水电站球阀自动检修机械手的设计
机械毕业设计1349水压机专用机械手设计
前言工业机械手是近几年来出现的一种技术装备，它能够仿人体上肢的某些动作，在生产中代替人搬运物体或操持工具进行操作。
因此，机械手的应用越来越普遍，并有着广泛的发展前途。
为了提高生产的自动化水平和劳动生产率，减轻工人的劳动，并且可保证产品的质量。
在设计机械手之前，我们到工厂进行了实地考察对其结构、运动形式进行研究和分析。
回校之后，通过查找有关资料进行机械手的初步设计和计算。
通过这次设计，培养了我们综合运用所学的理论知识掌握了工程设计的一般程序，建立了正确的设计思想，使我们学到了许多在课堂上没有学到的知识，为我们将来的工作奠定了一定的基础。
在设计过程中得到了老师的指导和帮助，在此向您表示感谢。
由于我们的能力有限，在计算和结构中难免会出现缺点错误，真诚期待各位领导和各位老师给予批评指正。
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。
工业自动化中的机械手动作设计与控制方法教程
工业自动化中的机械手动作设计与控制方法教程1. 引言工业自动化的发展不仅带来了生产效率的提升，还极大地改善了工作环境的安全性和稳定性。
机械手作为工业自动化系统中的关键组成部分，起着承担任务、提高生产效率的重要作用。
本文旨在介绍工业自动化中机械手动作设计与控制方法，为读者提供相关教程和指导。
2. 机械手的动作设计2.1 动作设计原则在进行机械手的动作设计时，需考虑以下原则：- 安全性：确保机械手的动作对操作人员和周围环境没有任何威胁。
- 有效性：机械手的动作设计应能高效地完成指定任务，在给定时间内实现预期的工作效果。
- 稳定性：机械手的动作设计应保持高稳定性，避免因外部干扰导致任务失败或影响生产效率。
2.2 动作顺序设计机械手的动作顺序设计是指将一个工作任务分解为多个子任务，并确定它们的处理顺序。
常见的动作顺序设计方法包括：- 串行方式：按照任务的步骤顺序依次执行动作。
- 并行方式：同时进行多个动作，提高任务的并发性。
- 优化方式：结合任务的条件和要求，对动作顺序进行优化，提高生产效率。
3. 机械手的控制方法3.1 手工控制手工控制是一种常见的机械手控制方法，操作人员通过控制台或者遥控器直接控制机械手的动作。
手工控制方法简单易懂，但受限于人的反应速度和操作能力，适用于简单的、不需要高精度和高效率的任务。
3.2 逻辑控制逻辑控制是一种利用逻辑开关、定时器、计数器等逻辑元件来控制机械手的动作。
通过编写逻辑控制程序，可以实现复杂的机械手动作。
逻辑控制方法在工业自动化中广泛应用，并且具有较高的稳定性和可靠性。
3.3 编程控制编程控制是目前工业自动化中较为常见的机械手控制方法。
通过编写程序，在机械手的控制器上进行逻辑判断、动作规划和动作控制。
编程控制方法灵活、可扩展性强，适用于复杂的任务和需要高精度、高效率的场景。
4. 机械手动作设计与控制案例以装配生产线上的机械手动作设计与控制为案例，介绍机械手动作设计与控制的具体过程。
机械手电气设计说明文书
设计的任务（一）、基本情况介绍机械手结构、动作与控制要求机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。
本设计中的机械手采用关节式结构。
各动作由液压驱动，并右电磁阀控制。
动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统。
机械手的结构如图8-13所示，主要由手指1、手腕2、小臂3、和大臂5等几部分组成。
料架6为旋转式，由料盘和棘轮机构组成。
每转动一定角度（由工件数决定）以保证待加工零件4对准机械手。
机械手各动作与相应电磁阀动作关系如表8-4所示。
以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是：由原始位置将以加工好的工件卸下，放回料架，等料架转过一定角后，再将未加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕工件放回料架，如此重复循环。
图8-13机械手的外形及其与料架的配置1-手部2-手腕3-小臂4-工件5-大臂6料架（二）、拖动情况介绍具体动作顺序是：原始位置（装好工件等待加工位置，其状态是大手臂竖立，小手臂伸出并处于水平位置，手腕很横移向右，手指松开）一一手指夹紧（抓住卡盘上的工件）一一松卡盘一一手腕左移（从卡盘上卸下已加工好的工件）一一小手臂上摆一一大手臂下摆一一手指松开（工件放回料架）一一小手臂收缩一一料架转位一一小手臂伸出一一手指夹紧（抓住未加工零件）一一大手臂上摆（取送零件）一一小手臂下摆一一手腕右移（将工件装到机床的主轴卡盘中）——卡盘收紧——手指松开，等待加工。
