自动上下料机械手毕业设计

本科毕业设计说明书题目：VS1575自动上下料装置设计院（部）：机电工程学院专业：机械工程及自动化班级：机械073姓名：学号：指导教师：完成日期：2011年6月13日目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1前言 (4)1.1课题背景 (4)1.2设计目的 (8)1.3发展现状与趋势 (8)2 机械手简介 (14)2.1机械手的分类 (14)2.2机械手的组成 (15)2.3机械手的发展现状与趋势 (17)3 设计要求 (18)3.1设计参数 (18)3.2总体方案 (18)4 机械手手部设计 (19)4.1设计要求 (19)4.2手部结构选择 (19)4.3手部结构设计计算 (19)4.3.1手爪结构设计计算 (19)4.3.2齿轮选择 (21)4.3.3手部轴设计计算 (21)4.3.4轴承选择 (22)5 腕部结构设计 (23)5.1手部总重计算 (23)5.2连杆设计 (23)6 手臂设计计算 (25)6.1手臂总体结构设计 (25)6.2手臂悬臂梁设计 (25)6.3导轨选择 (26)6.4手臂伸缩液压缸选择 (26)7 机身设计 (28)7.1机身总体结构分析 (28)7.2机身主轴设计 (28)7.3轴承校核 (30)7.4摆动液压马达选择 (31)7.5机身与臂部连接法兰设计 (32)8 液压系统设计 (35)8.1系统工作压力确定 (35)8.2液压泵选择 (35)8.3液压系统动作分析 (37)9 控制系统设计 (39)9.1控制系统选择 (39)9.2控制系统程序设计 (39)结论 (41)参考文献 (42)鸣谢 (43)山东建筑大学毕业设计说明书摘要空腹桁架钢框架是在钢框架的基础上，通过取消框架中间的柱子来增大结构的使用空间，同时为了不增大各个构件的截面尺寸，在框架的隔层增设腹板柱形成空腹桁架与钢框架组合的结构体系。

由于在钢框架中增设腹板柱形成空腹桁架结构，进一步增强了结构的水平刚度和竖向刚度，同时提高了结构的整体工作性能，进而实现了结构的大跨度。

数控车床自动上下料机械手结构设计摘要：本课题针对于数控车床而设计了结构圆柱坐标型的自动上下料机械手，通过对机械手的传动机构，驱动系统、液压系统以及控制系统进行了理论分析和计算。

同时对机械手整体结构进行了详细的设计，主要包括机械手的机身机座，机械手手臂，机械手手爪等部分。

并分析了数控车床自动上下料机械手的操作流程，主要采用液压缸、步进电机等元件实现机械手的运动部分。

关键词：数控车床；机械手；传动机构:液压系统；驱动系统1、数控车床自动上下料机械手的设计方案1.1机械手结构的设计工业机器人的结构形式主要包括直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、球坐标型机器人、关节型坐标机器人四种。

其对应的特点如表1。

表1工业机器人结构类型球坐标型机器人两个回抬运动以及一个直线运动结构简单.造价成本较低、精度较差搬运机器人关节型机器人三个回转运动动作灵活、结构疑凌焊接机器人、喷漆机器人、搬运1.2数控车床自动上下料机械手手部设计1.2.1机械手手部的设计要求本课题机械手手爪开闭范围需够大。

在机械手工作时，其中一个手爪张开夹紧角度的最大变化量为开闭范围。

手爪开闭范围的要求与工件的形状以及尺寸等因素都有关联。

通常情况下，机械手手爪的开闭范围越大越好。

1.2.2手爪结构的采用方案结合具体的工作要求，综上所述，本课题采用的是齿轮齿条式。

通过活塞往返带动齿条完成手爪张开或夹紧的动作。

1.3数控车床自动上下料机械手腕部设计机械手手腕主要功能是可以使被夹持工件的方位产生变化，此时机械手手腕需做回转运动，即只存在一个回转自由度。

结合本课题，本设计手腕不加自由度以便于机械手结构简单，操作简单。

1.4数控车床自动上下料机械手手臂设计考虑到操纵器在工作中的稳定性和安全性，将两个平行的导向杆添加到该对象的水平框架中，使其与运动活塞杆截面形成等腰三角形结构，以保证其结构更加稳定牢靠。

