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集装箱绑扎机械手总体设计及工作空间分析发布时间：2021-02-01T07:28:37.330Z 来源：《防护工程》2020年30期作者：韩扬[导读] 根据集装箱船固定手册，有两种主要的集装箱固定方法：第一种是固定固定装置，在船舶建造和设计过程中直接固定在船体或舱口盖上，并且不能随意移动，主要是包括底座，盘子等；寰宇东方国际集装箱（启东）有限公司江苏启东摘要：文章主要是对当前集装箱船集装箱系固操作中存在的各种问题，提出了使用到工业机械手进行集装箱系固的方式。
望能为有关人员提供到一定的帮助和参考。
关键字：集装箱绑扎件；工业机械手；连杆参数；工作空间1、前言集装箱运输是当前全休货物交通中进行运输的重要方式之一，当前我国技术的不断发展以及进步，同时也使得了集装箱在搬运过程中的自动化程度也在随之而提高。
在装卸的过程中集装箱的绑扎件装卸主要是有人工所完成，这在一定程度上增加了工人的劳动强度，降低集装箱的装卸效率。
2、机械手总体设计方案根据集装箱船固定手册，有两种主要的集装箱固定方法：第一种是固定固定装置，在船舶建造和设计过程中直接固定在船体或舱口盖上，并且不能随意移动，主要是包括底座，盘子等；第二个主要用于固定螺钉，该螺钉在船体上没有锁孔，包括没有锁孔的螺钉，依据集装箱船固定手册，有两种主要的固定方法：第一种是固定装置，在船舶建造和设计过程中直接固定在船体或舱口上，不能随意移动，主要包括底板。
第二个主要用于固定螺钉，该螺钉在船体上没有锁孔，包括没有锁孔的螺钉。
2.1、机械手安装设计方案机械手平台设计在集装箱船系索桥上，也可以绑在水平伸缩镜上桥牌。
那个最大延伸高度需要确保操纵器能够操作最上面的绑定第二部分容器操纵器可以操作绑定两侧的所有绑定组件桥牌。
那个操纵器必须安装在装订的两侧桥。
如果有必要将集装箱卸到集装箱装卸区，操作前应先将集装箱卸下，再移动到机器人锁的位置=。
装载过程则相反：首先，码头起重机将集装箱提升到指定的集装箱位置，然后将平台移动到相应的位置。
任务书开题报告注：此表前三项由学生填写后，交指导教师签署意见，经教研室审批后，才能开题。
中期检查表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。
主要叙述了机械手的设计计算过程。
本文比较全面地讨论了工业机械手的手部和腕部、手臂伸缩机构以及上升和回转机构等主要部件的结构设计。
并在最后做了一些液压控制方面的设计，绘制了液压系统图等。
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关键字：机械手;气动;自由度；Industrial robot is developed in recent decades as a high-tech automated production equipment. Industrial robot manipulator is an important branch of industry. Mainly describes the design of the mechanical hand calculation. This more comprehensive discussion of the industrial robot hand and wrist, arm stretching up and rotating bodies and agencies and other major components of the structural design. . Modern automatic control of industrial robots is a new emerging field of technology, and has become a modern mechanism in the production system is an important part, this new technology has developed rapidly, and gradually become a new subject - Mechanical hand . Manipulator involves mechanics, mechanics, electric and hydraulic technology, automatic control technology, sensor technology and computer technology fields of science, is a