（三）、设计要求1）加工中上料、下料各动作采用自动循环。
2）各动作之间应有一定的延（由时间继电器调定）。
3）机械手各部分应能单独动作，以便于调整及维修。
4）油泵电机（采用Y100L2-4.3KW）及各电磁阀运行状态应有指示。
5）应有必要的电气保护与联锁环节。
二、设计过程（一）、总体方案选择说明机械手的分类工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国尚无统一的分类标准，在此暂按使用围、驱动方式和控制系统等进行分类。
机械手的设计
机械手的设计机械手是一种具有高度灵活性和准确性的自动化设备，广泛应用于工业生产线、医疗手术、装配和包装等领域。
机械手的设计需要考虑多方面因素，包括机械结构、电气控制和运动学算法等，下面我将从这几个方面详细介绍机械手的设计。
一、机械结构机械结构是机械手设计的核心，主要包括机械臂、关节和执行器三部分。
机械臂是机械手的主体，负责完成各种运动和动作。
关节是连接机械臂的组件，能够使机械臂在多个方向进行运动。
执行器负责将机械臂传输的运动信号转化为物理动作，例如抓取、旋转等。
机械结构的设计需要考虑以下因素：1. 功能需求：根据机械手的应用需求，确定机械手需要具备哪些功能和动作，例如抓取、旋转、移动等。
2. 机械臂的结构：机械臂的结构决定了机械手的可达性、波动和抗外力等性能。
通常有三种设计方式：串联式、并联式和混合式。
3. 关节和执行器选型：需要考虑负载、精度、速度、控制方式等因素，选择合适的关节和执行器。
4. 材料选择和加工：需要根据机械手的负载、速度和精度要求，选择合适的铝合金、碳纤维等材料，并采用先进的加工技术进行制造。
二、电气控制电气控制是机械手的另一个重要组成部分。
它负责将机械手进行的任何运动和动作转换为电信号，从而实现自动化控制和精确调节。
电气控制主要包括传感器、执行器和控制系统三个方面。
电气控制的设计需要考虑以下因素：1. 传感器：传感器能够感知机械手周围的环境信息，例如位置、速度、力矩等。
需要选择合适的传感器，避免传感器数据的误差，提高机械手的运动精度和稳定性。
2. 执行器：执行器是将电信号转换为物理动作的组件。
采用先进的执行器能够提高机械手的运动速度和精度。
3. 控制系统：控制系统是机械手的大脑，负责控制机械手的运动和动作。
需要采用先进的控制系统来保证机械手的运动稳定性和精度。
三、运动学算法运动学算法是机械手设计的重要组成部分。
它的作用是根据机械手的运动学模型，计算机械手各关节的运动轨迹和角度，从而实现机械手的各种动作和运动。
机电工程系电气自动化机械手PLC控制系统设计
机械手PLC控制系统设计机械手在专用及自动生产线上应用的十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。
本设计中的机械手采用关节式结构。
各动作由液压驱动，并由电磁阀控制。
动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则。
一、机械手PLC控制系统的基本组成1.机身2.大臂电机3.光电编码器4.大臂5.小臂电机6.同步带7.光电编码器8.小臂9.手腕升降电机10手抓电机11手抓及绕磁线圈1.机械手及料架的组成机械手的结构主要由手指，手腕，小臂和大臂等几部分组成。
料架为旋转式，由料盘和棘轮机构组成。
2.PLC控制系统的组成PLC控制系统采用三菱F1系列超小型PLC对机械手进行动作控制。
各动作由油泵电机（采用Y100L2-4.3KM）液压驱动，并由电磁阀控制。
其中油泵电机及各电磁阀运行状态均有指示灯显示。
二、机械手的动作过程及其控制要求1.机械手的动作过程以镗孔专用机床加工零件的上料，下料为例，机械手的工作顺序是：由原始位置将已加工好的工件卸下，放回料架，等料架转过一定角度后，再将未加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕工件放回料架，如此重复循环。
具体动作顺序是：原始位置→手指夹紧（抓住卡盘上的工件）→松卡盘→手腕左移（从卡盘上卸下已加工好的工件）→小手臂上摆→大手臂下摆→手指松开（工件放回料架）→小手臂收缩→料架转位→小手臂伸出→手指夹紧（抓住未加工零件）→大手臂上摆（取送零件）→小手臂下摆→手腕右移→卡盘收紧→手指松开，等待加工。
2．技术要求及指标1、输入电压：AC200V～240V（带保护接地三芯插座）；2、气源：0.2Mpa～0.85Mpa；3．图中机械手的任务是将传送带A上的物品搬运到传送带B。