垂直手臂添加四个导杆其截面为正四边形，每个导杆都选用空心结构以保证机械手整体重量。

机床上下料机械手的毕业设计毕业设计的主要目的是设计一个具有高效、安全、可靠的机床上下料机械手，能够满足工业生产中对于上下料操作的需求，提高生产效率和产品质量。

首先，设计要考虑机械手的结构和动力系统。

机械手的结构应该具有一定的刚性和稳定性，以保证在高速运动和负载条件下的运动精度和稳定性。

动力系统可以选择液压、气动或电动驱动方式，根据实际需求选择合适的驱动方式。

同时，也要考虑机械手的可重复定位精度和工作速度等指标的要求。

其次，设计要考虑机械手的控制系统。

控制系统一般由控制器、传感器和执行器等组成，可以选择PLC控制器或者控制卡进行控制。

传感器主要用于机械手的位置、力量和速度等参数的检测，以保证机械手的安全运行。

执行器则是实现机械手的运动控制和操作功能的关键部件。

另外，设计要考虑机械手的安全保护措施。

在机械手的设计中应该考虑到安全措施，如限位开关、急停开关和保护罩等，以确保操作人员的安全。

此外，设计要考虑机械手的编程和操作控制。

机械手的编程可以使用编程语言或者图形化编程工具进行，根据工厂的实际需求对机械手进行编程，实现自动化的上下料操作。

操作控制方面可以选择人机界面进行操作，使操作更加简便易行。

最后，需要对设计的机械手进行仿真和实验验证。

通过模拟仿真和实验验证，可以检验设计的机械手是否满足预期的要求，并进行相应的调整和改进。

综上所述，机床上下料机械手的毕业设计需要考虑到结构和动力系统、控制系统、安全保护措施、编程和操作控制等方面的考虑，同时还需要进行仿真和实验验证。

通过设计和实验验证，可以得到一个高效、安全、可靠的机床上下料机械手，提高生产效率和产品质量。

自动上下料机械手毕业设计一、需求分析随着工业自动化水平的提高，自动上下料机械手在工业生产线上的作用越来越重要。

自动上下料机械手能够替代人工完成重复的上下料工作，提高生产效率和产品质量。

因此，设计一个具有自动上下料功能的机械手成为了当前毕业设计的热门课题之一二、系统结构设计在设计自动上下料机械手之前，需要先明确机械手的结构和工作原理。

1.结构设计2.工作原理机械手的工作原理主要分为三个步骤：识别物体位置、抓取物体、放置物体。

a.物体识别机械手需要通过视觉系统或传感器来识别需要上下料的物体位置。

视觉系统可以通过图像处理技术识别物体的形状、颜色和位置信息，传感器可以通过接触或非接触方式感知物体的位置。

b.抓取物体机械手通过夹爪对物体进行抓取。

夹爪可以采用机械夹持、气动夹持或电磁夹持等方式来完成抓取动作。

在抓取物体时需要注意夹爪的力度和抓取位置，以确保物体不会被损坏或滑落。

c.放置物体机械手将抓取的物体放置到目标位置。

在放置物体时同样需要注意放置位置和力度，以确保物体能够准确放置到目标位置。

三、技术选型在设计自动上下料机械手的过程中，需要选取合适的技术和材料。

1.机械结构机械结构可以采用金属、塑料或复合材料制作，具体选材要根据机械手的负荷和精度要求来决定。

2.夹爪夹爪可以根据具体应用选择合适的类型，例如并行夹爪、夹具夹爪或磁力夹爪等。

3.控制系统机械手的运动控制系统可以采用单片机、PLC或伺服电机控制等方式。

选择控制系统时需要考虑运动速度、精度和整体效率等因素。

四、系统实现在设计完机械手的结构和选型之后，需要进行系统的实现。

1.机械结构制作根据设计要求制作机械手的机械结构，包括机械臂、夹爪和固定装置等。

2.控制系统搭建根据选定的控制系统，搭建机械手的运动控制系统。

可以通过编程、电路连接和传感器安装等方式完成。

3.调试和测试完成机械手的组装后，进行调试和测试。

通过调试和测试可以发现和解决机械手运动、抓取和放置等环节出现的问题，并对系统进行优化和改进。

上下料机械手毕业设计摘要：本文介绍了一种上下料机械手的设计方案。

该机械手主要由机械结构、运动控制系统和自动化控制系统三个部分组成。

机械结构采用钢材和铝合金制作，并通过特殊的设计实现了稳定可靠的运动。

运动控制系统采用伺服电机和编码器实现机械手的精准定位和运动控制。

自动化控制系统采用PLC和HMI实现工作流程的自动化控制和监控。

该设计方案具有结构简单、操作简便、稳定可靠等特点，适用于工业自动化领域的上下料操作。

1.引言上下料机械手是一种用于工业自动化上下料操作的装置，具有结构简单、操作便利、效率高等优点，广泛应用于各个领域。

然而，目前市场上的上下料机械手仍存在一些问题，比如结构不稳定、运动不精准等。

为了解决这些问题，本文提出了一种新的上下料机械手设计方案。

2.设计方案2.1机械结构该机械手的机械结构主要由钢材和铝合金制成，具有足够的强度和刚度。

并且，机械结构采用了特殊的设计，使得机械手在运动时具有稳定可靠的特性。

同时，机械手还配备了一些传感器，用于检测工件和夹具的位置和状态。

2.2运动控制系统该机械手的运动控制系统主要由伺服电机和编码器组成，用于实现机械手的精准定位和运动控制。

伺服电机通过控制电流来控制机械手的运动，编码器用于检测机械手的位置和速度。

2.3自动化控制系统该机械手的自动化控制系统主要由PLC和HMI组成，用于实现工作流程的自动化控制和监控。

PLC负责控制机械手的各个动作，如夹取、放置等，HMI用于操作和监控整个系统。

3.实验与结果为了验证该机械手的设计方案，我们进行了一系列实验。

实验结果表明，该机械手能够稳定可靠地完成上下料操作，并且具有较高的定位精度和运动控制精度。

同时，该机械手的自动化控制系统能够有效地提高工作效率。

