机械手设计毕业论文

机械手设计的毕业论文机械手设计的毕业论文在现代工业领域，机械手作为一种重要的自动化设备，被广泛应用于生产线上的各个环节。

机械手的设计与优化是一个复杂而又关键的任务，需要考虑到多个因素，如精度、速度、负载能力等。

本篇论文将探讨机械手设计的一些关键问题，并提出一种新的设计方案。

首先，机械手的结构设计是决定其性能的关键因素之一。

常见的机械手结构包括串联结构、并联结构和混合结构。

串联结构由多个连杆组成，具有较高的精度和刚度，适用于需要高精度操作的场景。

并联结构由多个平行连杆和执行器组成，具有较高的负载能力和速度，适用于需要承载重物和快速操作的场景。

混合结构则结合了串联结构和并联结构的优点，可以根据具体需求进行灵活配置。

本论文将采用混合结构设计机械手，以兼顾精度和负载能力。

其次，机械手的运动学分析是设计过程中的重要一环。

通过对机械手的运动学分析，可以确定各个关节的运动范围和姿态，为后续的轨迹规划和控制提供依据。

机械手的运动学分析可以通过解析方法和数值方法两种途径进行。

解析方法适用于简单的机械手结构，通过代数方程求解关节角度和末端位置。

数值方法适用于复杂的机械手结构，通过迭代计算关节角度和末端位置。

本论文将采用数值方法进行机械手的运动学分析，以适应复杂的设计需求。

然后，机械手的轨迹规划是实现预定任务的关键一步。

轨迹规划旨在确定机械手末端执行器的运动轨迹，使得其能够在给定的时间内到达指定位置，并保持所需的速度和加速度。

常见的轨迹规划算法包括插值方法和优化方法。

插值方法通过在给定的关键点之间进行插值，生成平滑的轨迹。

优化方法通过优化目标函数，如最小化时间、最小化能量消耗等，生成最优的轨迹。

本论文将采用插值方法进行机械手的轨迹规划，以保证运动的平滑性和连续性。

最后，机械手的控制系统是实现精确控制的核心。

机械手的控制系统包括传感器、执行器和控制器等组成部分。

传感器用于获取机械手和工件的状态信息，执行器用于执行控制指令，控制器用于计算控制指令并发送给执行器。

机械手完整毕业设计论文毕业论文（设计）（范文）课题名称 ______________________ 学生姓名______________ 学号_______________ 系部 _________________ 专业年级 _________________________指导教师 ___________________________20XX年XX 月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，H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丄作，工作方式一般釆取示教再现的方式。

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、端子板电路的设讣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，最终实现的口标包括：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。

关键词：机器人，示教编程，伺服，制动ABSTRACTIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on 什w automation degree of the production process in order to enhance theproduction efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises・ The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way.In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used tocarry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software・Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running・ The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring 什】e movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point・KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake目录第1章绪论 (3)1.1机器人概述 (4)1.2机器人的历史、现状 (4)1.3机器人的发展趋势 (4)第2章机器人实验平台介绍及机械手的设计 (3)2.1自由度及关节 (4)2.2基座及连杆 (4)2.2. 1 基座 (7)2.2.2大臂 (7)2.2.3小臂 (7)2.3机械手的设计 (4)2.4驱动方式 (4)2.5传动方式 (4)2.6制动器 (4)第3章控制系统硬件 (4)3.1控制系统模式的选择 (4)3.2控制系统的搭建 (4)3.2. 1工控机 (4)3.2.2数据采集卡 (4)3.2.3伺服放大器 (4)3.2. 4 端子板 (4)3.2. 5电位器及其标定 (4)3.2. 6 电源 (4)第4章控制系统软件 (4)4.1预期的功能 (4)4.2实现方法 (4)4. 2. 1实时显示各个关节角及运动范围控制 (4)4. 2. 2直流电机的伺服控制 (4)4. 2.3电机的自锁 (4)4. 2. 4示教编程及在线修改程序 (4)4. 2. 5设置参考点及回参考点 (4)第5章总结 (4)5.1所完成的工作 (4)5.2设计经验 (4)5.3误差分析 (4)5.4可以继续探索的方向 (4)致谢 (4)参考文献 (4)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。