为使机械手动作准确，在机械手的极限位置安装了限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5，对机械手分别进行抓紧、左转、右转、上升、下降动作的限位，并发出动作到位的输入信号。
传送带A上装有光电开关SP，用于检测传送带A上物品是否到位。
机械手电气控制系统设计
机械手电气控制系统设计电气控制系统是机械手的一个重要组成部分，它负责控制机械手的运动、姿态和工作程序等，以实现其预定的操作任务。
本文将结合实例，介绍机械手电气控制系统的设计思路和关键点。
1.设计思路1.1系统可靠性：机械手在工作过程中需要保证高度的可靠性和稳定性，电气控制系统的设计应考虑各种可能的故障，并采取相应的措施进行防护和容错处理。
1.2运动控制精度：机械手的运动需要高度准确的控制，因此电气控制系统应具备足够的精度，以确保机械手能够完成高精度的操作任务。
1.3灵活性和可扩展性：电气控制系统应具备良好的灵活性和可扩展性，能够适应不同的工作环境和任务需求，并能够方便地进行功能扩展和改进。
2.关键点2.1电气控制器选择：根据机械手的规模和需求，选择适当的电气控制器。
常见的选择包括PLC（可编程逻辑控制器）、DSP（数字信号处理器）等。
选择电气控制器时需要考虑其性能、功能、可靠性、扩展性和成本等因素。
2.2传感器选型：机械手的电气控制系统需要各种传感器来获取机械手关节的位置、速度、力矩等信息，以实现准确控制。
选择合适的传感器是电气控制系统设计中的关键环节，常用的传感器包括编码器、加速度计、光电传感器等。
2.3运动控制算法：机械手的运动控制是电气控制系统设计的核心，需要考虑机械手的运动规划、轨迹规划和动力学控制等问题。
常见的运动控制算法包括PID控制、模糊控制、遗传算法等，根据机械手的需求选择合适的算法。
2.4人机界面设计：为了方便操作和监控，机械手的电气控制系统需要设计一个人机界面，可以通过触摸屏、键盘、指示灯等方式实现对机械手的控制和状态显示。
3.实例分析以工业生产线上的机械手电气控制系统设计为例，该机械手需要完成从料盘上取出零件、装配、焊接等任务。
首先，选择PLC作为电气控制器，具备良好的可靠性和扩展性。
接下来，选择编码器作为关节位置传感器，通过读取编码器信号获取关节的实时位置信息。
针对机械手的运动控制，采用PID控制算法实现关节的位置和速度控制。
机械手总体方案设计范文
机械手总体方案设计一、背景与目的机械手作为一种智能化、精准高效的装配工具，在工业制造领域中应用较为广泛。
本文的设计目的是为制造业企业提供一种可靠性高、精度高、成本低的机械手总体方案，以提高装配速度、减少劳动成本，提升生产效率，促进企业发展。
二、机械手总体设计方案机械手总体设计需要考虑到机器人的工作环境、工作物体、工作任务、控制要求等多方面因素，我们总结出以下机械手设计方案：1.工作环境基于机器人企业实际应用中资金和场地的限制，我们决定采用基于三轴方案的机械手设计，即机械手的运动空间仅包括X、Y、Z三个轴，安装在固定的平台上进行工作。
2.工作物体本方案的机械手设计主要针对小型零部件装配和物品搬运，静载荷在5KG以内。
根据零部件的尺寸大小、重量等参数，考虑采用柔性指夹爪作为机械手的主夹具，以适应不同形状、大小的零部件抓取和移动。
3.工作任务机械手的主要工作任务是零部件的装配和移动，具体包括：完成零部件间的组装，完成零部件的放置和摆放，根据工艺要求完成零部件的切割、粘接等工作。
4.控制要求机械手控制需要达到以下要求：•精度高：机械手要求定位精度小于0.1mm，重复定位精度小于0.05mm，以确保零部件的精准装配。
•运动快：机械手的最大末端速度要求大于1000mm/s，以保证零部件的高效装配。
•可编程行：机械手的行动需要可以灵活编程，在不同的工艺生产场合中进行。
•安全性高：机械手要求在危险区域、电气扰动等不安全情况下能够及时停止运动。
三、机械手硬件设计1.机械手机构设计机械手机构设计以柔性指夹爪为主夹具，同时根据零部件的特点设计不同的补偿机构，以适应各类工作任务。
2.机械手控制系统设计机械手控制系统包括传感器、控制芯片、控制软件等多个部分，通过这些设备完成机械手的姿态控制、位置控制等功能。
其中，机械手的控制软件需要具备编程灵活、参数调节方便等特点。
3.机械手电气系统设计机械手的电气系统包括各种传感器、控制器、电机及相关电路。
PLC课程设计机械手电气控制系统设计
《PLC技术与工程应用》课程设计任务书课题名称：机械手电气控制系统设计专业班级：电气自动化技术102班河南机电高等专科学校自动控制系2012-06-011、概述机械手是工业生产过程中常见的自动化设备，它具有工件的自动取拿、移动和输送功能。
机械手机构控制涉及了PLG传感器、电机驱动等技术。
机械手实验设备如图1所示。