cross-disciplinary technology.Keywords:manipulator，pneumatic，freedom目录第一章绪论 (1)1.1机械手的基本概念 (2)1.2 国内外的发展状况 (2)1.3机械手特点、研究意义 (3)1.3.1 机械手的特点 (3)1.3.2机械手的研究意义 (3)1.4机械手的组成 (4)1.4.1机械手的组成 (4)1.5设计任务介绍及意义 (4)第二章机械手总体结构的确定 (5)2.1 机械手的运动自由度 (5)2.2 工作空间的确定 (5)2.3额定负载的确定 (5)2.4机械手结构形式的确定 (5)2.5运动速度 (6)2.6 定位精度 (7)2.7 机械手的技术参数列表 (7)2.8机械传动系统设计 (7)第三章手部结构设计 (9)3.1夹持式手部结构 (9)3.1.1手指的形状和分类 (9)3.1.2设计时考虑的几个问题 (9)3.1.3手部夹紧气缸设计 (10)第四章手腕结构设计 (15)4.1 手腕的自由度 (15)4.2 手腕的驱动力矩的计算 (15)4.2.2回转气缸的驱动力矩计算 (17)4.2.3 手腕回转缸的尺寸 (17)第五章手臂伸缩，升降，尺寸设计与校核 (18)5.1手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核 (18)5.2纵向气缸的设计 (20)5.3导向装置 (22)5.4 平衡装置 (22)第六章总结 (23)第七章致谢 (24)参考文献 (25)第一章绪论1.1机械手的基本概念机械手，属工业机器人的范畴，机器人学是近几十年来迅速发展起来的一门综合学科。
包装机器人结构设计在现代工业生产中，包装机器人逐渐取代了传统的包装方式，成为了生产线上不可或缺的一部分。
包装机器人能够在短时间内完成对产品的包装，提高生产效率，同时也提高了包装的精度和质量。
而一个好的包装机器人不仅需要具备高效的包装能力，同时还需要结构合理，易于操作和维护。
一、机器人手臂机器人手臂是包装机器人最核心的组成部分，它是机器人完成包装任务的首要工具。
机器人手臂的结构设计应该兼顾其精度和力量，同时还需要考虑到其运动灵活性和速度。
一般来说，机器人手臂采用电动或气动驱动。
电动驱动的机器人手臂动力强劲，适合进行重量或大尺寸产品的包装；而气动驱动的机器人手臂则特别适合小尺寸、高速包装任务。
不同类型的机器人手臂应根据不同的包装任务进行选择。
二、机器人控制系统机器人控制系统是包装机器人的大脑，它控制机器人手臂的运动、停止、速度和精度等参数，从而完成产品的包装。
机器人控制系统分为两种类型：单独的控制器和集成的控制系统。
单独的控制器需要通过有线或无线方式与机器人手臂进行连接，而集成的控制系统则将控制器和机器人手臂集成在一起，形成一个完整的包装机器人。
不同的情况下，应选择不同类型的控制系统，以满足不同的包装任务需求。
三、机器人操作面板机器人操作面板是包装机器人人机交互的接口，它是包装机器人操作的重要入口。
一般来说，机器人操作面板应该简单易懂，方便操作、快捷且直观。
同时还应该具备高精度的触摸屏，以方便用户进行对机器人的控制和调试。
机器人操作面板是机器人操作的基础，因此它的设计应该充分考虑到用户的使用习惯和操作需求。
四、机器人安全保护装置机器人安全保护装置是保障机器人安全的重要组成部分。
机器人安全保护装置包括多级安全防护机制、断电机制、电磁感应刹车、声、光等。
在包装机器人的使用过程中，这些安全装置起到了至关重要的作用。
机器人的安全保护装置是机器人结构设计中不可或缺的一部分，只有做好了机器人的安全保护措施，才能确保机器人在工作时不对人员和财产造成损害。
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。
苹果分类包装机械手传送机构及抓取部分设计摘要本文从生产实际要求出发，在对苹果生物学特性及传送方式进行深入研究的基础上完成了苹果传送机构和四自由度苹果分类搬运机械手抓取部分的结构设计。
选取了合理的传送电机，确定了传送机构的主要尺寸，选择了机械手的坐标形式；设计了机械手的手部结构；选择了机械手的传动方式；使用了合理的手指结构；根据各部分气缸所需的驱动力，确定出手指主要尺寸。
对单、双支点回转型手指的夹持误差分析比较后，选用单支点回转型手指；在手部驱动杆运动时，通过两次夹持不同直径的苹果来确定手部滑槽的长度。
研究设计完成后的系统减小了对苹果表皮的损伤，智能化程度较高。
机械手具有运动灵活，占地面积小，操作简便等优点，因此，适宜于中小规模的水果分类搬运。
