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送料机械手毕业设计及Solidworks运动仿真

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开题报告-送料机械手机构设计及其仿真

开题报告-送料机械手机构设计及其仿真
课题的内容
机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓出物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓去空间中任意位置和方位的物体，需要6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广。其结构也越复杂。一般专用机械手有2—3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制来完成特定的动作。同时接受传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要的功能。根据思路研究内容大致分为三部分：
（3）机械手控制的要素包括工作顺序、到达位置、动作时间、运动速度、加减速度等。机械手的控制分为点位控制和连续轨迹控制两种。 控制系统可根据动作的要求，设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存储，然后再根据规定的程序，控制机械手进行工作。程序的存储方式有分离存储和集中存储两种。分离存储是将各种控制因素的信息分别存储于两种以上的存储设置中；集中存储是将各种控制因素的信息全部存储于一种存储装置内。
本科毕业设计开题报告
系别
专业
机械设计制造及其自动化
班级
姓名
学号
联系方式
题目
送料机械手机构设计及其仿真
机械手作为工业机器人的一个重要分支，是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，他代替了人的繁重的劳动从而实现加工生产的机械化和自动化，并能在有害坏境洗下作业以保护我们的人身安全，因而广泛应用于机械制造、电子、冶金、轻工等众多工业行业。

毕业设计---数控车床上下料机械手Solidworks三维建模及动画演示

毕业设计---数控车床上下料机械手Solidworks三维建模及动画演示
近年来随着工业自Байду номын сангаас化的发展机械手逐渐成为一门新兴的学科，并得到了较快的发展。机械手广泛地应用于锻压、冲压、锻造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。特别是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中，机械手由于其显著的优点而受到特别重视。
机床上料机械手是典型的机电一体化设备，它可自动地为机床抓取工件，取代操作人员频繁取料，降低劳动强度，提高工作效率。
本课题所涉及的数控车上下料机械手自1999年投入运行,工作安全可靠,效果良好,可用做数控机床自动上料设备和生产线上的自动抓取设备。
本课题主要是应用Solidworks软件的三维设计功能，对数控车床上下料机械手的各零部件进行三维设计并实现其各部件的装配和运动仿真。
1. 1
人类在改造自然的历史进程中，随着对材料、能源和信息这三者的认识和用，不断创造各种工具（机器），满足并推动生产力的发展。
机器人技术从诞生到现在，虽然只有短短三十几年的历史，但是它却显示了旺盛的生命力。近年来，世界上对于发展机器人的呼声更是有增无减，发达国家竞相争先，发展中国家急起直追。许多先进技术国家已先后把发展机器人技术列入国家计划，进行大力研究。我国的机器人学的研究也已经起步，并把“机器人开发研究”和柔性制造技术系统和设备开发研究等与机器人技术有关的研究课题列入国家“七五”、“八五”科技发展计划以及“八六三”高科技发展计划。
总之，机械手是提高劳动生产率，改善劳动条件，减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段，国内外都很重视它的应用和发展。
1.3
1.3.1国外应用
美国制造155毫米的钢弹体洛克福特军械厂，从胚料加工开始到加工完毕直至弹体包装都自动进行，不用人手去接触，达到全自动生产。

运料机械手的设计毕业设计说明书 (完整版)

运料机械手的设计毕业设计说明书 (完整版)

本科毕业设计 (论文)运料机械手的设计Material Handling Manipulator Design学院：机械工程学院专业班级：机械电子工程 DZ机电091 学生姓名：叶国巍学号： 2011140428 指导教师：汪冰（讲师）2013年6月目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 设计目的 (1)2 手部结构 (1)2.1 设计时应考虑的几个问题 (1)2.2 驱动力的计算 (2)2.3 夹紧缸的设计计算 (4)3 臂部设计 (6)3.1 伸缩手臂运动驱动力计算 (6)3.2 液压缸缸筒内径D的确定 (9)3.3 液压缸外径的设计及校核 (10)3.4 活塞杆设计参数及校核 (10)4 机身升降机构设计 (11)4.1 手臂偏重力矩的计算 (11)4.2 升降不自锁条件分析计算 (12)4.3 手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算 (12)4.4 液压缸缸筒内径D的确定 (13)4.5 液压缸外径的设计及校核 (14)4.6 活塞杆设计参数及校核 (14)5 机身回转机构设计 (15)5.1 回转缸驱动力矩的计算 (15)5.2 回转缸尺寸的初步确定 (16)5.3 液压缸盖螺钉的计算 (16)5.4 动片和输出轴间的连接螺钉 (17)6 液压及控制系统设计 (18)6.1 液压系统设计 (18)6.2 PLC控制系统设计 (21)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)1 绪论1.1 课题背景机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。