该设备可以实现手臂的左右摆动、伸出与退回、上下移动、机械手指的夹紧与张开等四自由度动作。
图1.机械手实验设备1.1输出驱动单元该设备四自由度动作由四台直流电动机驱动，每台电动机可进行正反转运行。
左右摆动由齿轮组啮合实现减速传动；伸出与退回、上下移动由直流减速电机驱动丝杠--螺母结构完成；机械手指的夹紧与张开由直流减速电机驱动连杆结构实现。
该设备共有8个动作，由控制器输出信号驱动。
1.2输入检测单元每个自由度运行极限位置设置了两个行程开关，用于判断当前动作是否到位。
该设备共有8个行程开关作为控制器的输入信号2、输入输出接口电路介绍机械手实验设备既是所谓控制对象，对于一般工业控制，其控制核心使用可编程控制器（PLC）。
设计输入输出接口电路（如图2所示）的目的是为解决机械手设备输出驱动单元、输入检测单元与PLC之间的信号接口问题。
图中上层电路板是驱动电路板，下层电路板左侧是输入接口电路板，右侧是输出接口电路板＜图2.输入输出接口电路板2.1输入接口电路板输入接口电路板原理图如图3所示，其功能是将设备上行程开关的开关状态转换为统一的电平信号（逻辑1：24V DC ;逻辑0: 0V DC）。
板上设有光电隔离电路，将内外电源隔离，以保护设备安全。
FLC輸人模块图3.输入接口电路板电气原理图本设备8个输入信号，对应输入接口电路板的8根输入信号线。
各信号线对应的行程开关如表1所示。
表1.2.2输出接口输出接口（如图4所示）由两块电路板构成：驱动电路板和输出接口电路板。
它们的功能是将PLC输出的控制信号用于驱动继电器动作，从而控制电动机正向或反向运行。
机械手自动控制设计
滁州职业技术学院成人高等教育毕业设计课题：机械手的动作控制设计时间：班级：09级机电一体化（3）班学号：姓名：指导教师：李文萱2011届机电一体化专业（09级机电3班）毕业设计任务书-----机械手动作的控制一、任务描述机械手是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，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。
械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，有些操作装置需要由人直接操纵。
二、设计目的通过本次设计让学生了解一般PLC控制系统设计的过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法，同时也是对既往知识的复习、巩固和灵活应用的过程，可以提高学生的整体观，为今后走向工作岗位提供实践经验。
三、控制任务和一般要求示意图中为一个机械手取与放的搬运系统，原点为左上方所达到的极限位置，搬运过程是机械手将工件由A传送到B。
分别设计出手动和自动控制的程序。
1.上升和下降，左移和右移的执行均由双线圈二位电磁阀推动气缸来完成。
2.当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一但下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使此时线圈断电，机械手要仍然要保持现有的下降动作状态，直到相反方向的电磁阀线圈通电为止。
3.夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电执行放松动作。
4.设备装有上、下限位和左、右限位开关；夹紧和放松可以由限位开关来实现也可以利用定时器来实现。
5.当工件处于B处上方准备下放时，为确保安全，用光电开关检测B处有无工件，只有在B处无工件时才能发出下放信号。
四、设计问题提示机械手工作过程动作的顺序：机械手由原位—下降到A处—对工件进行夹紧（由定时器控制）—机械手上升（上升到位）—机械手右移（右移到位）（光电检测）—（B处没有工件时）机械手下降（到位）—工件放松（由定时器控制）—机械手上升（到位）—机械手左移（到位）—返回开始原位，一次循环结束。
机械手控制系统设计
机械手控制系统设计机械手的控制过程如图2-1所示，机械手的全部动作由汽缸驱动，而汽缸是由相应的电磁阀控制。
其中，上升/下降和左移/右移分别有双线圈两位电磁阀控制。
首先夹紧电磁阀通电，机械手夹紧工件，接着上升电磁阀通电时，机械手上升，当碰到上限限位开关，上升电磁阀断电时，机械手上升停止，此时右移电磁阀通电，机械手向右移动，直到碰到右限限位开关，右移电磁阀断电，机械手停止右移，然后下降电磁阀通电时，机械手下降；当碰到下限限位开关，下降电磁阀断电，机械手下降停止，最后夹紧电磁阀断电，机械手放松工件。
图 2-1机械手示意图当下降电磁阀通电时，机械手下降；当下降电磁阀断电时，机械手下降停止。
