多自由度机械手设计说明书

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多自由度火车车轮生产机械手设计

姜晓勇，倪敬，张芸，占琴项
（州浙大精益机电技术工程有限公司，江杭州３０１）杭浙１０３
摘要：对火车车轮各生产工序间轮坯传递的高负载、针高温、高位置精度、生产率等要求，出了一高提
（）轮坯温度。１２０℃左右；８５
针对火车车轮各生产工序间轮坯传递的高负载、
收稿日期：０８—００２０７— ３
作者简介：晓勇（９６一）男，江武义人，要从事工业控制及机电产品设计方面的研究。姜１７，浙主通信联系人：占琴，，江武义人，授，士生导师． — ｉ：ｚ１８ｙｈｏｃｒ．ｌ项男浙教博Ｅｍａｘｑ２＠ａｏ．ｏＣｌｎｑ
进行自动控制，其按照预定要求输送工件或操持工使具进行生产操作的自动化生产设备。它具有动作灵活可控、位准确可靠、载驱动力高、境适应力强等定负环
特点。目前，械手广泛应用于钢铁、洋、油、机海石化
２机械手机械系统设计
根据生产实际的机械手性能要求，文献［］在１的
基础上，笔者设计的机械手结构如图１所示。
构经计算和校核，以可靠保证机构定位的准确度，可并
且在连杆设计中合理布置了加强筋。连杆机构铰合点

本科毕业设计--3个自由度机械手设计

目录第一章引言 (2)1.1 机械手的分类 (2)1.2 机械手的组成 (5)1.3 应用机械手的意义 (7)第二章总体技术方案及系统组成2.1 原始数据 (8)2.2 工作要求 (8)2.3 系统组成 (9)2.4 总体技术方案 (9)2.4.1 动作分析 (10)2.4.2 手部 (10)第三章机修手的液压部分3.1 液压系统的工作原理 (12)3.2 液压传动的工作特性 (12)3.3 液压系统的组成 (12)3.4 液压系统的优,缺点 (13)第四章回转装置的总体组成和结构设计4.1 回转装置的组成 (15)4.1.1 执行件 (15)4.1.2 传递件 (15)4.1.3 驱动件 (15)4.1.4 控制系统 (16)第五章机械传动方案的设计与计算5.1 小车的主要组成部分 (17)5.2 同步带传动方式优缺点 (17)5.3 驱动动力源 (18)5.4 机械方案的传动设计计算 (19)5.4.1 设计数据确定 (19)5.4.2 同步带的结构设计计算 (20)总结与展望 (25)设计小结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)摘要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的程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷绘、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。

本课题将设计一台三自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。

首先。

本课题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。

AbstractIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises to improve production efficiency, guarantee the product quality, the general importance of the production process automation, industrial robots for automatic production line important members, the company gradually recognized and used. Industrial robot technology and applications to some extent reflect the level of a country's level of industrial automation, at present, the industrial robot is mainly responsible for the welding, printing, handling and stacking repetitive labor intensity and great work, work are normally taken to teaching and playback mode.This topic is to design a industrial robot with three DOFs, used for the transportation of materials to the stamping device. First. This topic will be the design of robot base, big arm, small arms and the structure of the manipulator, and then select the appropriate drive, driving mode, build the structure of robot platform.第一章引言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。

(整理)多自由度机械手设计说明书.

