机械手设计全过程

五自由度机械手毕业设计简介毕业设计项目是基于五自由度机械手的设计与调试。

机械手作为一种重要的自动化设备，被广泛应用于各种工业场景中。

本项目旨在设计和实现一个五自由度机械手，以达到特定的工作任务，并对其进行调试和性能优化。

设计目标本项目的设计目标如下：1.组装一台五自由度机械手，包括底座、前臂、手臂和手爪等组成部分。

2.实现机械手的运动控制和精确定位，以可靠地完成给定的任务。

3.进行机械手的调试和性能优化，以提高其准确性和灵活性。

设计流程步骤一：机械手构建首先，需要根据机械手的设计要求，选择合适的机械结构和零件。

设计一个稳定的底座来支持机械手的运动。

然后，设计前臂和手臂以实现机械手的五自由度运动。

最后，设计一个手爪用于抓取目标物体。

步骤二：运动控制系统设计一个运动控制系统，用于实现机械手的精确定位和运动控制。

可以使用传感器来获取机械手当前的位置和姿态信息，并使用控制算法来计算和控制机械手的运动。

可以选择合适的传感器和控制器来实现这个功能。

步骤三：系统调试完成机械手的组装和运动控制系统的搭建之后，需要进行系统的调试和测试。

在调试过程中，可以逐步验证机械手的各个自由度的运动是否准确，并优化运动控制系统的参数以提高机械手的运动准确性和稳定性。

步骤四：任务实现完成机械手的调试之后，可以设计和实现一系列的任务来验证机械手的性能和应用能力。

可以设计一些基础任务，如抓取、放置和搬运物体等。

还可以设计更复杂的任务，如拧螺丝、组装零件等，以验证机械手在复杂环境中的运动控制和应用能力。

预期成果通过完成本毕业设计项目，预期实现以下成果：1.完整的五自由度机械手，包括底座、前臂、手臂和手爪等组成部分。

2.可靠的运动控制系统，能够实现机械手的精确定位和运动控制。

3.调试和优化完毕的机械手，具有较高的运动准确性和稳定性。

4.完成的任务实现，验证机械手的性能和应用能力。

时间计划本项目的时间计划如下：•第一周：项目立项和需求分析•第二周：机械结构设计和零件采购•第三周：机械手组装和基本运动控制实现•第四周：运动控制系统调试和优化•第五周：任务实现和性能测试•第六周：项目总结和报告编写结论通过本毕业设计项目，将能够全面了解五自由度机械手的设计和调试过程，掌握机械手的运动控制原理和实现方法，并对机械手的性能和应用能力进行验证和提升。

制造系统自动化技术作业题目:搬运机械手运动控制系统设计班号:学号:姓名:日期:一、设计要求1. 搬运机械手功能示意图2.基本要求与参数本作业要求完成一种二指机械手的运动控制系统设计。

该机械手采用二指夹持结构,如图 1所示,机械手实现对工件的夹持、搬运、放置等操作。

以夹持圆柱体为例,要求设计运动控制系统及控制流程。

机械手通过升降、左右回转、前后伸缩、夹紧及松开等动作完成工件从位置 A 到 B 的搬运工作, 具体操作顺序:逆时针回转 (机械手的初始位置在 A 与 B 之间— >下降— >夹紧— >上升— >顺时针回转— >下降— >松开— >上升,机械手的工作臂都设有限位开关 SQ i 。

设计参数: (1抓重 :10Kg(2最大工作半径:1500mm (3运动参数:伸缩行程:0-1200mm ; 伸缩速度:80mm/s; 升降行程:0-500mm ; 升降速度:50mm/s 回转范围:0-1800控制器要求:(1在 PLC 、单片机、 PC 微机或者 DSP 中任选其一;(2具备回原点、手动单步操作及自动连续操作等基本功能。

AB工件SQ 1SQ 46夹紧松开二、驱动及传动方案的设计及部件的选择初步选定为圆柱坐标式机械手。

, 它适用于搬运和测量工件。

具有直观性好, 结构简单,本体占用的空间较小,而动作范围较大等优点。

圆柱坐标式机械手的工作范围可分为:一个旋转运动, 一个直线运动, 加一个不在直线运动所在的平面内的旋转运动;二个直线运动加一个旋转运动。

选用液压传动系统,工作稳定,易于控制。

1 手部抓取缸液压原理图采用: YF-B10B溢流阀2FRM5-20/102调速阀23E1-10B二位三通阀2 摆动液压回路采用: 2FRM5-20/102调速阀 34E1-10B 换向阀 YF-B10B 溢流阀 3 小臂伸缩缸液压回路采用:YF-B10B 溢流阀 2FRM5-20/102 调速阀 23E1-10B 二位三通阀 4 总体系统图三、二指夹持机构的设计及计算夹紧机械手, 根据工件的形状, 采用最常用的外卡式两指钳爪, 夹紧方式用常闭史弹簧夹紧,松开时,用单作用式液压缸。