近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。

机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。

尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。

基于Solidworks的机械手运动仿真设计

基于Solidworks的机械手运动仿真设计

基于Solidworks的机械手运动仿真设计０引言机械手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。

工业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，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门，更能提高劳动生产率和自动化水平。

随着现代生产的机械化和自动化的发展对机器人的需求越来越大因而对机器人的末端执行机构机械手的研究尤为重要。

一些软件的发展为机械手的设计分析提供了方便降低了生产成本，本设计是基于Ｓolidworks软件，使得设计效率大大提高[1]。

本文是为普通车床配套而设计的上料机械手。

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。

１机械手工作原理上料机械手直接与工件接触的部件,它能执行人手的抓握功能。

手抓取物体以物体为中心,用两根手指包络物体。

根据抓取物体时的相对状态,靠手指与工件之间的摩擦力来夹持工件。

本上料机械手采用二指平动手爪,属于夹持式手爪,手指由四杆机构带动,当上料机械手手爪夹紧和松开物体时,手指姿态不变,作平动。

机械手手爪的结构见图1，①为支架、②气动杆、③和④为大螺钉、⑤和⑥为三孔连杆、⑦为小螺钉、⑧短连杆、⑨和⑩为手指。

通过气动杆②来传动力的，气缸带动气动杆②使之向上移动时,其它的杆件共同运动,此时手爪是处于握紧工件的过程;反之,当气缸带动气动杆②向下移动时, 手爪是处于张开的过程。

这样,用气缸带动连杆②做往复平动，从而使其它杆件运动,带动手爪张合，手指上的任意一点的运动轨迹为一弧摆动。

图1机械手装配简图2基于Ｓolidworks机械手仿真动画设计2.1Ｓolidworks介绍SolidWorks是一款功能强大的中高端CAD软件，方便快捷是其最大特色。

它有全面的零件实体建模、生成工作机构的分解动画制作和高级动画制作等功能该软件以参数化特征造型为基础，具有功能强大、易学、易用等特点，是当前最优秀的中档三维CAD软件之一。

物料抓取机械手的设计与仿真

物料抓取机械手的设计与仿真

2.3运动仿真的实现方法
2.3运动仿真的实现方法
运动仿真主要通过计算机辅助设计软件来实现。这些软件通常具有强大的建 模和分析功能，可以建立详细的机械系统模型，并进行动态性能分析和优化。此 外，一些软件还提供了与控制系统仿真工具的集成，以实现整个系统的联合仿真。
三、总结
三、总结
物料抓取机械手的设计及运动仿真在自动化生产中具有极其重要的意义。通 过对机械手结构的合理设计、动力学模型的精确建立以及驱动系统的优化，可以 有效地提高机械手的性能和质量。通过运动仿真可以有效地预测和解决潜在的问 题，提高设计成功率，降低制造成本。随着技术的不断发展，我们有理由相信， 更加高效和智能的物料抓取机械手将会在未来的自动化生产中发挥更加重要的作 用。
二、运动仿真
2.1运动仿真简介
2.1运动仿真简介
运动仿真是在设计阶段对机械系统进行模拟分析和验证的方法。通过运动仿 真，可以在实际制造之前发现和解决潜在的问题，提高机械系统的性能和质量。
Hale Waihona Puke 2.2运动仿真的应用2.2运动仿真的应用
在物料抓取机械手的设计中，运动仿真可用于验证结构设计、优化动力学模 型以及评估抓取策略的可行性。通过运动仿真，可以模拟机械手的实际运动过程， 并精确计算出抓取时间、抓取位置、抓取力度等关键参数，为实际制造提供重要 参考。
物料抓取机械手的设计与仿真
01 引言
03 模拟仿真 05 总结
目录
02 阐述设计 04 实验制作 06 参考内容
引言
引言
随着工业自动化的不断发展，机器人技术已经成为现代生产过程中不可缺少 的一部分。其中，物料抓取机械手作为一种重要的机器人技术，被广泛应用于自 动化生产线上。本次演示将介绍物料抓取机械手的设计与仿真，首先阐述机械手 的设计思路和结构原理，然后介绍模拟仿真的方法，最后讨论实验制作的过程、 难点及解决方法。