精品文档本科毕业设计(论文) 题目：多自由度机械手设计系别：机电信息系专业：机械设计制造及其自动化班级：学生：学号：指导教师：2013年4月本科毕业设计(论文) 题目：多自由度机械手设计系别：机电信息系专业：机械设计制造及其自动化班级：学生：学号：指导教师：2013年4月多自由度机械手设计摘要随着现代科学技术的发展，机器人技术越来越受到广泛关注，在工业生产日益现代化的今天，机器人的使用变得越来越普及。

因此，对于机器人技术的研究也变得越来越迫切，尤其是工业机器人方面。

本论文作者针对这一领域，设计了一款液压机械机械手，该机器人拥有五个自由度。

首先，作者针对该机器人的设计要求，对结构设计选择了一个最优方案，对关键零件设计并进行校核。

本课题是一个机械、液压紧密的实用性项目，文中对机械手机械结构的设计、液压系统的设计。

最后，总结了全文，指出了机械手的改进措施、应用前景和发展方向。

关键词：机械手；液压系统；五个自由度Many degrees of freedom manipulator designAbstractWith the development of modern science and technology, the robot technology has been paid more and more attention, in an increasingly modernized industrial production, the use of robots is becoming more and more popular. Therefore, the research of robot technology becomes more and more urgent, especially industrial robots. The author of this thesis in this field, design of a hydraulic mechanical manipulator, the robot has five degrees of freedom. First of all, the author according to the requirement of the design of this robot, an optimal scheme of the structure design of the selection, the design of key parts and checked.This topic is a mechanical, hydraulic close practical project, design of mechanical design, mechanical structure of the hydraulic system of the mobile phone in. Finally, summarized the full text, points out the improvement measures, manipulator application prospect and development direction.Keywords: manipulator; hydraulic system; five degrees of freedom目录1 绪论 (1)1.1 选题背景及其意义 (1)1.2 国内外研究现状与发展趋势 (1)1.2.1国内的研究现状 (1)1.2.2国外研究现状 (2)1.2.3发展趋势 (3)1.3 本设计主要研究的内容 (3)1.3.1机械设计结构部分 (3)1.3.2机械手驱动方式 (4)2 机械手的总体设计 ........................................................... 错误！未定义书签。

3个自由度机械手设计

3个自由度机械手设计在机械工程领域，自由度是指机械系统能够相对于给定的参考坐标系进行自由移动的能力。

一个自由度可以定义为系统中独立运动的最小数量。

在机械手设计中，自由度是一个重要的参数，决定了机械手的灵活性和能够执行的运动任务。

以下是三个具有不同自由度的机械手设计：1.二自由度机械手二自由度机械手通常由两个旋转关节组成，分别控制机械手在水平和垂直方向上的运动。

这种机械手设计常用于需要在平面上移动和旋转物体的应用，如装配线上的零件搬运和放置。

机械手的两个关节可以通过电机和传动装置控制，使得机械手能够沿不同方向进行精确的运动。

2.三自由度机械手三自由度机械手通常由两个旋转关节和一个直线关节组成，分别控制机械手在水平、垂直和前后方向上的运动。

这种机械手设计常用于需要进行更复杂操作的应用，如工业机器人中的装配和焊接。

机械手的旋转关节可以使机械手在水平和垂直方向上进行精确的定位，直线关节可以使机械手在前后方向上进行伸缩，从而实现更加灵活的操作。

3.六自由度机械手六自由度机械手是最常见的机械手设计，通常由三个旋转关节和三个直线关节组成。

旋转关节控制机械手在水平、垂直和绕轴方向上的运动，直线关节控制机械手在前后、左右和上下方向上的运动。

这种机械手设计在许多领域中得到广泛应用，如汽车制造、医疗设备和航空航天等。

六自由度机械手的设计使得机械手能够进行复杂的运动和操作，具有较高的灵活性和精确性。

总的来说，机械手的自由度是机械手设计中的一个重要参数，决定了机械手的灵活性和能够执行的运动任务。

不同自由度的机械手适用于不同应用场景，可以根据具体需求选择合适的机械手设计。

3个自由度机械手设计

第一章引言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。

不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。

机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。

因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。

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。

机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，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。

机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。

机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、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。