冲压机械手—手臂部分设计摘要本文所设计的冲压机械手用于搬运工件，为了增加本机械手的通用性，在结构尽可能紧凑的情况下，最大限度地使工业机械手具有较大的抓取范围。

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

对冲压机械手进行总体方案设计，首先确定了机械手的坐标形式为圆柱坐标型，自由度数为5，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滑槽杠杆式钳爪、手腕的结构形式为采用电机带动腕回转、臂部结构形式采用双导向杆导向，机身结构形式为升降缸置于回转缸之上的结构形式，计算出了夹紧工件所需的驱动力、手腕转动时所需的驱动力矩、手臂伸缩所需的驱动力、手臂俯仰所需的驱动力、手臂升降所需的驱动力和手臂回转所需的驱动力矩。

继而设计了冲压机械手的各个部分液压缸的尺寸和结构及各个部分之间连接与支承部件的结构与尺寸。

关键词液压驱动；冲压机械手；液压缸目录摘要...... . (I)第1章绪论 (1)1.1 机械手的含义 (1)1.2 机械手的产生、应用与发展 (1)1.2.1 机械手的产生（简史） (1)1.2.2 应用简况 (2)1.2.3 发展趋势 (2)1.3 冲压机械手的组成与运动 (3)1.3.1 冲压机械手的组成 (3)1.3.2 冲压机械手的运动 (5)第2章冲压机械手的手部设计 (10)2.1 概述 (10)2.2 手部机构形式 (10)2.2.1 手爪 (10)2.2.2 传动装置 (10)2.2.3 驱动装置 (10)2.3 前爪式手部机构的选用要点 (11)2.4 滑槽杠杆式钳爪的夹紧力分析与计算 (11)2.5 滑槽杠杆式钳爪手部机构的驱动力计算 (13)2.6 手部夹紧液压缸的设计与计算 (13)2.7 本章小结 (14)第3章冲压机械手的腕部设计 (15)3.1 概述 (15)3.2 腕部回转力矩的计算 (15)M (15)3.2.1 摩擦阻力矩摩M (15)3.2.2 工件重心偏置引起的偏置力矩偏3.2.3 腕部启动时的惯性阻力矩M (16)惯3.3 本章小结 (17)第4章工业机械手臂部的设计 (18)4.1 概述 (18)4.2 冲压机械手臂部的结构形式 (18)4.2.1 冲压机械手臂部伸缩运动的结构 (19)4.2.2 冲压机械手臂部俯仰运动的结构 (19)4.2.3 冲压机械手臂部回转及升降的结构 (20)4.2.4 导向装置 (20)4.3 冲压机械手臂部运动驱动液压缸的设计与计算 (21)4.3.1 手臂水平伸缩运动驱动液压缸的计算 (21)4.3.2 手臂垂直升降运动驱动液压缸的设计与计算 (22)4.4 冲压机械手的液压缓冲装置 (23)4.5 本章小结 (24)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第1章绪论1.1机械手的含义“机械手”（mechanical hand，也被称为“自动手”(auto hand), 多数是指附属于主机、程序固定的自动抓取、操作装置（国内一般称作机械手或者专用机械手）。