关键词：苹果包装；机械手；传送机构]DESIGN OF TRANSPORT AND GRASPING MECHANISM OF MANIPULATOR FOR APPLES CATEGORISEPACKINGABSTRACTThis paper set out from the practical production,completed the design of structure of apple transport mechanism and the four freeness degree manipulator which used to class and transit apples on the base of doing deeply study to apple’s biologic characteristic and carrying style. Selected a reasonable Motors for transmission, Calculated and determined main size of the transmission body. Chosen the coordinate form, designed the hand frame and selected the transmission way of the manipulator;made use of the reasonable finger frame;According to the drive power which each parts of air cylinders needed, Calculated and determined the main size of the finger. Determined use the single fulcrum gyration finger to be more reasonable after the analysis of grasp error between the single fulcrum gyration finger and the double fulcrum gyration finger. When the driving pole of hand is moving,the length of runner can be counted through grasp different diameter apples two times.The completing research design system decreased the injury to the apple epidermis, and the intelligent degree was higher. The manipulator has the merits of the vivid movement, small covered area, and simple operation etc.Therefore, it suitable to the small-scale fruit when classification and transporting.Key Words：Packaging of apple，Manipulator，Transport mechanism目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第一章绪论 (1)1.1苹果分类包装机械的发展现状 (1)1.2机械手的概述 (1)1.3机械手的组成及其分类 (2)1.4系统的工作任务 (4)1.5研究目的和意义 (6)第二章机械手的功能分析及总体设计方案 (7)2.1机械手的坐标型式与自由度的选用 (7)2.2机械手的结构方案设计 (7)2.3机械手的驱动方案设计 (7)2.4机械手的主要参数 (8)2.5苹果表面受力参数 (9)第三章机械手手部设计 (11)3.1手部的种类及设计注意事项 (11)3.2手指的抓取机能及手指尺寸的计算 (13)3.3滑槽尺寸的确定 (21)3.4手部夹紧气缸的选择 (23)第四章苹果传送机构的设计 (32)4.1传送带的设计 (32)4.2电机的选择： (33)第五章结论与展望 (36)5.1主要结论 (36)5.2展望 (36)参考文献 (37)致谢 (38)第一章 绪论1.1苹果分类包装机械的发展现状目前我国使用的选果机大部分是从日本、韩国进口的，不但耗费大量外汇，而且由于成本较高，在国内的推广使用受到了限制。
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。
装箱机械手的结构设计论文资料部分：一．机械设计发展概述机械设计传统设计方法是经验、类比式的设计方法。