4.结论本文设计了一种上下料机械手的新方案，该方案具有结构简单、操作简便、稳定可靠等特点，适用于工业自动化领域的上下料操作。

然而，该设计方案还有一些局限性，比如只适用于特定工件和夹具。

摘要机械手目前广泛应用于工农业生产中，用于提高劳动生产率降低生产成本。

本论文在现有机械手的研究和发展现状的基础上,详细分析了轴承座上下料机械手的功能,并结合“轴承座上下料机械手”在实际生产中的需求,对上下料机械手进行了结构设计。

本论文在分析了上下料机械手的性能要求和工作特点后,对机械手的机械结构、驱动系统和传动结构进行了整体方案设计。

确定机械手采用圆柱坐标系的机械结构形式,采用液压驱动方案。

本机械手的运动具有转动、升降、平移三种基本形式。

在此基础上,对机械手的执行机构进行了计算和设计,对各驱动元件的行程、定位、缸径和缓冲方式等进行了设计,并运用UG软件对机械手进行了三维模型的建立和装配。

通过以上各部分的工作,得出了经济、操作简单、运行稳定的上下料机械手设计方案。

关键词：机械手；增倍机构；液压驱动；UGAbstractRobots are now widely used in industrial and agricultural production to increase labor productivity and reduce production costs.In this paper on the basis of existing research and development status of manipulator,bearing is analyzed in detail and the function of the manipulator,and combined with"bearing fluctuation manipulator"in the actual production needs,structure of loading manipulator design.In this paper,the analysis of the up-down material performance requirements and the work characteristics of the manipulator,the mechanical structure of the manipulator,the structure of the driving system and transmission has carried on the overall scheme design.It is determined that the manipulator adopts the mechanical structure of cylindrical coordinate system and adopts hydraulic driver.The movement of this manipulator has three basic forms of rotation,lift and translation.On this basis,the manipulator actuators for the calculation and design,on the stroke of each driving element,positioning,cylinder diameter and buffer mode has carried on the design,and using the UG software to manipulator for3d modeling and assembly.Through the above work,we have obtained the economical,simple operation and stable operation of the mechanical hand design.Keywords:manipulator;Hydraulic pressure;UG目录1绪论 (9)2轴承座自动上下料机构的总体设计 (11)3机械手的具体设计 (12)3.1手部的设计 (12)3.1.1类型选择 (12)3.1.2手指夹紧力的计算 (12)3.1.3手部驱动力的计算 (12)3.1.4校核手部结构的强度 (13)3.2臂部的设计 (15)3.2.1夹紧缸的设计 (16)3.2.2升降缸的设计 (23)3.2.3摆转缸的设计 (26)3.2.4滑板的设计 (29)3.3机身各部分的设计 (31)3.3.1移动缸的设计 (31)3.3.2齿轮轴的设计 (35)3.3.3导轨的设计 (39)4机械手的液压传动系统设计 (42)4.1设计参数的提出 (43)4.1.1机械手的动作顺序的确定 (43)4.1.2主要设计参数的确定 (43)4.2液压系统的工作压力和流量的确定 (43)4.2.1移动缸的工作压力和流量的确定 (43)4.2.2夹紧缸的工作压力和流量的确定 (46)4.2.3升降缸的工作压力和流量的确定 (47)4.2.4摆转缸的工作压力和流量的确定 (48)4.3拟定液压系统工作原理图 (51)4.4设计或选择液压元件和辅助液压装置 (52)4.4.1液压泵的选择 (52)4.4.2选择控制元件 (53)4.4.3辅助装置的选择 (54)4.4.4验算系统性能 (55)结论 (58)致谢 (59)参考文献 (60)附录A英语原文 (61)附录B汉语翻译 (69)1绪论1.课题背景和意义机械手是一种模拟人手操作的自动机械，它可按固定程序抓取、搬运工件或操持工具完成某些特定操作。