只有当上升电磁阀通电时，机械手才上升；当上升电磁阀断电时，机械手上升停止。
同样，左移/右移分别由左移电磁阀和右移电磁阀控制。
机械手的放松/夹紧由一个单线圈两位置电磁阀（称为夹紧电磁阀）控制。
当该线圈通电时，机械手夹紧；当该线圈断电时，机械手放松。
当机械手右移到位并准备下降时，为了确保安全，必须在右工作台无工件时才允许机械手下降。
也就时说，若上一次搬运到右工作台上的工件尚未搬走时，机械手应自动停止下降，用光电开关I0.5进行无工件检测。
PLC选型根据被控对象要求将与PLC相连的全部输入、输出器件根据所需的电压、电流的大小、种类分别列表统计，考虑将来发展的需要再相应增加10%-15%的余量，估算PLC所需I/O总点数，I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的依据。
根据输入、输出设备的类型和数量，确定了PLC的I/O点数，然后选择相应点数的PLC机型。
机械手的整体设计机械手的整体设计包括单操作程序、步进操作程序、自动操作的设计机械手动作过程的实现机械手的动作过程如图3-1所示。
从原点开始，按下启动按钮，下降电磁阀通电，机械手下降。
下降到底时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，下降停止；同时接通夹紧电磁阀，机械手夹紧。
夹紧后，上升电磁阀通电，机械手上升。
机械手设计(含CAD图纸)
1 绪论1.1 选题背景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。
近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它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。
机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。
目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。
把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强[1]。
当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。
而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。
因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。
1.2 设计目的本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的数控机床上下料机械手的设计，能够比较好地体现机械设计制造及其自动化专业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，能够实现理论和实践的有机结合。
本机械手主要与数控车床（数控铣床，加工中心等）组合最终形成生产线，实现加工过程（上料、加工、下料）的自动化、无人化。
目前，我国的制造业正在迅速发展，越来越多的资金流向制造业，越来越多的厂商加入到制造业。
本设计能够应用到加工工厂车间，满足数控机床以及加工中心的加工过程安装、卸载加工工件的要求，从而减轻工人劳动强度，节约加工辅助时间，提高生产效率和生产力。
一种电动阀门操作机械手控制系统的设计与实现
＊ [2] 刘军 . 例说 STM32[M]. 北京航空航天大学出版社 ,2011.
＊ [3] 杨素行 . 清华大学电子学教研组 . 模拟电子技术基础简明教 程 [M]. 高等教育出版社 ,1998.
图 7 用户交互界面
左上角显示当前设定的最大转矩，当输出转矩超过该值 时将触发断电保护。该值可通过点击左下角“转矩设置”按 钮进行设置。中间为实时转矩表，指针显示当前转矩信息（可 显示 0-300Nm），下方为数字显示当前转矩信息以及当前 已旋转的圈数。右上角显示剩余的圈数，如果用户没有设定
4 Relay_OUT
VCC_5V
2
1
SLA-05VDC-SL-A
后通过电阻分压，把电压调整到适合单片机 ADC 采集的范
D1
围。电路如图 3 所示。
1N4148WS T4
■■2.2 直流电机电流检测模块 直流电机的转矩计算还需要对直流电机的电流进行
实时检测，本文采用 Allegro 公司的霍尔电流传感器芯片
Relay_OUT MOTO+
U2
1 2 3 4
IP+
IP+ IP–
IP-
VCC VIOUT FILTER
GND
8 7 6 5
ACS712ELCTR-20A-T
VCC_5V
I_measure