机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。

1.1 机械手的分类机械手一般分为三类：第一类是不需要人工操作的通用机械手。

它是一种独立的不附属于某一主机的装置。

它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定的操作。

它的特点是具备普通机械的性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。

第二类是需要人工才做的，称为操作机。

它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机来进行探测月球等。

3个自由度机械手设计

3个自由度机械手设计机械手的结构有很多种，其中，以机械手的自由度作为分类标准可以分为三类：二自由度机械手、三自由度机械手和四自由度机械手。

本文主要介绍三自由度机械手的设计。

1. 三自由度机械手简介三自由度机械手指的是机械手自由度为3，可以完成三个轴向运动的机械手。

人们通常使用三自由度机械手进行精确的三维组装任务，如电子产品的组装等。

三自由度机械手通常由两个平移轴和一个旋转轴组成。

其中，旋转轴是沿垂直于平面运动的。

机械手的三个自由度分别称为：Base、Shoulder和Elbow。

2. 三自由度机械手的设计设计三自由度机械手的第一步是确定机械手的尺寸和负载能力。

然后，需要选择机械手所需的驱动器类型，如直流电机或步进电机等。

接下来，需要确定每个自由度的运动范围，包括最大旋转角度和各轴的工作范围。

在确定机械手的基本参数后，接下来需要选择机械手的结构类型。

目前，常见的三自由度机械手结构包括球丝机械手、气动机械手和升降机械手等。

其中，球丝机械手具有高精度和高信度的特点，但它的制造成本较高；气动机械手主要用于一些要求速度较快的场合，但不太适合精度要求较高的组装任务；升降机械手适用于较小的工作空间。

在选择机械手的结构类型后，需要设计机械手的关节和连接杆。

机械手的关节通常采用旋转关节和平移关节，连接杆和支撑结构需要考虑机械手的负载和刚度要求。

3. 三自由度机械手的应用三自由度机械手具有广泛的应用前景。

它们可以用于精密组装、准确定位和定点操作等任务。

下面主要从以下几个方面介绍三自由度机械手的应用。

3.1 电子产品组装三自由度机械手可以快速、准确地组装电子产品，如手机、平板电脑等。

机器操作准确，不会对电子产品产生损害。

3.2 制造业三自由度机械手可以帮助制造业生产高精度、高精度零件。

它们可以在离线或在线环境中自动操作，从而提高生产效率和生产效果。

3.3 工业制造三自由度机械手可以用于支持大规模制造。

在工业制造中，机械手可以执行多个任务，如点对点的移动、送货、装载等。

3个自由度搬运机械手的设计

轴承坯料搬运机械手的设计摘要机械手是一种机械技术与电子技术相结合的高技术产品。

采用机械手是提高产品质量与劳动生产率，实现生产过程自动化，改善劳动条件，减轻劳动强度的一种有效手段。

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装备。

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，提高劳动生产率和生产自动化水平。

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、放射性和其它有毒、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。