搬运机械手设计及运动仿真

搬运机械手设计及运动仿真
L = (D/2)tgw
=25Xtg3O°
=23. lmm
经圆整取1=25mm
4、 确定“V”型钳爪的L、“取
L/R^
式中：
Rcp
由公式(2.5) (2.6)得：L=3X1^?=150
取“V”型钳II的夹角20 =120°,则偏转角“按最佳偏转角來确定, 査表得：
P二22°39'
5、机械运动范围（速度）111
5、验算腕部摆动缸：
1 =
8
w=
式中：Hm—机械效率取：0.85〜0.9
H v—容积效率取：0.7〜0.95
所以代入公式（2.13）得：
千089x0.03x（0.12-0.032）x0.85x106
T
8
=25.8（NM）
T vM = 30.5（NM）
代入公式（2.14）得：
（8x27x10^）x0,85
3.1手部抓取缸9
3.2腕部摆动液压回路10
3.3小臂伸缩缸液压回路11
3.4总体系统图12
4机身机座的结构设计13
4.1电机的选择13
4.2减速器的选择15
4.3螺柱的设计与校核15
5机械手的定位与平稳性17
5.1常用的定位方式17
5.2够响平稳性和定位精度的因素17
5.3机械手运动的缓冲装置18
This issue thi'ough the application of SolidWorks to proceed with tlie structural design of mechanical and hydraulic pnnciples of design, technology use SolidWorks feeding robot three-dimensional solid modeling and simulation of tlie movement, its basic movements can be more specific m the show people before

基于Solidworks的机械手运动仿真设计

基于Solidworks的机械手运动仿真设计
郑向华
【期刊名称】《科技视界》
【年(卷),期】2012(000)024
【摘要】本文在上料机械手设计与研究的基础上,具体进行了机械手仿真动画设计.完成基于Solidworks的机械手运动仿真,利用仿真动画来描述其工作原理.设计结果表明该设计可大大提高设计效率,收到良好效果.
【总页数】2页(P17-18)
【作者】郑向华
【作者单位】成都工业学院机电工程系四川成都611730
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于Solidworks的机械手爪运动仿真及有限元分析 [J], 陆鹏;石钢;周志浩;程道来;李南坤
2.基于SolidWorks和ADAMS的装车机械手运动仿真 [J], 武金艺;黄金凤;李炜;田雪珂
3.基于SolidWorks的凸轮机构设计及运动仿真 [J], 王仲勋;蒲洁涛;娄红杰;崔玉芝;滕磊
4.基于SolidWorks的苹果采摘小车的模块化设计与运动仿真 [J], 吴海青;史燕
5.基于Solidworks的机械手三维建模及其运动仿真 [J], 夏学文;李峰;郭小刚;张俊彦
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基于Solidworks的机械手三维建模及其运动仿真


5 结语
责任编辑：于淑清 收稿日期：2010－04－14
215
第 31 卷第 10 期
基于 Solidworks 的机械手三维建模及其运动仿真— ——夏学文，等
Vol.31No.10
1.1 机械手零部件的三维建模
的零部件会自动定义为固定静止的部件，然后依次
Solidworks 零部件的建模过程为： 首先选取合 插入 各 零 部 件 ，通 过 一 系 列 的 配 合 约 束 关 系 ，装 配
［5］吴序堂. 齿轮啮合原理［M］. 西安：西安交通大学出版社，2009. ［6］刘鹄然，赵东福，宋德玉. 现代啮合理论［M］. 杭州：浙江大学出版
社 ，2008. 作 者 简 介 ： 耿 金 萍 （1984- ），女 ，江 苏 徐 州 人 ，中 国 矿 业 大 学 机
电 学 院 ，研 究 生 ，机 械 制 造 及 其 自 动 化 专 业 ，电 话 ：0516-83590278 ， 电 子 信 箱 ：gengjinping188@.
注意的问题。 有些零部件特征相当的复杂，例如铲 零部件”命令，依次如图 1 所示，排列各零部件，顺
臂爪臂的建模。 因为它的主体特征是一个比较复杂 序按照从上到下排列。 注意插入的零部件应该集中
的曲面，所以需要熟练曲面建模的命令。 曲面建模 在一个区域，不要过于分散，以便于下一步装配步
通过带 控 制 线 的 扫 描 曲 面 、放 样 曲 面 、边 界 曲 面 以 骤 。 （3）装 配 时 ，将 所 有 的 零 部 件 通 过 “重 合 ”、“平
1.2 机械手的装配 Solidworks 提供了强大的装配功能，其优点为：
（1）在 装 配 体 环 境 下 ，可 以 方 便 地 设 计 及 修 改 零 部