C6 1nF (102) 10% 50V
C5 100nF (104) 10% 50V
时，该阀门操作机械手控制系统将 切断直流电机的电源。用户可以输 入阀门需要旋转的圈数，当阀门旋 转 给 定 圈 数 时， 该 阀 门 操 作 机 械
将本文设计的控制系统实际制作出来并安装在电动阀 门操作机械手上，如图 8 所示。
机械手控制电路设计
机械手控制电路设计一、引言机械手是一种常见的自动化设备，广泛应用于工业生产和物流领域。
机械手控制电路负责控制机械手的运动和动作，使其能够完成所需的任务。
本文将介绍机械手控制电路的设计原理和方法。
二、机械手控制电路的设计原理1.运动控制：机械手需要能够在三维空间内准确地移动和定位。
因此，机械手控制电路需要能够控制各个关节的运动，并实现运动的连续性和平滑性。
2.动作控制：机械手的动作通常包括抓取、放置和释放等。
机械手控制电路需要能够根据外部信号控制机械手的动作，以完成各种任务。
3.传感器接口：机械手控制电路需要与各种传感器进行连接，以获取所需的信息。
例如，光电传感器可以用于检测物体的位置和距离，力传感器可以用于检测机械手的抓取力度。
4.用户界面：机械手控制电路通常需要一个用户界面，以便操作人员对机械手进行参数设置和控制。
用户界面可以是按钮、开关、触摸屏等设备。
三、机械手控制电路的设计方法1.硬件设计硬件设计主要包括电路的选择和布局。
在选择电路时，需要考虑机械手的性能要求、供电情况和成本等因素。
例如，电机控制器可以选择PWM技术，以实现电机的精确控制。
电路的布局要合理，以保证各个电路之间的串扰最小。
2.软件设计软件设计主要包括编程和控制算法的设计。
编程可以使用常用的嵌入式编程语言，例如C、C++等。
控制算法的设计需要根据机械手的运动特点和任务要求进行调整。
例如，可以采用PID控制算法来实现机械手的位置控制。
四、机械手控制电路的实例下面是一个简单的机械手控制电路的实例。
该电路包括一个基于Arduino的控制板、几个舵机、一个开关和一个触摸屏。
控制板通过串口与触摸屏通信，接收指令后通过PWM信号驱动舵机实现机械手的运动和动作。
在软件方面，使用Arduino编程语言，编写程序来实现机械手的控制。
程序通过读取触摸屏的指令，并根据不同的指令发送对应的PWM信号来控制舵机的转动。
同时，程序还可以处理传感器信息，并根据需要进行相应的控制。
(完整word)机械手的设计设计
天津机电职业技术学院毕业综合实践报告专业电气自动化班级电气自动化三班目录1 机械手的基本介绍 (1)1。
1 机械手的基本结构组成 (1)1.1。
1 气动手爪 (1)1。
1.2 伸缩气缸 (1)1。
1.3 回转气缸及垫板 (1)1.1。
4 提升气缸 (2)1。
2 直线运动传动组件 (2)1.3 气动控制回路 (3)2 传感器部分 (4)2.1 传感器简介 (4)2.2 磁性开关 (4)2.3 光电传感器和光纤传感器 (4)3 伺服电机应用 (5)3。
1 伺服系统 (5)3。
2 交流伺服系统的位置控制模式 (6)3。
3 接线 (7)3.4 伺服驱动器的参数设置与调整 (8)3。
4.1 参数设置方式操作说明 (8)3.4.2 面板操作说明： (8)3。
4.3 部分参数说明 (8)3.5 最大速度（MAX_SPEED）和启动/停止速度（SS_SPEED) (9)3。
6 移动包络 (10)4 PLC程序编写 (12)4.1 PLC的选型和I/O接线 (12)4.2 伺服电机驱动器参数设置 (12)4。
3 编写和调试PLC控制程序 (13)4。
4 初态检查复位子程序和回原点子程序 (15)4。
5 急停处理子程序 (17)个人收获 (19)参考文献 (20)附录 (21)致谢 (25)1 机械手的基本介绍1。
1 机械手的基本结构组成1。
1.1 气动手爪用于在各个工作站物料台上抓取/放下工件.由一个二位五通双向电控阀控制。
见图 1-1图 1—1 气动手爪1.1。
2 伸缩气缸用于驱动手臂伸出缩回。
由一个二位五通单向电控阀控制。
见图 1-2图 1—2 伸缩气缸1.1。
3 回转气缸及垫板用于驱动手臂正反向90度旋转,由一个二位五通单向电控阀控制。
见图 1—3,图 1-4图 1—3 气动摆台图 1-4 垫板1.1。
4 提升气缸用于驱动整个机械手提升与下降。
由一个二位五通单向电控阀控制。
见图 1-5图 1—5 提升机构1.2 直线运动传动组件直线运动传动组件用以拖动抓取机械手装置作往复直线运动，完成精确定位的功能。
电气自动化毕业设计--机械手
基于PLC的机械手控制设计2. 机械手模型设计2.1机械手控制系统构件概述机械手实物教学模型的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、气缸、气夹等机械部件组成；电气方面有步进电机、直流电机、步进电机驱动器、传感器、开关电源、电磁阀等电子器件组成。