本课题的主要内容是采用机械设计原理，进行三自由度搬运机械手的设计，熟悉三自由度机械手的运用场合和相关的设计步骤。

机械手可以代替很多重复性的体力劳动，从而减轻工人的劳动强度，提高生产效率。

结合三自由度设计的各方面的知识，在设计过程中学会怎样发现问题．解决问题.研究问题。

并且在设计中融入自己的想法和构思，提高自己的创新能力。

尽力使机械手使用方便，结构简单。

！！所有下载了本文的注意：本论文附有CAD图纸和完整版word版说明书，凡下载了本文的读者请加QQ 83753222，或留下你的联系方式（QQ邮箱）最后，希望此文能够帮到你！关键词：机械手，输送工件，搬运，三自由度ABSTRACTManipulator is a mechanical technology and electronic technology with the combination of high technology products. Using manipulator is to improve product quality and productivity, and realize the automatic production process, improve working conditions, and reduce labor intensity of a kind of effective method. It is an imitation of the upper part of the human body function, according to the predetermined requirement or parts transportation holding tools for operation of the automation technology and equipment. Robots can replace the hands of heavy labor, significantly reduce the labor intensity, improve working conditions, and improve labor productivity and production automation level. Industrial production often appears in the handling of the heavy and long-term, frequent, drab operation, USES the manipulator is effective; In addition, it can be in high temperature, low temperature, deep water, the universe, radioactive and other toxic, pollution environment conditions operation, more shows its superiority, with broad prospects.This topic is the main content of the mechanical design principle of the design of the three dof carrying manipulator, familiar with three degrees of freedom of the manipulator using occasions and related design steps. Robots can replace a lot of repeatability of physical labor, so as to reduce the labor intensity, improve production efficiency. Combined with three degrees of freedom all aspects of design knowledge, in the design process learn how to find out the problem to solve problems. And in the design idea and into their idea, improve their innovation ability. Try to make robots easy to use simple structure.Key Words: Manipulator, conveying work piece, handling, three degrees of freedom目录第1章绪论 (4)1.1机械手的历史 (4)1.2机械手的组成 (5)1.3机械手的分类 (6)第2章搬运机械手机构总体方案设计 (8)2.1搬运机械手设计要求 (8)2.2基本设计思路 (1)2.3搬运机械手结构设计 (11)2.4 机械手材料的选择 (11)2.5机械臂的运动方式 (11)2.6搬运机械手驱动与控制系统分析 (12)第3章搬运机械手机械结构设计与计算 (13)3.1搬运机械手手爪设计 (13)3.2 搬运机械手手臂设计 (13)3.3 手部设计计算................................................. - 23 -3.4腕部设计计算 (20)3.5液压驱动系统设计 (21)3.6机身结构的设计 (23)第4章机械手控制系统的设计 (27)4.1 PLC简介 (27)4.2 PLC工作原理 (27)4.3 PLC机型的选择 (27)4.4 PLC控制面板的拟定 (29)4.5 机械手工艺过程和控制方案的确定 (30)4.5 PLC程序编写 (33)总结与展望 (40)参考文献 (41)致谢 (42)1 绪论随着人类科技的进步，社会经济的发展，机器人学成为近几十年来迅速发展的一门综合学科。

3个自由度机械手设计说明

第一章引言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。

机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。

因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。

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。

机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域，迅速发殿起来的一门新兴的技术，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。

机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、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。