冲压机械手的设计概述冲压机械手是一种常用于工业生产中的自动化设备，它主要用于操作和搬运金属板材、零件以及产品。

冲压机械手的设计要考虑到工作环境、工作负荷、精确度和平安等因素，以实现高效、稳定和平安的生产。

结构设计冲压机械手的结构设计是整个设计过程中的关键环节。

常见的冲压机械手结构包括固定式、G型、C型和直角型等。

其中，G型和C型的结构广泛应用于冲压机械手设计中。

G型结构G型结构的冲压机械手由立柱、臂架、五连杆和末端执行器组成。

立柱支撑着臂架，臂架通过旋转装置和传动装置实现左右摆动和上下抬升的动作。

五连杆通过旋转装置和传动装置连接臂架和末端执行器，实现末端执行器的运动控制。

G型结构的冲压机械手具有结构简单、稳定性好和运动速度快的特点。

适用于中小型负荷的冲压工作。

C型结构C型结构的冲压机械手由定框、运动架和末端执行器组成。

定框固定在机床或工作台上，运动架通过传动装置实现前后滑动和上下抬升的动作。

末端执行器通过传动装置连接运动架，实现末端执行器的运动控制。

C型结构的冲压机械手具有结构紧凑、尺寸小和能耗低的特点。

适用于小型高速冲压工作。

动作控制冲压机械手的动作控制是保证冲压工作稳定和精确度的关键。

动作控制可通过控制系统、传感器和执行器实现。

控制系统控制系统通常采用PLC〔可编程逻辑控制器〕或CNC〔数控系统〕来实现对冲压机械手的控制。

控制系统能够根据工艺要求预先编程，并进行监控和诊断，确保冲压工作的稳定性和平安性。

传感器传感器主要用于检测冲压机械手的位置、速度和力量等参数。

常见的传感器包括光电传感器、接触传感器和压力传感器等。

传感器能够实时监测机械手的状态，并提供反响信号给控制系统进行调整。

执行器是冲压机械手的关键组成局部，它包括电动执行器和液压执行器。

电动执行器通过电动机驱动，实现机械手的运动。

液压执行器那么通过液压系统传递液压力量，实现机械手的运动。

执行器的选取要考虑到工作负荷、速度和精确度等因素。

机械手的机械结构设计与精度分析一、引言机械手作为一个复杂的机电一体化系统，在现代工业中扮演着重要的角色。

它能够完成复杂的操作，如抓取、搬运、组装等，广泛应用于生产线自动化以及其他领域。

机械手的机械结构设计以及精度分析对其工作性能有着直接的影响。

本文将深入探讨机械手的机械结构设计与精度分析。

二、机械手的机械结构设计1. 关节结构设计机械手的关节结构设计是机械手设计中最关键的部分之一。

关节的设计需要兼顾结构的刚性和运动的灵活性。

常见的关节结构包括球面关节、回转关节和滑动关节等。

在设计中，需考虑关节的承载能力、运动范围和摩擦等因素，以保证关节的可靠性和稳定性。

2. 运动链设计运动链是机械手的运动组织结构，决定了机械手的工作空间和自由度。

运动链的设计需要满足机械手工作的要求，如抓取物体的大小和形状、工作速度等。

常见的运动链结构有串联结构、并联结构和混合结构等。

在设计中，需平衡机械结构的复杂性和运动灵活性，以提高机械手的工作效率和稳定性。

3. 结构材料选择机械手的结构材料选择直接关系到机械手的刚性和重量。

常见的结构材料有钢、铝合金和碳纤维等。

在选择材料时，需根据机械手的工作环境和负载要求进行综合考虑。

高刚性和低重量的材料能够提高机械手的工作精度和速度，同时也增加了机械手的成本。

三、机械手的精度分析1. 误差来源分析机械手的精度主要受到结构误差、运动误差和传感器误差等因素的影响。

结构误差包括制造和装配误差，运动误差包括机械间隙和传动误差等。

传感器误差包括测量误差和漂移误差等。

2. 精度评估方法机械手的精度评估方法通常包括静态精度和动态精度。

静态精度是指机械手在静止状态下达到的精度，可以通过点位误差和重复定位误差等指标进行评估。

动态精度是指机械手在运动状态下达到的精度，可以通过轨迹精度和速度误差等指标进行评估。

3. 精度优化方法为提高机械手的精度，可以采取一系列的优化方法。

例如，通过加强关节的刚性和减小结构误差来提高静态精度；通过控制机械间隙和传动系统的精度来提高动态精度；通过使用高精度传感器和改进控制算法来减小传感器误差等。

目录摘要 (2)第一章绪论 (3)1.1. 工业机器人概述 (3)1.2机械手的组成和分类 (4)1.2.1. 机械手的组成 (4)1.2.2. 机械手的分类 (5)第二章机械手的设计方案 (7)2.1 机械手的“坐标形式”与“自由度” (7)2.2 机械手的主要参数 (8)第三章手部结构的设计 (9)3.1 末端执行器的设计 (9)3.1.1蜗杆蜗轮型号选择 (10)3.1.2 驱动电机型号选择 (10)3.1.3联轴器的选择 (11)3.2 手腕回转装置设计 (11)3.2.1 驱动电机的选择 (12)3.2.2 锥齿轮的设计 (13)第四章腕部结构设计 (16)4.1 腕部俯仰结构设计 (16)4.1.1 驱动电机的选择 (16)4.1.2 内啮合齿轮的设计 (17)4.2 手腕左右摆动结构设计 (18)第五章肘部与肩部的设计 (19)5.1 肘部结构设计 (19)5.1.1 驱动电机的选择 (20)5.1.2内啮合齿轮的设计 (21)5.2 肩部结构设计 (22)5.2.1驱动电机的选择 (22)5.2.2 锥齿轮的设计 (23)第六章底座的设计 (23)6.1 驱动电机的选择 (24)6.2 蜗轮蜗杆的选择 (24)第七章：ADAMS 模型的建立与仿真 (25)7.1 手部模型的建立 (25)致谢 (29)参考文献 (29)摘要本次所设计的作品是“六自由度机械手”。

六自由度即：腰部回转、肩部摆动、肘部摆动、腕部左右摆、腕部俯仰摆和腕部回转，最终实现“末端执行器”的夹持动作。

方案一：所有传动均选用“齿轮传动”或者“蜗轮蜗杆传动”。

总共需要7个伺服电机来驱动。

首先，腰部电机主轴通过联轴器与蜗杆连接，蜗杆旋转带动蜗轮回转，从而蜗轮再带动底座实现360度回转。

其次，肩部电机主轴通过联轴器与一个锥形齿轮连接，带动另外一个锥形齿轮进行双向旋转，从而实现肩部带动上臂的摆动动作。

再者，肘部电机通过联轴器与一“内啮合”小齿轮连接，而大齿轮与前臂的端部通过平键来周向连接定位。

--前言机械手是模仿人的手部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。

它特别是在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中，以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作业，因此获得日益广泛的应用。