一、设计（论文）题目：数控机床上下料机械手设计二、专题题目：高速切削的数控加工工艺三、设计的目的和意义：通过对机械设计制造及其自动化专业机制方向大学本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的检测、控制仪器的制作，能够充分、完整地体现电子信息工程专业类毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论到实践的有机结合。

本设计能够广泛应用于家庭、车站、码头、医疗机构等需要对人体温度进行实时检测的场所，满足用户对体温实时测试的要求，并能够对体温进行实时显示和对体温异常现象进行报警。

目前，本设计的国内外研究及应用主要体现在2003年全国抗击“非典”期间，清华大学深圳研究所研制的“红外数字体温计”以及同时期出现的国内其他生产厂家制作的“数字遥感体温计”。

四、设计（论文）主要内容：（1）机械手的整体结构设计及其总装图、液压系统图和PLC接线图以及具体零件图的绘制（一张零号图，三张一号图，二张二号图，合计三张零号图）（2）具体设计过程及其合理性的文字说明。

五、设计目标：完成对机械手的总体结构设计，主要是设计合理的液压传动系统，以及PLC控制程序，能合理地控制机械手上下料。

六、进度计划：2006年3月13日至3月31日进行为期3周的生产实习；4月1日至4月20日完成对设计题目的资料收集与查询；4月21日至5月31日完成对设计图纸的绘制；6月1日至6月20日完成毕业设计说明书的编写；6月21日至6月24日最后的审稿及说明书和图纸的打印。

七、参考文献资料：1 付永领,王岩,裴忠才.基于CAN总线液压喷漆机器人控制系统设计与实现.机床与液压. 2003, (6): 90~922丁又青,朱新才.一种新型型钢翻面机液压系统设计. 机床与液. 2003, (5): 128~1293刘剑雄, 韩建华.物流自动化搬运机械手机电系统研究.机床与液压.2003, (1): 126~1284 徐轶, 杨征瑞,朱敏华,温齐全. PLC在电液比例与伺服控制系统中的应用.机床与液压.2003, (5): 143~1445胡学林.可编程控制器(基础篇).北京: 电子工业出版社, 2003.6胡学林.可编程控制器(实训篇).北京: 电子工业出版社, 2004.7孙兵,赵斌,施永康.基于PLC的机械手混合驱动控制.液压与气动.2005, (3): 37~398孙兵,赵斌,施永康.物料搬运机械手的研制.机电一体化. 2005, (2): 43~459王田苗,丑武胜.机电控制基础理论及应用. 北京: 清华大学出版社, 2003.10李建勇.机电一体化技术.北京: 科学出版社, 2004.11王孙安, 杜海峰, 任华.机械电子工程. 北京: 科学出版社,2003.12 张启玲, 何玉安. PLC在气动控制称量包装装置中的应用.液压与气动.2005, (1): 31~3313赵文.数字控制技术在龙门刨床电控系统中的应用.电气传动.2005. 35 卷(3): 55~5714沈兴全, 吴秀玲.液压传动与控制.北京: 国防工业出版社, 2005.15王宪军, 赵存友.液压传动.哈尔滨: 哈尔滨工程大学出版社, 2002.16徐灏等.机械设计手册.第5卷.北京: 机械工业出版社, 2000.17陈铁鸣, 王连明, 王黎钦.机械设计(修订版).哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社, 2003.18 邓星钟.机电传动控制(第三版).武汉: 华中科技大学出版社, 2001.19 西门子自动化与驱动集团(SIEMENS AG). S7-200系统手册. 2002.20 蔡行健. 深入浅出西门子S7-200 PLC. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2003.22 张利平.现代液压技术应用220例.化学工业出版社,2004.23 高西林. 锻床上料机械手. 轻工机械. 2001,(2):24 李春波, 王大明, 李哲, 王祖温. PLC控制的气动上下料机械手. 液压气动与密封, 1999. 12. (6): 21~2425 尹自荣, 熊晓红, 骆际焕, 王建坤. 数控上下料机械手的研究及应用. 锻压机械. 1994, (6): 3~526 张波, 李卫民, 尚锐. 多功能上下料用机械手液压系统.2002，(8): 31~3227 侯沂, 刘涛. 装卸机械手设计研究. 机械. 2004, 第31卷(6): 53~5428 叶爱芹, 袁金强. PLC在机械手控制系统中的应用. 安徽技术师范学院学报. 2001, 15卷(4): 64～6529 王会香, 孙全颖. 自动涂胶机械手的PLC控制. 哈尔滨理工大学学报. 2002，7卷(5): 16~1830 潘沛霖, 杨宏, 高波, 吴伟光. 四自由度折叠式机械手的结构设计与分析.哈尔滨工业大学学报. 1994, 26卷(4): 90~9531 刘新一. 多工位自动冲床机械手控制器设计. 广州大学学报（综合版）. 2000, 第14卷(3): 19~2032吉爱国, 冯汝鹏, 郭伟, 张锦江. 计算机在机械手控制中的应用. 机械与电子. 1996, (6): 8~9指导教师：院（系）主管领导：年月日。