机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。

1.1 机械手的分类机械手一般分为三类：第一类是不需要人工操作的通用机械手。

它是一种独立的不附属于某一主机的装置。

它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定的操作。

它的特点是具备普通机械的性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。

第二类是需要人工才做的，称为操作机。

它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机来进行探测月球等。

五自由度机械手结构设计

五自由度机械手结构设计引言机械手是一种具有多自由度的机械装置，可以模拟人类手臂的运动。

在自动化生产领域，机械手的应用十分广泛。

本文将介绍一种五自由度机械手的结构设计。

一、机械手的自由度机械手的自由度是指机械手能够同时执行的独立运动的个数。

常见的机械手自由度有1自由度、2自由度、3自由度等。

具有更多自由度的机械手可以实现更复杂的操作。

二、五自由度机械手的结构五自由度机械手由五个关节连接而成，每个关节都可以进行独立的旋转运动。

这五个关节分别为：1.基座关节：机械手的底部，负责固定机械手的整体结构。

2.肩关节：负责控制机械手在水平平面上的旋转运动。

3.肘关节：负责控制机械手在垂直平面上的旋转运动。

4.腕关节1：负责控制机械手前后的旋转运动。

5.腕关节2：负责控制机械手上下的旋转运动。

通过这五个关节的协调运动，机械手可以灵活地完成各种任务。

三、五自由度机械手的工作原理五自由度机械手的工作原理是将电机或液压驱动系统与关节连接。

通过控制电机或液压驱动系统的速度和方向，可以实现机械手关节的旋转运动。

控制系统通过传感器获取机械手各个关节的位置和速度信息，然后根据预设的运动轨迹，计算出每个关节应该旋转的角度。

控制系统通过发送控制信号给电机或液压驱动系统，实现机械手的运动。

四、五自由度机械手的应用五自由度机械手的应用十分广泛，主要用于以下领域：1.自动化生产线：机械手可以承担一些重复性、繁琐或危险的操作，提高生产效率和安全性。

2.医疗领域：机械手可以用于手术辅助、康复训练等领域，提高手术精确度和患者康复效果。

3.物流仓储：机械手可以用于货物的搬运、堆垛等操作，提高物流效率和减少劳动力成本。

4.精密装配：机械手可以用于精密零件的装配，提高装配质量和效率。

5.科研实验：机械手可以用于科研实验中的样品处理、测量等任务，提高实验效果和减少人工操作的误差。

五、结论五自由度机械手是一种具有广泛应用前景的机械装置。

通过合理的结构设计和高效的控制系统，机械手可以实现多样化的任务。

多自由度柔性生产线送料机械手系统设计

２１０１年第６期
液压与气动
４５
多自由度柔性生产线送料机械手系统设计
胡云堂，卓达江Ｄｅｉｎｏｌｉｆｅｄｍｅｄｎｎｐｌｔｒｓｓｅｓｇｆｍｕｔ—ｒｅｏｆｅｉｇｍａｉｕａｏｙｔｍ
机械手一般由执行系统、动系统、驱控制系统和人
工智能系统组成，主要完成机械手移动、动、取等转抓
动作。常见的工业机械手执行系统根据手臂的动作形
态，坐标形式大致可以分为以下４种：直角坐标按 ①
型机械手；圆柱坐标型机械手；球坐标（坐标） ② ③ 极型机械手；多关节型机机械手。其中圆柱坐标型机 ④ 械手结构简单紧凑，定位精度较高，占地面积小。结合
ｆｒｆｅｉｌｒｄｃｉｎｌｎｏｌｘｂｅｐｏｕｔｉｅｏ
ＨＵＹｎｔｎ，ＪＡｈｏｄｕ — ｇＩＮＧＺｕ・ａａ
（江学院机械与材料工程学院，西九江九江
３２０）３０５
摘
要：该文介绍了多自由度柔性生产线送料机械手的功能及系统的构成，计了相应的液压及ＰＣ设Ｌ
控制系统，实现了各部分之间的连接与通讯。实践证明设计合理、能可靠，到了预期目的。性达
关键词：自由度；多柔性生产线；机械手；送料
中图分类号：Ｈ１７文献标识码：文章编号：０－８８２１）６０４－３Ｔ３Ｂ１０４５（０１０－０５００