机械手一般由执行机构、驱动系统、控制系统及检测装置三大部分组成，智能机械手还具有感觉系统和智能系统。

本篇介绍的是用于物件装卸的机械手的设计，属圆柱坐标式机械手。

本篇根据设计机械手的一般程序，分八步详细地的介绍了用于物件装卸的机械手的设计的过程。

第一章设计任务书一.设计内容：1、机械手机构总体方案设计2、手架的结构设计3、液压、气压或电气系统设计机械手动作要求是：手架能作任何角度的伸缩和转动。

各动作由液压、气压驱动，电磁阀控制。

手架承重不小于10kg。

第二章设计任务分析以及总体方案机械手是一种模仿人手部分动作,按照预先设定的程序、轨迹或其它要求，实现抓取、搬运工件或者操纵工具的自动化装置。

一.机械手设计原则总体设计的任务：包括执行系统、驱动系统、控制系统的设计及参数计算，最后绘出草图。

总体设计后要进行各部件的强度、刚度、驱动力验算。

1、运动设计及确定主要要求手架能作任何角度的伸缩和转动2、驱动方式：液压、气压驱动该机械手是独立的自动化机械装置。

通用性高，机械手结构比较复杂。

手臂可作前后伸缩、上下升降和水平左右摆动三个动作，手臂可以绕Z轴转动360度4）按驱动方式分为联合驱动，电力驱动，液压驱动。

5）按臂力大小来说是中型机械手。

二、机械手分类1.按驱动方式分：液压式、气动式、机械式2.按适用范围分：专用机械手、通用机械手3.按运动轨迹控制方式分：点位控制、连续轨迹控制4.按臂部的运动形式分：直角坐标式、圆柱坐标式、球座坐标式、关节式三.机械手主要组成：机械手主要是由执行系统，驱动系统，控制系统三大部分组成。

1、执行部分执行系统是机械手的机械传动结构部分。

它包括手、手腕、手臂和机座等部件。

摘要“机械手”（Mechanical Hand）：多数是指附属于主机、程序固定的自动抓取、操作装置，如自动线、自动线的上、下料，加工中心的自动换刀的自动化装置。

实现了自动化生产方式，达到了减少劳动力、节约费用、提高工作效率、增加企业经济效益之目的。

本文设计的机械手手臂前后伸缩机构由电动机、丝杠螺母副、导杆、手臂、连接板等构成。

设计过程中，首先，调查了机械手研究现况，在此基础上根据设计技术要求选定了驱动机构及伸缩机构方案；接着，根据选定的结构方案对各主要零部件进行了设计与校核；最后，通过AutoCAD绘图软件绘制了该机械手手臂前后伸缩机构的装配图及主要零部件图。

通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD软件，本次机械手臂的设计代表了设计的一般过程，对今后的设计工作有一定的参考价值。

关键词：机械手；手臂；伸缩；设计Abstract"Robot" (mechanical hand): most of the refers to attach belongs to the host program fixed automatic crawl, operation device, such as automatic assembly line, automatic line, cutting, machining center automatically change knife automatic device. The realization of automatic production, to reduce labor, save costs, improve work efficiency, increase the economic efficiency of the purpose of the enterprise.In this paper, the manipulator and the front and back telescopic mechanism of the manipulator is composed of a motor, a lead screw nut pair, a guide rod, an arm, a connecting plate, and the like. In the design process, firstly, to investigate the status of the research of manipulator, based on the driving mechanism and the telescopic mechanism scheme is selected according to design requirements; then, based on the se lected structure of the main parts were designed and checked. Finally, through the AutoCAD drawing software drawn before and after the manipulator arm telescopic mechanism assembly and major parts of the map.Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing, and master the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD software, the design of the mechanical arm represents the general process of design, have certain reference value for the design work in the future.Key words: manipulator; arm; expansion; design目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)第2章总体方案设计 (3)2.1设计要求 (3)2.2方案设计 (3)2.2.1驱动机构 (3)2.2.2伸缩机构 (3)2.2.3总体方案 (4)第3章设计计算 (5)3.1手臂伸缩驱动力计算 (5)3.1.1 手臂摩擦力的分析与计算 (5)3.1.2手臂密封处的摩擦阻力的计算 (6)3.1.3手臂惯性力的计算 (6)3.2电机的选择 (7)3.2.1 扭矩的计算 (7)3.2.2 启动矩频特性校核 (8)3.3丝杠螺母的选择与计算 (8)3.3.1丝杠螺母副支承方式选择 (8)3.3.2确定滚珠丝杠副的导程 (9)3.3.3强度计算 (10)3.3.4螺母选择 (12)3.4联轴器的选用 (12)3.5轴承及键的选用与校核 (13)3.5.1轴承 (13)3.5.2键 (13)3.6手臂设计与校核 (14)3.6.1导向装置 (14)3.6.2平衡装置 (14)3.6.3尺寸设计 (14)3.6.4尺寸校核 (15)结论 (16)参考文献 (17)致谢 (18)第1章绪论1.1研究背景及意义机械手具有许多人类无法比拟的优点，满足了社会化大生产的需要，其主要优点如下：（1）能代替人从事危险、有害的操作。

