是带动臂部自转、升降或俯仰运动。

搬运机器人设计说明书5篇第一篇：搬运机器人设计说明书青岛科技大学本科毕业设计（论文）绪论1.1研究背景与意义工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。

机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。

工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。

工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。

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

机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间[1-3]。

机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。

因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。

尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。

在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的重视。

图1-1 生产线上的机械手Fig.1-1 The manipulator on the production line物料搬运机械手结构设计进入21世纪，随着我国人口老龄化的提前到来，近来在东南沿海还出现大量的缺工现象，迫切要求我们提高劳动生产率，提高我国工业自动化水平势在必行。

工业机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用，因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。

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。

第一章绪论1.1 机器人概述在现代工业中，出产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。

化工等持续性出产过程的自动化已底子得到解决。

但在机械工业中，加工、装配等出产是不持续的。

专用机床是多量量出产自动化的有效方法；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出产自动化的重要方法。

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。

机器人的呈现并得到应用，为这些作业的机械化奠基了良好的根底。

“工业机器人〞〔Industrial Robot〕：大都是指程序可变〔编〕的独立的自动抓取、搬运工件、操作东西的装置〔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局部功能，工作程序固定的自动扮装置。

机器人具有布局简单、本钱低廉、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。

简而言之，机器人就是用机器代替人手，把工件由某个处所移向指定的工作位置，或按照工作要求以把持工件进行加工。

机器人一般分为三类。

第一类是不需要人工操作的通用机器人，也即本文所研究的对象。

它是一种独立的、不从属于某一主机的装置，可以按照任务的需要编制程序，以完成各项规定操作。

它是除具备普通机械的物理性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。

第二类是需要人工操作的，称为操作机〔Manipulator〕。

它发源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来开展到用无线电讯号操作机器人来进行探测月球等。

工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。

第三类是专业机器人，主要从属于自动机床或自动出产线上，用以解决机床上下料和工件传送。

这种机器人在国外通常被称之为“Mechanical Hand〞，它是为主机效劳的，由主机驱动。

除少数外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。

机器人按照布局形式的不同又可分为多种类型，此中关节型机器人以其布局紧凑，所占空间体积小，相对工作空间最大，甚至能绕过基座周围的一些障碍物等这样一些特点，成为机器人中使用最多的一种布局形式，世界一些著名机器人的本体局部都采用这种机构形式的机器人。