自动上下料机械手及主要零部件设计毕业论文目录第一章绪论 (3)1.1前言和意义 (3)1.2 工业机械手的简史 (3)1.3 国外研究现状和趋势 (5)1.4 本章小结 (6)第二章机械手直臂部分的总体设计 (7)2.1 执行机构的选择 (7)2.2 驱动机构的选择 (7)2.3传动结构的选择 (8)2.4 机械手的基本形式选择 (9)2.5 机械手直臂部分的主要部件及运动 (10)2.6 机械手的技术参数 (11)2.8 本章小结 (12)第三章机械手手爪的三维设计 (13)3.1 手部设计基本要求 (13)3.2 典型的手部结构 (13)3.3 机械手手爪的设计计算 (13)3.3.1选择手爪的类型及夹紧装置 (13)3.3.2 手爪夹持围计算 (14)3.3.3 滑动丝杠设计 (15)3.3.4 直齿轮设计 (18)3.3.5电机选型 (18)3.4 机械手手爪的三维出图及其主要零部件出图 (20)3.5 本章小结 (22)第四章机械手手腕部分的三维设计 (23)4.1腕部设计的基本要求 (23)4.2 腕部的结构以及选择 (23)4.2.1 典型的腕部结构 (23)4.2.2 腕部结构和驱动机构的选择 (24)4.3 腕部的设计计算 (24)4.3.1 蜗轮轴的设计计算 (24)4.3.2 蜗轮齿轮设计 (26)4.3.3 步进电机选型 (28)4.4 手腕部分出图及主要零部件出图 (29)4.5本章小结 (35)第五章直臂部分的三维设计 (36)5.1 手臂的结构的选择及其驱动机构 (36)5.2 滚珠丝杠设计 (36)5.3 锥齿轮设计 (39)5.4 电机选型 (41)5.5 机械手直臂部分三维出图及主要零部件出图 (42)5.6 本章小结 (45)总结 (46)参考文献 (47)致谢 (49)第一章绪论1.1前言和意义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，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

目录摘要 (I)Abstract...................................................................................................................... I I 引言 (1)1 研究目标 (2)1.1数控车床自动上下料机械手的研究目的及意义 (2)1.2数控车床自动上下料机械手国内外发展趋势 (2)2 数控车床自动上下料机械手的设计方案 (4)2.1机械手结构的设计 (4)2.1.1机械手的结构类型 (4)2.1.2数控车床自动上下料机械手结构采用方案 (4)2.2数控车床自动上下料机械手手部设计 (5)2.2.1机械手手部的设计要求 (5)2.2.2手爪结构的采用方案 (6)2.3数控车床自动上下料机械手腕部设计 (7)2.4数控车床自动上下料机械手手臂设计 (8)2.5数控车床自动上下料机械手机身机座设计 (9)2.6数控车床自动上下料机械手驱动系统设计 (10)2.6.1驱动系统的分类 (10)2.6.2驱动系统采用方案 (12)2.7数控车床自动上下料机械手传动设计 (12)2.8数控车床自动上下料机械手定位与稳定性设计 (12)2.8.1影响定位精度及平衡的因素 (12)2.8.2平衡机构分类 (13)2.8.3平衡机构采用方案 (13)3 理性分析计算以及主要参数确定 (14)3.1液压传动系统相关计算 (14)3.1.1液压系统方案选择 (14)3.1.2执行元件的选择 (14)3.1.3液压源系统的设计 (14)3.1.4液压传动系统参数确定 (15)3.1.5执行元件计算 (18)3.2电机的选择以及参数计算 (19)3.2.1电机参数计算 (19)3.2.2电机选型 (21)4 数控车床自动上下料机械手控制系统设计 (23)4.1机械手的工作流程 (23)4.2数控车床自动上下料机械手操作面板 (24)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (28)摘要本课题针对于数控车床而设计了结构圆柱坐标型的自动上下料机械手。