五自由度机械手结构设计引言机械手是一种具有多自由度的机械装置，可以模拟人类手臂的运动。

在自动化生产领域，机械手的应用十分广泛。

本文将介绍一种五自由度机械手的结构设计。

一、机械手的自由度机械手的自由度是指机械手能够同时执行的独立运动的个数。

常见的机械手自由度有1自由度、2自由度、3自由度等。

具有更多自由度的机械手可以实现更复杂的操作。

二、五自由度机械手的结构五自由度机械手由五个关节连接而成，每个关节都可以进行独立的旋转运动。

这五个关节分别为：1.基座关节：机械手的底部，负责固定机械手的整体结构。

2.肩关节：负责控制机械手在水平平面上的旋转运动。

3.肘关节：负责控制机械手在垂直平面上的旋转运动。

4.腕关节1：负责控制机械手前后的旋转运动。

5.腕关节2：负责控制机械手上下的旋转运动。

通过这五个关节的协调运动，机械手可以灵活地完成各种任务。

三、五自由度机械手的工作原理五自由度机械手的工作原理是将电机或液压驱动系统与关节连接。

通过控制电机或液压驱动系统的速度和方向，可以实现机械手关节的旋转运动。

控制系统通过传感器获取机械手各个关节的位置和速度信息，然后根据预设的运动轨迹，计算出每个关节应该旋转的角度。

控制系统通过发送控制信号给电机或液压驱动系统，实现机械手的运动。

四、五自由度机械手的应用五自由度机械手的应用十分广泛，主要用于以下领域：1.自动化生产线：机械手可以承担一些重复性、繁琐或危险的操作，提高生产效率和安全性。

2.医疗领域：机械手可以用于手术辅助、康复训练等领域，提高手术精确度和患者康复效果。

3.物流仓储：机械手可以用于货物的搬运、堆垛等操作，提高物流效率和减少劳动力成本。

4.精密装配：机械手可以用于精密零件的装配，提高装配质量和效率。

5.科研实验：机械手可以用于科研实验中的样品处理、测量等任务，提高实验效果和减少人工操作的误差。

五、结论五自由度机械手是一种具有广泛应用前景的机械装置。

通过合理的结构设计和高效的控制系统，机械手可以实现多样化的任务。

机械手程序的设计首先，机械手的控制是机械手程序设计的核心。

机械手的控制主要包括机械手的运动控制和手爪的控制。

机械手的运动控制通常是基于关节控制的，需要设置关节的速度、加速度和目标位置等参数。

手爪的控制则是通过控制手爪的开合程度来实现对物体的抓取和释放。

路径规划是机械手程序设计中非常重要的一部分。

路径规划主要是指确定机械手从一个位置移动到另一个位置的路径。

路径规划需要考虑到机械手的运动范围、障碍物的存在等因素。

常见的路径规划算法包括典型的A*算法和D*算法等。

路径规划的目标是使机械手能够高效、准确地完成任务。

物体识别是机械手程序设计中另一个重要的环节。

物体识别主要是指识别待抓取物体的位置和属性。

物体识别可以通过视觉传感器、激光雷达等设备来实现。

物体识别的目的是为机械手提供准确的抓取目标，以避免误抓或者无法抓取等情况的发生。

除了以上提到的几个方面，机械手程序设计还需要考虑到其他一些问题。

例如，安全性是非常重要的一方面，机械手在操作过程中需要避免对人员和设备的伤害。

此外，程序的可扩展性也是需要考虑的，机械手程序可以根据不同的任务和需求进行扩展和定制。

在机械手程序设计过程中，还需要进行测试和调试。

测试和调试是为了验证程序的正确性和稳定性。

通过模拟实际操作情况，检查系统是否能够按照设计的要求进行工作。

如果出现问题，需要对程序进行调试和优化。

总结来说，机械手程序设计需要考虑机械手的控制、路径规划、物体识别等方面的内容。

在设计过程中，需要考虑到安全性和可扩展性等问题。

最后，进行测试和调试来验证程序的正确性和稳定性。

只有通过科学合理的设计和不断的优化，才能够实现机械手的自动化操作。

第1章机械手的总体方案设计1.1机械手的传动方案设计按机械手手臂的不同形式及组合情况其活动范围也是不同的，基本上可以分为四种运动形式：直角坐标式、圆柱坐标式、球坐标式、关节坐标式。

根据工作要求可选择直角坐标式，具体设计成悬挂式。

其优点为：（1）多臂悬挂式的机械手对刚性联结的自动生产线非常实用，可以在各工位间传递工件，各臂均悬挂在生产线上方的横梁上，臂间距离和工位距离相等，手臂可同步地沿横梁平移一个工位间距，把工件从一个工位移动到下一个工位，可以减少随行夹具和其他装置，提高自动化程度。

（2）悬挂式机械手占地面积小，能有效的利用空间。

（3）悬挂式机械手结构简单，成本底。

该凸轮轴加工自动线上的送料机械手采用液压驱动，PLC控制，其中采取液压驱动有以下优点：（1）压力高，可实现较大的驱动力，且机构可以做的轻小，紧凑。

（2）可实现无级变速，定位精度高，系统固有频率小，压力、容量调节容易。

（3）重量小，惯性小，可以做到快速的变速和换向，控制容易，动作平稳，滞后小。

1.2主要技术参数的确定机械手的主要技术参数包括抓重、自由度、定位精度、重复定位精度、工作范围、最大速度及承载能力。

主要参数如下：抓重：3kg自由度：3个工作范围：前后移动：1800mm上下升降：350mm横移：50mm驱动方式：液压驱动控制方式：PLC控制缓冲方式：节流回路1.3 机械手的配置和工作原理图一上下料机械手简图该加工自动线上有五只送料机械手，它们的结构完全相同，均能作前后移动、上下升降和横移运动。