主要采用封闭的收敛设计思维，进行经验类比设计。
在计算方面只进行静态分析，并将载荷、应力进行集中处理，对于计算数据的误差采用增加安全系数的做法。
传统设计方法以手工设计为主，使用简单的工具，进行人工计算画图。
另外，传统设计是一种串行设计，即一个零件从设计到生产是一个阶段的工作完成之后才进行下一个阶段的工作。
如：首先进行初期的规划设计，接着进入总体方案设计，然后由结构设计人员设计出零件的结构，之后完成工艺文件的编制，最后将图纸及工艺规程交给生产工人，加工出零件的原型。
如需改进的话再返回零件的改进信息。
这样，一种产品从设计到正式投产往往要花很多时间，因此开发周期长，并且串行设计过程中，各个环节之间缺乏信息沟通，常导致设计人员之间的合作不协调。
自二战结束以来，世界各发达国家逐渐重视设计理论和设计方法的研究，先后产生了许多新概念、新思想、新理论和新技术。
从设计方法来看，国内外先后提出了并行设计、虚拟设计、协同设计，相似性设计、智能设计等新概念；从设计准则来看，出现了优化设计、可靠性设计、有限元等概念，从设计的手段来看，出现了计算机辅助设计，不仅普及了二维设计CAD 软件，而且功能全面的三维造型软件也进入了实用阶段。
近年来，计算机网络技术、Web 技术和数据库技术的出现和飞速发展，给现代机械设计注入了新的生机和活力，机械设计逐渐向数字化、网络化方向发展。
使企业进而快速开发出所需产品，提高产品设计的一次成功率。
作为现代设计的一个重要组成部分，远程机械设计是一个综合了多学科、多技术的研究领域，涉及到机械工程及计算机技术等诸多知识领域。
从机械设计的角度来说，主要研究设计过程的建模、设计优化理论等。
从计算机技术方面来说，应研究如何对现有的设计资源进行组织和发布，使得这些资源能方便异地的设计人员进行查询和调用。
这些资源包括各种专业化的计算、分析程序，供设计使用的数据库和知识库等，所以要研究网络环境下设计资源的获取与调用，设计过程中设计人员之间信息的交流和反馈等，为远程设计中分布式资源的获取和调用提供基础和借鉴。
连杆式装箱机械手的设计
连杆式装箱机械手是一种常用的物料搬运设备，主要用于实现物料的自动装箱及堆垛。
下面是该机械手的设计要点：
1. 连杆机构设计：连杆机构是该机械手运动的关键部件，需要通过连杆机构实现机械手的抓取、放置、移动等动作。
连杆机构通常由多个关节组成，需要考虑每个关节的角度、长度、材料等因素，以满足机械手的运动需求。
2. 运动控制系统设计：机械手的运动需要由一套完整的控制系统来实现。
控制系统通常由PLC、伺服电机、编码器等组成，需要对每个关节进行精确的控制，以实现准确的抓取、放置、移动等动作。
3. 夹爪设计：夹爪是机械手的关键部件之一，需要设计一种夹爪结构，以可靠地抓取和放置物料。
夹爪通常采用气动或电动方式，需要考虑夹爪的开合速度、夹力大小、夹爪形状等因素。
4. 安全系统设计：机械手作业时需要考虑安全问题，需要设计一套安全系统，以保障操作人员和机器本身的安全。
安全系统通常包括防护罩、急停按钮、安全传感器等。
5. 通信接口设计：连杆式装箱机械手通常需要与生产线其他设备进行通信，需要设计一套通信接口，以实现机器的自动化运作。
通信接口通常包括RS232、CAN总线、以太网等方式。
6. 机械结构设计：机械手的机械结构需要考虑整体的稳定性和
刚性，以保障机器运动的精确和平稳。
机械结构包括机械臂、底座、连接板等组成部分，需要考虑材料、工艺等因素。
7. 可维护性设计：机械手的可维护性对于机器的使用寿命和维护成本有着重要的影响，需要在设计中考虑机器的易维护性。
可维护性包括易拆卸的夹爪、可调节杆件、易更换零件等。
目录第一章设计任务书 (2)第二章题目分析、机械系统整体方案的设计 (3)第三章机械执行系统方案的设计 (7)第四章机械传动系统方案设计 (8)第五章运动循环图设计 (11)第六章设计小结 (14)第七章参考资料 (15)第一章设计任务书设计题目：装箱机械手机构设计及分析已知条件：在某装箱机械手机构中，要求其手的运动按简图所示JKLM，MLKJ线路重复运动。
其中JK段为取物料上升（物料来自传送带）；KL段为物料水平移动；LM段为手抓放物料于箱内，故对其直线要求较高。
KL段若较平直可提高装箱稳定性，但稍有误差问题不大。
JK是从输送带上抓取物料，其直线度要求不高，只要能将物料提高到C的高度即可。
返回时要求按原来路线逆着走。
尺寸参数为：a=120mm；b=600mm；c=50mm；d=1000mm。
物料提升重量为2千克。
设计任务：* 根据上述设计要求，每人至少提出两种不同设计方案，选取其中最优的方案，进行机构简图设计。
对主体机构进行运动位置分析,并按尺寸绘出相应位置时机构运动简图。
（一号图纸）（尺寸要准确）* 对手爪中手指的开合机构进行机构运动方案设计。