基于Solidworks创建的机械手的SimMechanics仿真


现代制造技术与装备2016年11月-正文-20161205.indd 61
2016/12/19 10:3动过程
现代制造技术与装备
２０１６ 第 １１ 期 总第 ２４０ 期
入 SimMechanics，进行仿真优化。
旋转角速度 W23(deg/s) 旋转角速度 W22(deg/s) 旋转角速度 W21(deg/s) 旋转角速度 W13(deg/s) 旋转角速度 W12(deg/s) 旋转角度 θ12(deg) 手指 1 中指节运动曲线 50 0 -50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 时间 T(s) 手指 1 远指节运动曲线 20 0 -20 旋转角加速度 2 2 2 2 旋转角加速度 α21(deg/s ) 旋转角加速度 α13(deg/s ) 旋转角加速度 α12(deg/s ) α23(deg/s2) 旋转角加速度 α22(deg/s ) 200 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 时间 T(s) 1 0 ×104
图 6 展示了机械手的整个运动过程。初始状态时，机械 手三指摊开；在 0 ～ 3s 内，手指 2 和 3 绕着各自的近指节 关节旋转 180°，至三指并拢，如图６（c）所示；3 ～ 6s， 三手指同时向掌心弯曲， 做抓取状 ； 6 ～ 10s， 三手指重新张开。
-1 -2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 时间 T(s) ×104
图 ４ Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ 装配体转换流程图 图 ２ 机械手三视图 图 ３ 机械手 Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ 三维装配图
手指 1 近指节 Y X 手指 3 手指 2 Z 中指节
近指关节可绕 Z 轴旋转一定角度；三个手指的中指节和远 指节都为旋转副关节，可绕 X 轴旋转。

四自由度棒料搬运机械手_毕业设计

四自由度棒料搬运机械手目录摘要:本设计的机械手是基于提高劳动生产率、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。

本设计为四自由度圆柱坐标型工业机械手，其工作方向为两个直线方向和两个旋转方向。

本设计中的四自由度棒料搬运机械手，主要是针对质量少于2KG的圆形棒料的搬运。

通过气爪手指的不同选择可满足直径小于60mm的棒料的搬运。

在控制器的作用下，机械手执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线并把工件翻转过来这一简单的动作.关键词：四自由度；机械手；搬运；工业机器人The Four Degrees-of-freedom Bar Manipulator DesignsAbstract:This paper design for enhances the labor productivity, product quality, economic efficiency and reduces the worker labor intensity. Some job working at extremely bad environment, that people can’t work in hand, so the robots can replace worker to do it.This scheme introduced a cylindrical robot for four degree of freedom. It is composed of two linear axes and two rotary axis currentThis paper mainly use at the transporting of circular good material that quality is short to2KG. The different fingernail finger was Choice for transporting the good material that diameter is smaller than 60mm.Under controller function the robot move the components from one assembly line to other assembly line and turn over it in space, perform relatively simple takes.Key words: four degrees of freedom; robot; transporting; Industrial robot1 前言1.1 工业机器人的概述与发展机器人（又称机械手，机械人，英文名称：Robot），在人类科技发展史上其来有自，早在三国时代，诸葛亮发明的木牛流马即是古代中国人的智能结晶。

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This topic through the application of AutoCAD technology to design the structure and principle of hydraulic transmission design of mechanical hand, use Solidworks technology for 3D entity of manipulator modeling, and the movement simulation, which can be the basic motion more specific show in front of people. It can carry out the automatic feeding movement; in the installation of the workpiece, the workpiece to the chuck clamping movement. On the manipulator movement speed is to meet productivity requirement set.
其主要目的：
一、培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。
二、培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法。
三、培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。
四、培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。
1.2
（一、）原始数据及资料
关键字机械手，AutoCAD，Solidworks。
பைடு நூலகம்
This topic is on the manipulator is designed for ordinary lathe equipment. Industrial machinery hand is the inevitable product of industrial production, it is a copy of the upper part of the human body function, the requirements of automation technology equipment for transporting workpieces or hold the tools to operate in accordance with, automation of industrial production, it plays an important role in promoting the further development of industrial production. Has strong vitality by the widespread attention and welcome. Practice has proved, the heavy labor industrial robot can replace the staff, greatly reduce the labor intensity of workers, improve working conditions, improve labor productivity and automation level. Industrial production in the often cumbersome workpiece handling and frequent the long-term, monotonous operation, a mechanical hand to be effective. In addition, it can operate in high temperature, low temperature, water, the universe, radioactive and other toxic, environmental pollution condition, but also show its superiority, there are broad prospects for the development.
本课题通过应用AutoCAD技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设计，运用Solidworks技术对上料机械手进行三维实体造型，并进行了运动仿真，使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。它能实行自动上料运动；在安装工件时，将工件送入卡盘中的夹紧运动等。上料机械手的运动速度是按着满足生产率的要求来设定。
送料机械手设计及Solidworks运动仿真
摘
本课题是为普通车床配套而设计的上料机械手。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。实践证明，工业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、放射性和其他有毒、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。
Keywords：mechanical hand, AutoCAD, Solidworks.
1.
毕业设计是学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。