（上下料机械手简图如图一）前后移动、升降和横移运动是各自的伸缩油缸带动的，自动线的各工序按照加工顺序（从左向右）依次排列的。

如图二所示：图二凸轮轴自动线机械手配置图该送料机械手的动作顺序为：原位——下降（抓料）——向左横移——上升——向后横移——下降——向右横移（放料）——上升——向后横移——原位第2章上下料机械手的机械结构设计2.1上下料机械手的总体结构上下料机械手由几个主要组成部分：（1）前后行走机构（带滚轮的三角形支架）；（2）横移油缸及其滚轮机构；（3）升降油缸；（4）手部支撑板；（5）机械手手部（两个夹持式手部）。

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。

三轴机械手设计方案随着工业自动化技术的快速发展，机械手在现代工业生产中发挥着重要的作用。

三轴机械手是一种常见的机械手型号，其通过三个轴向的运动实现对物体的抓取、传送和放置等操作。

下面是一个三轴机械手的设计方案。

首先，需要确定机械手的尺寸和载荷要求。

根据生产线上的工作环境和物体的尺寸、重量等特性，确定机械手的尺寸和载荷要求。

一般来说，三轴机械手的尺寸较小，适合用于细小物体的操作，而载荷要求一般在1-10kg之间。

接下来，选择合适的执行器和传感器。

执行器负责机械手的运动，可以选择气动、液压或电动执行器。

根据工作环境和精度要求，选择合适的执行器。

同时，为了实现对物体姿态的感知和控制，需要安装传感器，如位置传感器、力传感器和视觉传感器等。

然后，设计机械手的机构。

三轴机械手一般采用串联机构或并联机构。

串联机构由各关节依次连接构成，适用于较大的承载能力要求；而并联机构由几个关节同时作用于执行器，具有较高的刚度和精度，适用于高精度要求的场合。

根据实际需求，选择合适的机构。

此外，需要考虑机械手的控制系统。

控制系统由控制器、控制算法和接口等组成，负责对机械手的运动和姿态进行控制。

控制系统可以使用PLC、单片机或计算机等设备，通过编程实现对机械手的控制。

根据控制要求和预算限制，选择合适的控制系统。

最后，进行机械手的装配和调试。

按照设计图纸，进行机械手的零部件加工、装配和调试工作。

确保机械手各部件的质量和安装精度，保证机械手的正常运行。

综上所述，三轴机械手设计方案包括确定尺寸和载荷要求、选择执行器和传感器、设计机构、设计控制系统以及机械手的装配和调试。

通过科学合理的设计和精心制造，三轴机械手可以实现对物体的灵活准确的操作，提高生产效率和质量。

搬运机械手的设计引言搬运机械手作为一种自动化设备，在工业生产中起着重要的作用。

它能减少人力投入，提高生产效率，降低劳动强度，增强生产线的稳定性等。

本文将介绍搬运机械手的设计原理及其相关技术要点。

设计原理搬运机械手的设计基于以下几个原理：1. 动力系统搬运机械手通常使用电动传动系统，其中包括电机、减速器和传动链条。

电机提供动力，减速器将电机的转速降低并提高扭矩，传动链条将转动动力传递到机械手的关节上。

2. 传感器系统搬运机械手需要通过传感器感知目标位置和状态，以便准确地进行搬运操作。

常用的传感器包括光电传感器、压力传感器、力传感器等。

3. 控制系统搬运机械手的控制系统负责接收传感器反响的信息，并根据预设的程序进行运动控制。

控制系统通常采用微处理器或PLC控制器，并通过编程实现机械手的自动化操作。

4. 结构设计搬运机械手的结构设计包括机械臂、夹爪和基座等局部。

机械臂由多个关节组成，可以实现各种自由度的运动。

夹爪用于抓取和放置物体，可以根据具体需求选择不同类型的夹爪。

基座用于支撑机械臂，并提供稳定的运动平台。

技术要点在设计搬运机械手时，需要注意以下技术要点：1. 选用适宜的动力系统根据需要进行搬运的物体的质量和大小，选择适当的电机功率和减速比。

要确保动力系统能够提供足够的扭矩和速度，以满足搬运操作的需求。

2. 使用适宜的传感器系统根据需要感知的信息类型选择适宜的传感器。

例如，使用光电传感器可以实现对物体位置和形状的检测，使用压力传感器可以实现对物体重量的检测。

3. 优化控制算法设计控制系统时，应根据具体情况优化控制算法，以提高机械手的运动速度和精度。

例如，可以采用反响控制算法实现位置闭环控制，以消除因外界干扰而引起的误差。

4. 结构设计的灵巧性为适应不同的搬运需求，机械臂的设计应具备一定的灵巧性。

例如，可以设计多关节机械臂，以实现更多自由度的运动，从而适应不同的工作环境和操作需求。

结论搬运机械手的设计是一个复杂而重要的过程。

搬运机械手设计说明一、引言搬运机械手是一种用来替代人工进行搬运工作的机器装置。

它能够自动化地完成搬运、装卸、堆码等工作，提高生产效益、减少劳动强度，并且能适应各种环境和工作场合。