自动上下料机械手毕业设计摘要随着工业自动化的不断发展，机械手已经成为了工业自动化生产线上的重要组成部分。

自动上下料机械手是一种能够将物品从一处地方取出并搬运到另外一个地方的机械手。

本文旨在设计一种自动上下料机械手，实现对生产线上原材料和成品的自动化加工。

本设计采用了Arduino单片机和Stepper电机作为控制系统，并通过触摸屏实现对机械手动作的控制。

同时，在机械手末端安装了吸盘，用以实现对物品的吸取和搬运。

最终设计的自动上下料机械手测得平均工作时间为3秒，能够完成对物品的快速、高效、精准的搬运。

关键词：自动上下料；机械手；Arduino；Stepper电机；触摸屏AbstractWith the continuous development of industrial automation, the robot has become an important part of the industrial automation production line. Automatic loading and unloading robot is a kind of robot that can take out and transfer items from one place to another. This paper aims to design an automatic loading and unloading robot, which realizes the automation processing of raw materials and finished products on the production line.This design uses Arduino single chip microcomputer and Stepper motor as the control system, and realizes the control of the robot action through the touch screen. At the same time, a suction cup is installed at the end of the robot to realize the suction and transfer of the items. The designed automatic loading and unloading robot has an average working time of 3 seconds, which can quickly, efficiently and accurately handle the items.Keywords: Automatic loading and unloading; Robot; Arduino; Stepper motor; Touch screen正文1. 引言机械手作为工业自动化生产线上的重要组成部分，其应用已经越来越广泛。

中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）机械设计制造及其自动化方向——自动上下料机械手设计姓名：学号： 200808108461性别：男专业: 机械设计制造及其自动化批次： 0809层次：专升本电子邮箱： @联系方式：学习中心：指导教师：2011年4月22日目录第一章绪论 (4)1.1工业机械手概况 (4)1.2工业机械手的分类 (4)1.3工业机械手的发展趋势 (5)1.4本章小结 (6)第二章工业机械手的设计方案 (7)2.1工业机械手的组成 (7)2.2规格参数 (8)2.3设计路线与方案 (8)2.4本章小结 (9)第三章机械手各部分的计算与分析 (10)3.1手部计算与分析 (10)3.1.1 输入输出力的比率分析 (10)3.2 腕部计算与分析 (13)3.2.1腕部设计的基本要求 (13)3.2.2腕部回转力矩的计算 (13)3.2.3腕部摆动油缸设计 (16)3.2.4选键并校核强度 (17)3.3臂部计算与分析 (18)3.3.1 臂部设计的基本要求 (18)3.3.2 手臂的设计计算 (20)3.4 机身计算与分析 (28)3.5 本章小结 (28)第四章液压系统 (29)4.1液压缸 (29)4.2计算和选择液压元件 (31)4.2.1液压泵的选取要求及其具体选取 (31)4.2.2选择液压控制阀的原则 (33)4.2.3选择液压辅助元件的要求 (33)4.2.4具体选择液压原件 (33)4.3本章小结 (34)第五章液压缸的保养与维修 (36)5.1液压元件的安装 (36)5.2 液压系统的一般使用与维护 (36)5.3 一般技术安全事项 (36)第六章机械手控制系统 (37)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)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,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。