1。

绪论1.1工业机械手设计的意义1、熟悉机械手的应用场合及有关机械手设计的步骤；2、机械手可以提高生产过程中的自动化程度，减轻人力，便于有节奏的生产;3、结合机械手设计这方面的知识,在设计过程中学会怎样发现问题、研究问题、解决问题。

1。

2国外的机械情况现代工业机械手起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化。

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。

他的结构是：机体上安装回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的.1962年，美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机械手。

商名为Uni-mate(即万能自动）。

运动系统仿造坦克炮塔,臂回转、俯仰，用液压驱动；控制系统用磁鼓最存储装置。

不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。

同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司（Unimaton），专门生产工业机械手.1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运。

该机械手的中央立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再现型.虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。

1978年美国Uni-mate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Uni—mate 型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差可小于±1毫米。

美国还十分注意提高机械手的可靠性,改进结构，降低成本.如Uni-mate公司建立了8年机械手试验台,进行各种性能的试验。

准备把故障前平均时间（注:故障前平均时间是指一台设备可靠性的一种量度。

它给出在第一次故障前的平均运行时间），由400小时提高到1500小时，精度可提高到±0.1毫米。

德国机器制造业是从1970年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。

摘要本设计为冲床上料机械手设计。

基本参数为：升降行程135mm，手臂回转角度为105°。

此机械手能以34次 /分的频率，传送重0.5公斤重的硒钢片。

该机械手采用气压传动方式驱动，气缸最大压力为0.7MPa，为提高气缸活塞密封的可靠性，活塞采用2个O型环密封。

机械手的的抓取部分为吸附式，采用2个型号为ZP16UN的真空吸盘，吸盘提升力由真空泵提供。

机械手工作时，气缸推动活塞杆作升降运动。

活塞杆的中部装有一个深沟球轴承，当活塞杆上下运动时，轴承沿导向筒上的螺旋槽移动。

活塞轴与手臂相连，当活塞轴作上升运动时，带动装有真空吸盘的吸附式手臂作边上升边回转的复合运动，将被冲压件送到冲床上；当活塞轴作下降运动时，带动装有真空吸盘的吸附式手臂作边下降边回转的复合运动，使机械手回到初始状态，完成一个上料循环。

关键词：冲床机械手气压传动Abstract［单击此处键入英文摘要，内容应当与中文摘要相同］KeyWords：冲床机械手气压传动目录摘要 (I)Abstract (II)1 工业机械手的发展概况 (1)1.1 工业机械手定义 (1)1.2 工业机械手发展概况 (1)2 工业机械手整体介绍 (4)2.1 工业机械手的分类 (4)2.2 机械手的特点 (5)2.3 工业机械手在工业生产中的应用 (5)3 工业机械手设计方案 (7)3.1 工业机械手的组成 (7)3.2 规格参数 (8)3.3 坐标选择与分析 (8)3.4 驱动系统选择与分析 (9)3.4.1驱动系统的分类 (9)3.4.2 驱动系统的选择原则 (9)3.4.3 驱动系统的选择 (10)3.5 设计路线与方案 (11)3.5.1 设计步骤 (11)3.3.2 研究方法和措施 (11)4 真空吸盘和真空泵的选用 (13)4.1 真空吸盘 (13)4.1.1 吸盘的材料 (13)4.1.2 真空吸盘的作用 (13)4.1.3 吸盘的型号表示方法 (13)4.1.4 理论吸吊力 (13)4.1.5 吸盘的外形尺寸 (15)4.1.6 真空吸盘的选用 (18)4.2 真空泵 (19)4.2.1 真空泵的定义 (19)4.2.2 真空泵的分类 (19)4.2.3 真空泵的用途 (20)4.2.4 真空泵选取的注意事项 (20)4.2.5 真空泵的选取 (21)5 强度校核 (23)5.1 机械悬臂的校核 (23)5.2 活塞轴的校核 (29)5.3 轴承校核 (31)5.4 轴承用螺钉校核 (35)6 密封与润滑 (36)6.1 气缸的上下端盖的密封 (36)6.2 活塞的密封 (37)6.3 活塞轴的密封 (38)6.4 润滑 (39)6.4.1 气缸活塞润滑 (39)6.4.2 轴承润滑 (40)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (45)1 工业机械手的发展概况1.1 工业机械手定义机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序轨迹极其它要求，实现抓取，搬运工件或操做工具的自动化装置。