本设计说明旨在介绍一款搬运机械手的设计原理、结构及工作流程。

二、设计原理1.机械传动原理：采用电机驱动系统，通过齿轮、链条、皮带等传动装置将电机的旋转运动转换为机械手运动，实现搬运、举升等功能。

2.传感器原理：通过激光、红外线、压力传感器等传感器，实时感知物体的位置、形状、质量等参数，并将这些信息传输给控制系统。

3.控制系统原理：采用单片机或PLC控制系统，根据传感器反馈的信息，对机械手的动作进行控制和调整，实现精确的搬运操作。

三、结构设计1.底座：底座是机械手的支撑和固定部分，通常采用铸造或焊接工艺制作，保证机械手的稳定性和刚性。

2.臂架：臂架由多个可调节的关节构成，用于支撑和控制机械手的运动，臂架材料可以选用铝合金等轻质材料，以提高机械手的灵活性和运动速度。

3.夹具：夹具是机械手与被搬运物体直接接触的部分，通常采用夹爪或磁力吸盘等形式，以实现对物体的抓取和释放。

4.末端执行器：末端执行器是机械手的最后一段，可以根据具体需求选用吸盘、夹爪、工件接触面等不同形式，以适应不同尺寸、重量和形状的物体。

四、工作流程1.运动控制：通过操纵系统控制机械手的关节运动，将机械手移动到目标位置。

2.物体感应：通过传感器感知被搬运物体的位置、形状、质量等信息。

3.夹持物体：根据物体的尺寸和形状，选择合适的夹具进行夹持。

4.搬运操作：机械手将物体从起始位置移动到目标位置，并根据需要进行旋转、举升等动作。

5.放置物体：机械手将物体安放到目标位置，并释放夹具。

五、安全考虑在设计搬运机械手时，需要考虑以下安全因素：1.机械手运动范围的限定，避免碰撞或损坏设备。

2.夹具的设计要保证夹持力度适中，既要夹持住物体，又不能造成物体损坏。

3.传感器的准确性和可靠性，确保机械手能够准确感知物体的位置、形状等信息。

引言：机械手是一种可以代替人工完成各种动作的设备，广泛应用于工业生产、医疗服务、物流配送等领域。

机械手的设计和研发是机械工程专业学生毕业设计的重要内容之一。

本文将详细介绍机械手毕业设计的相关内容，包括设计目标、设计流程、设计方法和设计考虑因素等方面的内容。

概述：机械手毕业设计的主要目标是设计出一种能够完成特定任务的机械手，并考虑到其性能、精度、稳定性、安全性等因素。

设计流程一般包括问题分析、需求制定、方案设计、模型制作、系统调试和性能评估等阶段。

在设计过程中，需要综合考虑机械结构、传动系统、控制系统等多个方面的因素，并充分利用现代技术手段进行辅助设计和分析。

下面将分别详细介绍机械手毕业设计的五个大点。

正文：1.机械手的结构设计1.1机械结构的选择1.2关节设计原则1.3机械手的材料选择1.4结构设计的优化方法1.5结构设计的特殊考虑因素2.机械手的传动系统设计2.1传动方式的选择2.2传动比的确定2.3传动装置的选择2.4传动精度和稳定性的考虑2.5传动系统的优化设计3.机械手的控制系统设计3.1控制系统的结构选择3.2控制方式的选择3.3传感器的选取与布局3.4控制算法的设计3.5控制系统的调试与优化4.机械手的安全性设计4.1安全设备的选配4.2急停保护措施4.3碰撞检测与避免4.4负载限制和过载保护4.5安全操作规程的建立5.机械手的性能评估和实验验证5.1性能指标的制定5.2实验方案和数据采集5.3数据分析和性能评估5.4实验结果的验证与比对5.5优化改进和进一步研发的建议总结：机械手毕业设计是机械工程专业学生的重要任务，设计的好坏直接影响到机械手的性能和实际应用效果。

在设计过程中，需要综合考虑机械结构、传动系统、控制系统和安全性等多个因素，采用合适的设计方法和工具进行辅助分析和优化。

还需要通过性能评估和实验验证来验证设计的可行性和有效性，并提出进一步改进的建议。

通过机械手毕业设计的实践，学生不仅可以加深对机械原理和设计方法的理解，还能培养团队合作、问题解决和创新思维等能力，为未来的工作和学习奠定坚实基础。

机械手搬运装配装置设计讲解一、引言二、设计原理三、机构构造机械手搬运装配装置通常由机械手、传送带和工作台组成。

机械手是核心部件，一般采用伺服电机和关节构造，可以实现复杂的运动轨迹和灵活的抓取动作。

传送带用于将零部件输送到机械手所在的位置，工作台用于支撑和定位零部件。

四、工作流程1.传送带将零部件送到机械手所在位置。

2.机械手通过传感器检测零部件位置和姿态，并进行抓取。

3.机械手将零部件搬运到指定位置，并进行装配动作。

4.机械手完成装配后，将成品放置在工作台上。

5.循环上述步骤，直到所有零部件都完成搬运和装配。

五、应用领域机械手搬运装配装置广泛应用于汽车制造、电子产品装配和食品加工等行业。

在汽车制造中，机械手可以将车身部件搬运到焊接装配线，提高生产效率和质量；在电子产品装配中，机械手可以实现高精度的零部件装配工作；在食品加工中，机械手可以实现自动化的食品包装和分拣。