（二号图纸:含结构图,机构图）1* 每人编制一份设计说明书，设计方案均应写入说明书（封面、目录、内容、后记、参考书目等）内。
设计尽量考虑用已学过的机构或几种机构的组合来实现位置要求，还应考虑力求使机构运动性、加工特性、使用性能、经济性等要好。
第二章题目分析、机械系统整体方案的设计题目分析：从题目可以知道，要实现机械手的一系列运动需要各个机构之间的完美配合。
其中所设计的装箱机械手机构中主要分为三个步骤，抓取—移动—放置。
进行动作分解即有抓、上下移动、左右移动和放共6个动作。
时间分配和各动作分配是这次设计的一个重点，当然设计怎样的机构来完成各项动作也是其中必须要完成的任务。
2机械手工作流程：原位夹紧上升左移下降右移上升放开下降总的来说机械手整套装置可分解为简单的四个动作：抓取、放开、横移和竖移。
1.抓取：由图分析可知抓取过程为J点处，由于物体是在传送带上，因此在抓取过程中给机械爪手预留时间较短，即在抓取的时候动作要迅速，这就对我们设计机械手的时候提出了具体的新要求。
同时，在抓的过程保证机械手不能有左右移动和上下移动，以此来保证抓取位置的准确性。
2.放开：相对抓取过程，放开过程相对容易一点，但在放开的同时要保证机械手的静止性，或者说稳定性。
这对整个过程是至关重要的一个部分，能否正确的放置物件关系整个装置的成败。
在这里我们可以考虑利用机械手的自动控制，即当物品到达指定位置后能自动的将物品放开，这里需要我们去参考机械手自动抓取的相关设计。
3.横移：横移过程是在这机构设计要求中位移量最大，这里要考虑用运动放大装置来缩小原动件的动作范围，同时考虑到在横移过程中稳定性是很重要的一点，如果移动不稳定，会对整个机械手成功运输物品造成不利的影响。
根据机械手运动轨迹图，在K点后，机械手由竖移转向横移，在L点，运动由横移转向竖移，所以运动方向的转换也是我们考虑的重点，利用凸轮传动，曲柄滑块都是可以完成这样的方向转换的。
4.竖移：竖移时，在下放其直线度是题目中特别要求的，因此我们可以考虑用滑块机构来保证其直线度。
其次，对速度的控制也是需要考虑的，这对提起或放置过程中保证物体被成功夹起或放开有着不可忽视的作用。
3机械系统整体方案的设计:第一种方案：此方案采用的是曲柄滑块和凸轮的相互组合，适当的设置滑杆的长度，使其能满足上下位移为50、120mm，横向滑杆可以满足其其左右移动600mnm，在上下移动时采用杠杆放大机构是为了减小凸轮的空间大小，减少加工量，节约材料。
采用此种方案的缺点是需要两个电机独立控制曲柄和凸轮的运动，其中控制曲柄的电机为了实现整个机构的可逆性还需要正反转这对电机的寿命有很大的影响，同时也给控制方面提出了难题，增加了操作的复杂性。
第一方案图第二种方案：本方案是利用滑块在特制导轨中的滑动来达到传送机械手的目的。
利用凸轮加一个杠杆机构来完成来回摆动，摆杆带动滑块在导轨中运动。
滑块上连接了一个滚子，利用滚子在导轨中的滚动来代替滑块的直接滑动，有效减小了摩擦。
本方案的优点是只需要一个原动机就能带动机构循环工作运行，而且机构4简单，成本低，具有很高的经济效益。
本方案的不足之处也有不少，滑块的运行速度不均匀，需特制导轨，凸轮形状复杂，有些点受力较大，易磨损等。
再加上这样思路已经被太多人使用过，在此我们不列为最优方案。
第二方案图第三种方案：本方案是我们的最优方案。
本方案最大特点是利用圆柱凸轮和盘式凸轮相结合的方式来完成机械手的横移和竖移，从而只需要一个原电机就可以完成机械手复杂的循环往复运动。
而且通过圆柱凸轮和盘式凸轮上轨道的巧妙配合使得横移和竖移不相互冲突，即在横移时，竖直方向没有位移，在竖移是时，水平方向静止。
同时，为了减小凸轮的制造面积，我们采用了杠杆放大原理，将凸轮产生的较小位移放大为机械手较大的移动。
为减小凸轮所受冲击和磨损，我们在设计盘型凸轮形状时产用的是简谐运动规律来设计。
这种方案也有不足之处，例如体积偏大，结构稍显复杂，有一定的加工难度。
5第三方案图第三章机械执行系统方案的设计在考虑装箱机械手装置的设计时，我们使其满足了在往上提起碰到重物时将其抓紧，在往下输送时遇到平面即重物停止不动时将其放开。
具体装置结构如下：本装置是利用齿轮与齿条的相互啮合来实现手爪的开张与闭合。
在进行抓紧物料时，手爪依靠自身重力向内收缩，此时手爪之间距离大于19mm,分别位于重物两侧，碰到两侧壁时，由于收缩受阻手爪将越抓紧，从而实现抓紧的目的，接下就可以往上提起重物，由于重物自重缘故，重物有向下运动趋势，手爪将一直存在向内的抓紧力以此来保证在移动过程重物不脱落。
在放开重物的时候手爪动作机理如下：当重物已经到了指定位置，即重物不能再有向下的运动了，而此时机械手还有向下运动趋势，所以手爪在齿轮的啮合作用下将6向外张开，从而完成放开重物的动作。