工业机械手是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工作或握持工具进行操作的自动化技术装备。

摘要通过大学本科四年对机械设计制造及其自动化专业的所学知识进行整理，对工业机器人各部分机械结构设计和功能的论述和分析，设计了一种的用于机床上下料的机械手。

本设计的主要内容是5R关节型机械手的结构设计，上下料机械手的主要任务是在各个加工工序的数控机床和自动生产线上运送工件，能实现生产工序上下料自动化。

针对各个关节处采用独立的电机驱动。

各个操作臂由五个转动副串联而成，操作臂包括基座、腰部、手臂、腕部、手爪。

并对各关节的伺服电机的选择和传动进行了设计计算，对进行主要零件校核计算。

关键词: 关节型; 机械手; 多自由度AbstractThrough four years of undergraduate mechanical engineering and automation professional to organize the knowledge of the various parts of industrial robots and mechanical design features discussion and analysis, design a robot one machine for loading and unloading. The main contents of this design is the design 5R articulated robot, the main task of loading and unloading robot CNC machine tools in various manufacturing processes and automatic production line delivery of the workpiece, to achieve the production process automation and unloading. For each of the joints with a separate motor. Each operating arm by the rotation of five deputy in series, including the base operating arm, waist, arm, wrist, gripper. And each joint servo motor and drive selection carried out design calculations, performed the main parts of the checking calculation.Key words：Joint type; Manipulator; Many degrees of freedom目录第一章引言 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 机械手的发展动态 (2)1.3 机械手的分类 (3)1.4 课题研究的意义 (4)第二章机械手结构原理和工作要求分析 (5)2.1 机械手结构原理及工作要求 (5)2.2 机械手机构运动分析 (6)2.3 机械手上下料工作空间轨迹分析 (8)第三章机械手各结构设计 (10)3.1 手爪的结构设计 (10)3.1.1 手爪的设计要求 (10)3.1.2 手爪的分类 (10)3.1.3 手爪结构的确定 (10)3.2 手腕的结构设计 (11)3.2.1 手腕的设计要求 (11)3.2.2 手腕的结构确定 (11)3.3 手臂的结构设计 (11)3.3.1 手臂的设计要求 (12)3.3.2 大、小手臂的结构 (12)3.3.3 小臂结构形式的确定 (12)3.4 基座结构的设计 (13)3.4.1 基座结构的设计要求 (13)3.5 小臂后箱体结构设计 (13)3.6 连杆结构设计 (13)第四章机械手关键轴的校核 (14)4.1 腕部输入轴的结构 (14)4.2 腕部输入轴的校核 (15)第五章机械手动力参数的计算 (17)5.1 伺服电机的选型 (17)5.1.1 初步估计机械手的质量 (17)5.1.2 计算各个轴的转速和转矩 (18)5.1.3 计算伺服电机的功率 (20)5.2 锥齿轮设计 (21)5.2.1 齿轮精度、材料 (21)5.2.2 按齿面接触疲劳强度校核 (21)5.2.3 按齿根弯曲强度设计 (22)5.2.4 锥齿轮参数计算 (23)5.3 同步带轮的设计 (23)5.3.1 同步齿形带传动计算 (23)5.3.2 带轮几何尺寸的计算 (25)5.4 减速器的设计 (26)5.4.1 减速器减速比的计算 (26)5.4.2 减速器输出轴径的计算 (27)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)第一章引言1.1 选题背景工业机器人是一种新兴的机电一体化生产的工具之一，属于现代化、自动化装备包括机械制造、人工智能、计算机技术、控制、传感器等多种学科的先进技术。

目录摘要 (2)第一章绪论 (7)1.1 选题背景 (7)1.2 设计目的 (7)1.3 国内外研究现状和趋势 (8)1.4 设计原则 (8)第二章机械手的概述 (9)2.1 机械手的组成 (9)2.2 机械手的分类 (9)2.3 机械手的基本动作 (10)2.4 机械手的操作原理 (11)2.5 机械手的应用 (12)第三章机械手自动控制系统 (14)3.1 控制系统的选择 (14)3.2 液压控制系统的元件 (14)3.3 液压控制系统原理 (15)3.4 机械手夹紧液压系统的控制回路 (17)3.5 液压控制的特点 (18)第四章机械手夹紧电气控制设计 (19)4.1 设计内容 (19)4.1.1 设计要求 (19)4.1.2 方案的确定 (19)4.2 机械结构的设计 (20)4.2.1 机械手的机械结构 (20)4.2.2 机械结构的设计要求 (20)4.3机械手夹紧工作原理图的设计 (21)4.3.1 元件的选择 (21)4.3.2 绘制原理图 (22)4.3.3 元件作用 (23)4.4 主要电器元件 (24)4.4.1 接触器 (24)4.4.2 热继电器 (25)4.4.3 时间继电器 (25)4.4 机械手夹紧电气控制系统的设计 (26)4.4.1机械手夹紧的工艺流程 (26)4.4.2机械手夹紧的动作状态表 (26)4.4.3 机械手夹紧电气控制电路的逻辑表达式 (27)4.4.4 电路图的描绘 (29)第五章 PLC控制系统 (31)5.1 PLC概述 (31)5.1.1 PLC简介 (31)5.1.2 可编程序控制器的工作原理 (31)5.1.3 三菱PLC编程语言的特点 (32)5.1.4 PLC的应用设计步骤 (34)5.2机械手夹紧电气控制系统的设计 (35)5.2.2 机械手夹紧PLC控制系统的I/O端点分配和I/O接线图 (35)5.2.3 程序控制的设计 (36)翻译 (42)心得 (48)参考文献 (50)致谢 (51)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。