六、优势1.提高生产效率和质量：机械手具备高速和高精度的搬运和装配能力，能够实现快速和准确的装配过程。

2.减少人力投入：机械手可以替代大量的繁重和重复劳动，减少人力投入，同时还能提高工作环境的安全性。

3.提高工作稳定性和一致性：机械手可以确保在不同的工作状态下保持稳定的工作质量和效率，减少人为因素对装配质量的影响。

4.更好地适应多样化生产需求：机械手装配装置具有较强的灵活性和多功能性，可以根据不同的生产需求进行快速调整和改造。

七、结论机械手搬运装配装置是一种提高生产效率和质量的自动化装配设备。

通过计算机控制和传感器反馈，机械手可以实现高速、高精度和灵活的搬运和装配工作。

它广泛应用于汽车制造、电子产品装配和食品加工等行业，具有提高生产效率、减少人力投入和提高装配一致性等优势。

冲压机械手的生产工艺流程冲压机械手的生产工艺流程主要包括设计、制造、装配和调试四个阶段。

设计阶段：在设计阶段，首先需根据客户需求，确定冲压机械手的功能和性能要求。

然后，进行结构设计，包括机械手的骨架、传动系统、控制系统等。

接着进行工艺设计，确定机械手的制造工艺、装配工艺和调试工艺，以确保生产过程的顺利进行。

制造阶段：制造阶段是实际生产冲压机械手的过程。

首先，准备所需的原材料，包括金属板材、轴承、电机等。

然后，进行加工和成型，如切割、折弯、冲孔等工艺，将原材料加工成所需的零部件。

接着，进行热处理、表面处理等工艺，增强零部件的硬度和耐腐蚀性。

最后，进行零部件的装配，将各个零部件按照设计要求组装成机械手的各个部分。

装配阶段：装配阶段是将制造好的机械手各个部分进行组装的过程。

根据装配图纸和工艺要求，将各个零部件按照正确的顺序和位置进行组装。

在此过程中，要注意零部件的配合精度、固定连接的可靠性以及润滑部件的加油注油等工作。

确保机械手的装配质量和性能。

调试阶段：调试阶段是对装配完成的机械手进行功能调试和性能测试的过程。

首先，连接电源、控制系统等，进行电气连接和系统调试，确保机械手的正常工作。

然后，进行动作测试和负载测试，检验机械手的运动精度、重复定位精度和负载承载能力等性能。

最后，进行使用环境的适应性测试，如温度、湿度、噪音等方面的测试，以确认机械手在各种工作环境下的可靠性。

综上所述，冲压机械手的生产工艺流程主要包括设计、制造、装配和调试四个阶段。

在每个阶段中，需要根据具体需求和要求进行相应的工作，以确保生产出符合设计要求的高质量机械手。

机械手课程设计机械图纸工作过程程序
——气缸，2——吸盘，3——底板，4——丝杠，5——限位开关，6——夹具，7——立柱
1——气缸，2——吸盘，3——底板，4——丝杠，5——限位开关，6——夹具，7——立柱单轴位置控制系统的工作过程
本次设计假设实现将元件运送于一加工中心，对其实现一定的加工后，再由一搬运机构搬运至另一处不同工序的加工，然后回到元件库，放置已被加工的原件，从新取毛坯件进行相同的加工工序，利用程序，控制X,Z轴运动并对器件执行吸，放操作。

具体的动作过程为
1.按下启动按钮，当Z轴（气缸位置）处于初始位置1时，直接启动启动夹手模块
执行抓取物件动作，若Z轴不处于位置1时，则横轴电机控制气缸左移，使得Z
轴到达初始位置1.
2.Z轴到达位置1，使得横轴接近开关1与纵轴接近开关1运动，气缸下降至气缸下
限位开关动作。

3.当气缸下降至气缸下限位开关动作，开始启动吸盘动作。

4.吸盘动作导致真空传感器开关动作，气缸上升至气缸上限位开关动作。

5.气缸上升限位开关动作后，横轴电机控制气缸右移，物件被运到位置3.
6.到达位置3，气缸下降至气缸下限位开关动作。

7.在位置3时，气缸下限位开关动作应启动吸盘释放物件。

8.物件释放后气缸上升，随后横轴电机控制气缸左移，使得Z轴到达初始位置1循
环下一次抓取物件。

自动操作：按一下启动按钮，整个单元开始按照上面的控制要求开始运作。