Abstract中文摘要机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。

机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成；电气方面有交流电机、变频器、传感器、等电子器件组成。

该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。

本文介绍的是机械手的工作过程，机械手抓取机构的设计，以及由PLC输出三路脉冲，分别驱动横轴、竖轴变频器，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，从而实现机械手精确运动的功能。

本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。

关键词：机械手；单片机；液压缸；设计；AbstractManipulator industrial robot systems traditional mandate, Robot is one of the key components. Manipulator using the mechanical structure of screw-ball, slider, and other mechanical devices composition; Electric have AC motor, inverter, sensor, and other electronic device components. The device covers a programmable control technology, position control technology, detection technology, Mechatronics is a typical representative of one of the machines.Is a robot that is described in this article work, design of robot crawling mechanism, as well as by the PLC outputs three pulses, horizontal axis, vertical axis inverter driven, respectively, control the manipulator of the horizontal axis and the vertical axis precise positioning, enabling precise movement of manipulator function. This project intends to develop material handling robot to grab objects in space, flexible, can replace human operation area of high temperatures and dangerous job, andaccording to the work piece changes and movement processes of change at any time at the request of the relevant parameters.Key Words:Manipulator；PLC；hydro-cylinder；devise；目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)目录 (Ⅲ)引言 (1)第一章．工业机械手的概述 (2)1.1机械手的发展及现状 (2)1.2课题研究的意义 (3)第二章．工业机械手的设计 (4)2.1设计的目地 (4)2.2设计的内容 (4)2.3机械手的工作过程 (4)2.4抓取机构的设计 (6)2.4.1机械手手部的设计计算 (6)2.4.2机械手腕部的设计计算 (10)2.4.3机械手臂部设计计算 (15)2.4.4机械手手臂升降机构设计 (19)2.4.5机械手手臂回转机构设计 (22)第三章．小结与展望 (26)参考文献 (27)致谢 (28)Ⅲ引言在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。

机械手设计毕业论文1．机械部分1-1 确定机械手的结构及拟定工作原理图一、设计要点1、130，152大炮药筒压底工序上，下料机械手完成顶料、抓料、提开、转腕、下降、放料。

2、手臂行程分为两个行程：提开和放料：1000mm3、传动方式：液压传动4、抓持工件的重量：130、16.15kg ；152、12.48kg二、传动方案的确定1、驱动方式的确定：该机械手采用的是液压传动，它与气压传动相比，能够有如下优点：1)能得到较大的输出力和力矩。

2)液压传动滞后现象小，反映较灵敏，传动平稳，由于气压传动能得到较高的速度，但空气粘性比油液低，传动中冲击较大，不利于精确定位。

3)输出力和运动速度控制比较容易，输出力和运动速度在一定的油缸尺寸下，主要决定于油液的压力和流量，通过调节相应的压力和流量，能比较方便地控制输出功率。

4)可达到较高的定位精度，抓重较轻时，采用适宜的缓冲措施和定位方式，但系统的泄漏难以避免，影响工作效率和系统的工作性能。

2、运动路线的确定根据其工作循环，确定运动路线传料——下降——抓料——上升——转腕——下降——松指——上升——直腕三、机械手的基本参数1)抓重：根据任务所给质量，抓料的质量为16.15kg、12.47kg两种工件。

2)自由度数为两个，手臂的竖直方向向上的直线往复运动，腕部回转油缸的摆动。

3)工作时间：任务是要求机械手在一分钟内完成两个工作循环，根据其循环时间可分配如下：手臂上升时间：5秒手臂下降时间：4秒转腕时间：3秒抓料时间：2秒放料时间：1秒4)定位精确：机械手的定位精度是由加工工艺要求决定的，三抓定位精度高，根据本身的结构，抓重工作速度以及驱动方式和缓冲定位方式来确定。