3个自由度机械手设计

3个自由度机械手设计在工业自动化领域，机械手是一种高度灵活、可编程的装置，用于执行各种重复性任务。

机械手的自由度决定了其在空间中能够完成的运动和操作。

在本文中，我们将讨论三种常见的3个自由度机械手设计。

1.旋转-伸缩-平移机械手旋转-伸缩-平移机械手通常由三个关节组成，每个关节负责一个自由度。

这种机械手的第一个关节可以使机械手绕固定基座旋转，提供良好的基本操作空间。

第二个关节负责伸缩功能，可以改变机械手的工作距离和抓取能力。

第三个关节负责平移功能，使机械手能够在水平方向上移动物体。

这种设计的机械手适用于需要在一个平面上操作的应用，例如装配、包装和搬运。

2.平移-伸缩-旋转机械手平移-伸缩-旋转机械手与旋转-伸缩-平移机械手相似，只是关节的顺序有所不同。

第一个关节负责平移功能，使机械手能够在垂直方向上移动物体。

第二个关节负责伸缩功能，可以改变机械手的工作距离和抓取能力。

第三个关节负责旋转功能，可以绕固定基座旋转。

这种设计的机械手适用于需要在垂直方向上操作的应用，例如装卸货物、搬运瓶子或管道。

3.旋转-平移-伸缩机械手旋转-平移-伸缩机械手也由三个关节组成，但关节的顺序与旋转-伸缩-平移机械手截然不同。

第一个关节负责绕固定基座旋转，第二个关节负责在垂直方向上平移，第三个关节负责伸缩功能。

这种设计的机械手适用于需要在三维空间中灵活操作的应用，例如装配零件、拆卸设备或进行复杂的精密操作。

这三种3个自由度机械手设计都在不同程度上提供了空间灵活性和操作能力。

根据具体的应用需求和可用空间，可以选择适合的设计。

此外，机械手的自由度还可以根据需要进行扩展，以适应更复杂的任务和环境。

机械手的设计和应用一直在不断发展和创新，为工业生产和自动化提供更大的便利和效率。

4自由度机械手设计

4自由度机械手设计机械手是一种用于配合工业生产的机械装置，它通过模拟人类手臂的运动来进行各种操作。

在工厂生产线上，机械手能够替代人类完成一些重复性、精确性要求高的工作，提高了生产效率和产品质量。

在设计机械手时，需要考虑到其自由度，即机械手能够自主调节其位置和姿态的能力。

在本文中，将讨论一个具有4自由度的机械手设计。

在机械手的设计中，自由度是一个重要的设计参数。

自由度决定了机械手可以进行的运动方式和工作范围。

一个具有4自由度的机械手可以进行四种独立的运动，包括平移和旋转。

在这种机械手设计中，通常会将其运动分为基座运动、肩膀运动、肘部运动和腕部运动。

基座运动是指机械手在水平方向上进行的运动。

在这种设计中，可以使用一个转动关节实现机械手在平面上的旋转。

通过控制转动关节的角度，机械手可以改变其朝向和工作范围。

肩膀运动是指机械手在垂直方向上进行的运动。

在这种设计中，可以使用一个副地方转动关节实现机械手在垂直方向上的旋转。

通过控制转动关节的角度，机械手可以实现上下移动。

肘部运动是指机械手在前后方向上进行的运动。

在这种设计中，可以使用一个副地方转动关节实现机械手在前后方向上的旋转。

通过控制转动关节的角度，机械手可以实现前后伸缩。

腕部运动是指机械手末端执行器的运动。

在这种设计中，可以使用一个转动关节实现机械手末端执行器的旋转。

通过控制转动关节的角度，机械手可以实现执行器的转动。

在设计机械手时，需要考虑到其机械结构、传动机构和控制系统等方面的问题。

机械结构的设计需要考虑到机械手的稳定性、刚度和重量等因素。

传动机构的设计需要考虑到机械手的精度、速度和可靠性等方面的要求。

控制系统的设计需要考虑到机械手的运动轨迹规划、力控制和位置控制等方面的问题。

总结来说，一个具有4自由度的机械手设计需要考虑到其基座运动、肩膀运动、肘部运动和腕部运动等方面的设计问题。

在设计过程中，需要综合考虑机械结构、传动机构和控制系统等方面的要求，以满足机械手在工厂生产线上的工作需求。

四个自由度通用机械手设计

毕业设计说明书设计（论文）题目：四个自由度通用机械手设计学生姓名：学号：专业班级：学部：指导教师：本设计包含全部说明说及CAD图纸QQ2008年06月5日摘要摘要本次设计的多功能机械手为程四个自由度通用机械手设计，主要由手爪、手腕、手臂、机身、机座等组成，具备上料、翻转和转位等多种功能，并按自动线的统一生产节拍和生产纲领完成以上动作。

本机械手机身采用机座式，自动线围绕机座布置，其坐标形式为圆柱坐标式，具有立柱旋转、手臂伸缩、腕部转动和腕部摆动等4个自由度；驱动方式为液压驱动，且选用双联叶片泵，系统压力为2.5MPa，电机功率为 5.5KW，共有整机回转油缸、手臂伸缩油缸、手腕摆动油缸、手腕回转油缸、手爪夹紧油缸5个液压缸；定位采用机械挡块定位，定位精度为0.5～1mm，采用行程控制系统实现点位控制。