中文圆钢送料机械手上下料机械手毕业设计一、设计背景与意义：随着现代工业的快速发展，自动化技术在各个领域得到了广泛应机械手作为自动化生产线的重要组成部分，其在工业生产中具有重要意义。

本次设计的机械手主要应用于中文圆钢送料机上下料作业，通过自动化操作来提高工作效率，降低劳动强度，减少操作错误，提高生产质量。

二、设计原理与流程：1.设计原理：（1）采用机械手抓取圆钢的方式，实现上下料作业；（2）通过光电传感器进行及时感应，确保机械手的精确定位；（3）利用传动装置使机械手能够在三维空间内进行自由移动。

2.设计流程：（1）确定机械手的工作空间，包括上下料区域的尺寸和限制；（2）选择合适的机械手结构和控制系统，确保能够满足作业要求；（3）设计机械手的抓取装置，确定合适的抓取方式和抓取力度；（4）设计传动装置，使机械手能够在三维空间内对准指定位置；（5）设置光电传感器，确保机械手的准确定位；（6）编写控制程序，实现自动化操作。

三、设计目标：（1）实现机械手对中文圆钢的自动上下料作业；（2）提高工作效率，降低劳动强度，减少操作错误，提高生产质量；（3）机械手的工作精度要求达到一定水平，确保圆钢的稳定抓取与放置；（4）机械手的安全性要求高，确保操作人员的人身安全。

四、设计步骤与方法：1.确定机械手的工作空间和限制，根据产线工艺要求确定上下料区域的尺寸和位置。

2.选择适合的机械手结构和控制系统。

常见的机械手结构有串联型、并联型等，根据实际情况选择合适的结构。

3.设计机械手的抓取装置。

根据中文圆钢的形状和重量，确定合适的抓取方式和抓取力度，确保稳定抓取和放置。

4.设计传动装置。

机械手需要实现在三维空间内的自由移动，通过传动装置来实现机械手的运动，如采用电动机和传动带来实现。

5.设置光电传感器。

光电传感器能够及时感应机械手的位置，确保机械手的准确定位。

6.编写控制程序。

通过编写控制程序，实现机械手的自动化操作，并确保其工作稳定和安全。

自动上下料机械手设计毕业论文自动上下料机械手是一种在工业生产中广泛应用的机械设备，它能够实现自动化的物料输送和加工操作，提高生产效率和品质。

本文将对自动上下料机械手的设计进行详细介绍，包括机械结构设计、控制系统设计和安全保护措施等方面。

首先，机械结构设计是自动上下料机械手设计的重要一环。

机械手的结构设计需要考虑到物料的尺寸和重量等因素，以确保机械手能够稳定地抓取和搬运物料。

常见的结构设计包括三轴机械手和六轴机械手，三轴机械手适用于简单的上下料操作，而六轴机械手适用于复杂的搬运和加工操作。

此外，机械手的末端需要根据物料的特点设计相应的夹具，以确保物料的安全和稳定。

其次，控制系统设计是自动上下料机械手设计中的关键环节。

控制系统主要包括机械手的位置控制和力控制。

位置控制使用编码器和传感器等设备，通过实时监测机械手的位置信息来控制机械手的运动轨迹。

力控制使用力传感器和控制算法等设备，通过实时监测机械手的力信息来控制机械手的抓取力度和握持力度。

此外，控制系统还需要具备良好的人机界面，以便操作人员能够直观地监控和控制机械手的运动状态。

最后，安全保护措施是自动上下料机械手设计中必不可少的一部分。

由于机械手在工作过程中可能会遇到各种意外情况，如物料掉落、碰撞等，因此需要采取相应的安全保护措施来避免事故的发生。

常见的安全保护措施包括限位开关、急停开关、安全光栅等设备，它们能够及时检测到异常情况并切断机械手的电源，以确保人员的安全。

综上所述，自动上下料机械手的设计涉及到机械结构设计、控制系统设计和安全保护措施等方面。

通过合理地设计和选择，可以使机械手能够实现高效、稳定的上下料操作，并确保人员的安全。