此机械手的优点是不须再外加电源而自动实现抓紧和放开，并且能保证在移动时重物依旧被抓牢，其结构简单，操作方便。
第四章机械传动系统方案设计我们的装箱机械手的传动系统方案如下所示：我们运用圆柱凸轮与盘式凸轮相结合的方式，将两个从动滚子的上下和左右运动结合到了一个转动机构上，从78而实现了以一个电机的转动完成两种不同的运动。
由于机械手的运动轨迹相对来说较长，例如横向移动长达600mm,为了减小凸轮的面积，我们采取了杠杆机构，利用杠杆的放大原理，将凸轮的上的微小移动放大，从而使机械手有较大的位移。
机械手装置传动系统机构简图根据杠杆原理，1~1~10O B O A L L = 2~2~3O C O D L L =所以有: B A L L 10= ； C D L L 3=(A L 、B L 、C L 、D L 分别表示A 、B 、C 、D 四点的位移）根据a=120mm ；b=600mm ；c=50mm ；所以由mm L A 600max =得mm L B 60max =最后我们设定：mm L mm L O B O A 72,7201~1~==mm L mm L O D O C 360,1202~2~==杠杆1杠杆2 CAB DO2O1 E9盘式凸轮的形状如下： 圆柱凸轮侧面展开图如下： 工作原理：当盘式凸轮绕着O 旋转时，从π~0，凸轮推动滚子E 将从左向右运动，即B点也是从左向右运动，通过杠杆后，A 点将从右向左运动。
当从ππ2~时，A 点的运动将会与上所述刚好相反，从而完成横向移动的可逆过程。
当圆柱凸轮也绕着O 轴旋转时，C 点的运动随着圆柱上轨道的上下而上下运动，而通过杠杠后，D 点的运动方向刚好与C 点相反，这样完成从原动件的旋转运动传递到了机械手的上下运动。
一个周期后机械手从原点开始经历上下运动之后又回到了原点。
当盘式向右或向左推动滚子时圆柱凸轮上的轨迹为水平线，即圆柱上滚子不做上下运动，这样机械手只做横向移动，并不上下移动；当圆柱上的滚子做上下运动，盘式凸轮的运转情况是滚子在等直径圆弧上运动，即凸轮并不推动或拉动滚子向左向右运动，这样机械手就只做上下运动。
O π2/π0 2/3π10 盘式和圆柱凸轮的准确搭配使得机械手能精确的完成设定的运动实现抓、放、横移竖移。
第五章 运动循环图设计机械手先从JK 段取物料上升（物料来自传送带）；KL 段为物料水平移动；LM 段为抓手放物料于箱内。
机械手放下物料后，沿ML 段上升a 距离，再沿LK 段往前运动b 距离，到达K 点后，下降c 距离，完成一次运动循环。
返回的时候轨迹为J K L M ~~~。
给定预期轨迹的尺寸分别为：a=120mm ；b=600mm ；c=50mm ；11 根据机械手循环轨迹绘制各点位移如下表：绘制C 点在圆柱面上运动轨迹如下图：C 点的轨迹即是圆柱面上的轨道迹线。
J-K K-L L-M M-L L-K K-JE （+向左，-向右） 0 -60 0 0 +60 0 A （+向左，-向右） 0 +600 0 0 -600 0 C （+向上，-向下） -16.7 0 +40 -40 0 +16.7 D （+向上，-向下）+50-120+120-50各点位移 mm 各点机械手轨迹盘式凸轮从动滚子位移迹线如下图：为了避免凸轮与滚子之间产生刚性冲击，我们对滚子的变速过程采用了简谐运动，同时也避免柔性冲击，这样能大大延长凸轮的使用寿命，也是机械手在运作过程中更为平稳，噪声小。
根据各点运动循环图表，轨迹图，我们可以看出，当滚子完成半个周期时，机械手完成抓、移、放的过程。
后半个周期，机械手沿着前半个周期走过的轨迹逆向返回。
12第六章设计小结所谓实习，就是让我们通过实践，通过自己实际动手动脑来将自己所学融汇贯通并进一步实现创新。
通过这次课程设计，让我收获很多。
首先，通过这一次的课程设计，所学的基本理论得到了一步巩固和加深，让我对自己所学的基本概念和基本知识有了更深层次的了解，知道了原来所学的知识是可以利用在各种场合，只要你有心去发现，去观察，你会看到其实在我么日常生活中处处有着课本上那些知识的影子。
同时，培养了自己分析和解决相关机械原理所涉及的问题的能力。
让我对平面连杆机构，杠杆和凸轮有了更加深刻的理解，进一步增强了自己的设计和分析能力。
其次，这次课程设计过程中，是六个人一组，我们通过与同学们的激烈讨论和相互探讨，一步一步从初始方案到最佳方案，将团结合作的精神发挥的淋漓尽致，感受到了团队的力量。
最后通过这次课程设计，是我们对装箱机械手的工作原理以及机构选型、运动方案的确定以及对凸轮机构进行运动分析有了较为深刻的了解，这都将为我以后参加工作实践打下了基础，同时也激发了我的兴趣，原来机械设计也并不是那么枯燥的，它自有它动人之处让你印象深刻。