本设计中采用的机械手，可在三维空间内运动。
水平（X）轴、垂直（Y）轴采用步进电机控制，底盘的旋转采用直流电机控制，抓取物体的电磁阀采用气动形式。
步进电机的控制，由对应的步进电机驱动器电路完成。
完成本设计需要的实验设备有：1）机械手模型2）计算机3）导线4）气泵5）晶体管输出型可编程控制器(带编程电缆)机械手的控制面板分以下几个模块（1）步进电机驱动及步进电机驱动器电流设定为0.63A，细分设定为8细分。
将24V电源接入驱动器，此时驱动器的电源指示灯应点亮。
将24V与OPTO端（驱动器使能端）连接起来。
PUL端是脉冲输入端。
DIR是方向控制输入端。
（2）直流电机本模型用的气夹电机和底座电机均是24V直流电机，PLC控制两个直流继电器的吸合来控制电机的正转和反转。
（3）旋转编码盘在本模型底座上有一个旋转编码盘，在底座旋转时，在此产生一个V P-P为24V的方波信号，可以提供给PLC的高速计数器，用于机械手的定位控制。
（4）接近开关在本模型中底座和气夹的限位通过4个电感式接近开关来完成。
接近开关与触头接近时接近指示灯点亮、输出低电平，否则为高电平。
（5）行程开关在本模型中两个滚珠丝杆的限位通过4个滚轴式行程开关来完成。
当行程开关压下时，常开触点闭合，给PLC一个控制信号。
（6）电磁阀与平行气夹本模型使用的电磁阀动作时平行气夹夹紧，动作则张开。
2.1.1步进电机用二相八拍混合式步进电机，主要特点：体积小，具有较高的起动和运行频率，有定位转矩等优点。
本模型中采用串联型接法，其电气图如图2.1所示：2.1步进电机电气图步进电机驱动器步进电机驱动器主要有电源输入部分、信号输入部分、输出部分等。
电动机械手设计
电动机械手设计
电动机械手是一种由电动马达驱动的机械臂，通常用于制造过程中的物料搬运、组装、打磨、件定位等任务。
以下是电动机械手的设计要点：
1. 机械结构设计：根据应用要求和工作环境，设计出合适的机械臂结构，包括臂长、关节数量和轴向布局等。
设计时要考虑机械强度、刚度和精度等因素。
2. 电机控制系统设计：设计控制系统以控制机械臂与电机的动作，包括电机驱动控制、位置检测、传感器控制和数据通信等。
3. 材料选择和加工：根据机械臂的设计要求，选择合适的材料和加工方式。
常见的材料有铝合金、钛合金、铜、钢等。
4. 人机界面设计：设计合适的图形用户界面和操作面板，以方便控制和监控机械臂的运行状态。
5. 安全性设计：对机械臂和控制系统进行安全性分析和设计，避免操作错误和机械故障导致人员伤害和设备损坏。
6. 测试和验证：进行机械臂和控制系统的测试和验证，包括精度测试、负载测试、速度测试、稳定性测试等，以确保产品符合设计要求和应用需求。
以上是电动机械手的设计要点，设计时需要考虑到整个系统的综合性能和可靠性，尽可能地降低故障率和维修成本。
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Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｎ ｌａｒｇｅ ｂａｌｌ ｖａｌｖｅ ｒｅｐａｉｒ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｓｉｔｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｐａｃｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｄｏｐｔｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｅｄ ｃｏｍ ｐｕｔｅｒ，ｓｅｎｓｏｒ ａｎｄ ａｕｔｏｍ ａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｔｏ ｒｅａ ｌ ｉｚｅ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｏｎ．ａｎｄ．ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ ｌｏｃｋｉｎｇ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｅａｌ ｏｆ ｂａｌｌ ｖａ ｌｖｅ，ａｕｔｏｍ ａｔｉｃ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｌｏｃｋｉｎｇ ｂｏｌｔｓ，ｏｎ— ｌｉｎｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｌｏｃｋｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ ａｎｄ ｏｆ ｉｎｌｅｔ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ｌｏｃｋｉｎｇ ｂｏｌｔｓ，ａｎｄ ｍ ａｋｅｓ ｉｔ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｔｏ ｒｅｐｌａｃｅ ｍａｎｕａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ
大 型球 阀 密封 机 械 锁 定 投 退 机 器 人 的 总体 设 计 如 图 １所示 。
机器 人 装 置 由轨 道 及 定 轨 装 置 、行 走 部 分 、 机 械手 臂 、检 测 传 感 器 、控 制 系 统 、上 位 机 监 控 软 件组 成 。
一
１５ —
Ｋｅｙｗ ｏｒｄｓ： ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ；ｂａｌｌ ｖａｌｖｅ；ｄｅｓｉｇｎ
根据 水 电站 运 行 和检 修 的需 要 ，水 轮 机 进 水 系统 中装设 的大 型球 阀要 位 于 高 空 ，在 使 用 过 程 中其检 修 密 封机 械 锁定 投 退 为手 工 操 作 ，空 间 狭 窄 ，工 人的劳 动 强 度 大 ，投 退 需 要 时 间长 ，给 生 产 带来 了诸 多 不 便 。为 改 善 目前 工 作 状 态 ，降 低 劳动强 度 ，提 高 投 退 质 量 和 效 率 ，可利 用 自动 调 节 机 械手替代 手工操 作 。
摘 要 ：根据 水电站对大型球 阀检修 的要求 ，依据 现场环 境及空 间分布 ，利 用先进 的计 算机技 术 、传感器 技术 、自动控制技 术 ，实现球 阀检修密封机械锁定 投退 的 自动控制 、机械 锁定螺 栓的 自动定位 、锁定 力矩 的在 线 检 测 及 锁 定 螺 栓 投入 尺寸 的在 线 检 测 ，实 现 了 由机 械 手 代 替 人 工 操作 和测 量 的 功 能 。
１ 机械 手的功能描述
大型球 阀 自动 投退 装 置 机械 手 利 用 先 进 的计 算机 技术 、传 感 器 技 术 、 自动 控 制 技 术 ，实 现 球 阀检 修密 封 机 械 锁 定 投 退 的 自动 控 制 、机 械 锁 定 螺栓 的 自动 定 位 、锁 定 力 矩 的在 线 检 测 及 锁 定 螺 栓投 入尺 寸 的在 线 检 测 ，实 现 了 由机 器 代 替 人 工 操作 和测 量 的功 能 ，从 而 避 免 了操 作 人 员 高 空作 业 ，极大 降 低 了 操 作 风 险 ， 同时 较 大 程 度 地 提 高 了投 退工 作 的效 率和质 量 。
水 电站 球 阀 自动 检修 机 械 手 的设 计
戴 葆青 葛继 兴 邓 宏伟 王 岩 陈书 来 翟 春 荣 １山 东科技 大 学机 械 电子 工程 学院 青 岛 ２６６０００
２山东科技大学电气与 自动化工程学院 青岛 ２６６０００ ３内蒙古科技 大 学机械 工程 学院 包头 ０１４０００ ４ 山东泰 山恒信 机械 有 限公 司 泰安 ２７１００
球 阀密封 机 械锁 定 投退 装 置 的功 能 ：利 用 自 动控 制 技 术 ，实 现 投 退 调 节 螺 栓 的 自动 定 位 ，以 调节 螺 杆 的行 程 及 投 退 力 矩 的大 小 为 依 据 ，通 过 密封机 械锁 定 螺 栓 松 开 或 拧 紧 来 控 制 螺 栓 的 轴 向
《起重运输机械》 ２０１５ （７） 结构设计
该 机械 锁 定 自动 投 退 装 置 由机 械 部 分 和 电气 部分组 成 ，利 用 安 装 在 大 型球 阀上 游 延 伸 段 外 壁 的 固定轨 道 作 为 定 位 轨 道 ，通 过 内嵌 的 大 型 内齿 轮传 动 （可 以 自动 定位 的齿 轮 传 动 装 置 ） 进 行 传 动定 位 ，控 制 器 发 送 运 动 控 制 指 令 ，确 定 锁 定 螺 栓 的位置 ，利 用 ３套 １２０。均布 的 自动控 制 机 械手 ， 实现 自动定 位 、投 退 球 阀检 修 密封 机 械 锁 定 ，保 证设 备安 全 性 。轨 道 直 接 套 装 在 球 阀 上 游 延 伸 段 上 。 由于采用 Ａｌ—ｓｉ轻 质 铝 合金 材 质 ，整 个 机 器人 装 置质 量 为 ６００ ｋｇ左 右 ，安 装 固 定在 球 阀上 游延 伸 段 的外 壁 上 ，依 靠 阀 门外 壁 支 撑 。整 体 结 构 质 量 较轻 ，紧凑 美观 ，节 省空 间 。