本机械手的定位精度为±1mm。

四、机械手的结构设计根据任务书的要求和工作地的要求，升降系统设计成双作用单杆活塞式油缸，它完成工件的放料任务。

考虑它的体积要求和转矩要求，采用双叶片回转油缸，手部采用双作用单杆式油缸，由滑块来确定手部的夹紧位置。

毕业设计-机械手毕业论文机械手毕业设计目录摘要.............................. 错误!未定义书签。

第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 机械手的定义与分类 (2)1.3 机械手应用及组成结构 (2)1.4 机械手的发展趋势 (3)1.5 总体设计要求 (4)第2章 PLC的介绍与选择 (5)2.1 PLC的特点 (5)2.2 PLC的选型 (6)2.3 三菱FX系列的结构功能 (7)第3章各功能实现形式与控制方式 (9)3.1 本机械手模型的机能和特性 (9)3.2 夹紧机构 (9)3.3 躯干 (10)3.4 旋转编码盘 (10)第4章控制系统设计 (11)4.1 控制系统硬件设计 (11)4.1.1 PLC梯形图中的编程元件 (12)4.1.2 PLC的I/O分配 (12)4.1.3 机械手控制系统的外部接线图 (14)4.2 控制系统软件设计 (15)4.2.1 公用程序 (15)4.2.2 自动操作程序 (17)4.2.3手动单步操作程序 (22)4.2.4 回原位程序 (24)4.3 PLC程序的上载和下载......... 错误!未定义书签。

4.3.1 PLC程序的上载........ 错误!未定义书签。

4.3.2 PLC程序的下载........ 错误!未定义书签。

第5章设计小结...................... 错误!未定义书签。

致谢 (28)参考文献 (29)第1章绪论1.1 课题背景随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，生产工况也有趋于恶劣的态势，这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求，同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。

工人工作环境和工作内容也要求理想化简单化，对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完成显得非常重要。

这样可以避免一些人不能接触的物质对人体造成伤害，如冶金、化工、医药、航空航天等。

在机械制造业中，机械手应用较多，发展较快。

机械手毕业设计论文机械手是一种可以模仿人类手的机械装置，广泛应用于工业生产中的自动化流水线、医疗手术、危险环境探测等领域。

本文以机械手的设计与应用为主题，描述了在毕业设计中设计机械手的过程及其应用前景。

全文共计700字。

摘要：随着技术的不断进步和人们对生产效率与安全性要求的提高，机械手逐渐成为现代工业生产中的重要设备。

本论文旨在通过设计一个具有多种功能的机械手来探讨其设计原理与应用前景。

引言：机械手是一种能够模仿人手动作的机械装置，它能够在指定的空间内完成各种动作，在工业生产中能够用于自动化流水线、医疗手术、危险环境探测等领域。

随着自动化技术的快速发展，机械手应用的范围也越来越广泛。

设计过程：本论文的设计目标是设计一个具有多种功能的机械手，并简化其结构以降低成本。

设计过程包括以下几个步骤：1. 确定机械手的应用场景：根据机械手的应用场景，确定其需要具备的功能和性能要求。

2. 选取适合的驱动方式：根据应用场景和要求，选取适合的驱动方式，如伺服电机、液压驱动等。

3. 机械结构设计：设计机械手的结构，包括连杆、关节、末端执行器等部分，确定各部分的尺寸和位置关系。

4. 控制系统设计：设计机械手的控制系统，包括处理器、编码器、传感器等部分，实现对机械手的精确控制。

5. 系统集成与调试：将各个部分进行集成，进行系统调试和优化，确保机械手的正常运行。

应用前景：机械手作为一种先进的自动化设备，具有广阔的应用前景。

它可以用于代替人工完成单调、重复的工作，提高生产效率。

同时，机械手还可以应用于危险环境中，避免人身伤害。

另外，机械手还可以应用于医疗领域，例如辅助手术、康复治疗等。

随着技术的不断进步，机械手在各个领域的应用前景将更加广阔。

结论：通过本论文的设计与研究，我们对机械手的设计原理和应用前景有了更深入的了解。

机械手的设计过程需要综合考虑应用场景、驱动方式、机械结构和控制系统等因素，以实现机械手的多功能化和成本降低。

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。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊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。