关键字：机械手;球坐标液压;机械挡块;点位控制AbstractThe current design of multifunctional mechanical hand is Hydraulic Universal Mechanical Hand, mainly consist of claw, wrists, arms, body, base and so on. With moving the materials, turnover and transfer spaces, and many other functions, the automatic line with the unified production rhythms and production program completed more moves. With the automatic production line rhythms and the production of complete reunification of the above movements, automatic line is around the machine arrange, the coordinates of the cylindrical coordinate of the form, with huge rotary, extendable arm, arm pitch, hitting and hitting back four moves freedom; Driven approach to hydraulic-driven, and the choice of double leaves pumps, the system pressure to 2.5MPa, 5.5KW electrical power for a total of whole sets of rotation tank, arm tilt cylinders, fuel tanks extendable arm, wrist swing tank, wrist rotation tank, claw clip tank six hydraulic oil tank; positioning a piece of machinery turned positioning, positioning accuracy for 0.5~1mm, using control systems to achieve their point spaces control.KeyWords：Mechanical hand. Cylindrical coordinate hydraulic. mechanical turned pieces. control point spaces目录目录摘要 ................................................................................................ 错误!未定义书签。

多自由度关节式机械手的结构设计

目录1前言 (1)1.1 设计题目的背景及目的 (1)1.2 概述 (1)1.3. 机械手发展简史 (2)1.5 机械手应用概况 (3)1.6 发展趋势 (4)2 工业机械手设计概述 (5)2.1机械手设计目的及意义 (5)2.2 本次机械手的设计内容 (5)3 设计要求及方案论证 (6)4总体设计及分析 (8)4.1 系统原理介绍 (8)4.2 系统结构论述 (9)4.2.1机械手结构设计的特点 (10)5机械手各部分设计及计算 (10)5.1驱动系统的选择 (10)5.2 机械手基座部分设计 (12)5.2.1机械手基座结构的设计原则 (12)5.2.2 基座部分的设计计算 (13)5.2.3计算传动装置的运动和动力参数 (16)5.2.4主要传动尺寸的确定 (16)5.3 机械手手臂部分设计及计算 (23)5.3.1机械手手臂结构设计的原则： (23)5.3.2机械手手腕部分设计及其计算 (32)6 直接示教轻动化设计 (36)7 总结 (37)参考文献 (38)谢辞 (39)1前言1.1 设计题目的背景及目的机器人是近30年来发展起来的一种高科技自动化生产设备。

机械手是机器人的一个重要分支。

它的特点是可通过变成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，尤其是体现了人的智能和适应性，机器作业的准确性和在各种环境完成作业的能力。

本设计完成了多自由度关节式机械手的运动方案设计和驱动方式选择，并对机座，手臂及末端执行器等机械装置进行了结构设计。

本次设计的内容是多自由度关节式机械手的结构设计，属于工业机械手机械部分设计，本次设计的机械手属于专业机械手，主要附属于某一主机，如自动机床或生产线上，用以解决机床的上下料及工件的传输等任务，动作比较单一，只能完成某些特定的任务。

1.2 概述机器人是一种人类很早就梦想制造的、具有仿生性且处处听命于人的自动化机器，它可以帮助人类完成很多危险、繁重、重复的体力劳动或者进入各种服务领域。

四个自由度气动机械手结构设计

四个自由度气动机械手结构设计四个自由度气动机械手是一种具有四个独立运动自由度的机械手，常用于工业生产线上的自动化操作。

它采用了气动驱动技术，能够在高速下快速、准确地完成各种复杂任务。

在这篇文章中，将介绍四个自由度气动机械手的结构设计。

四个自由度气动机械手一般由基座、转台、前臂、前臂臂杆以及末端执行器等主要部件组成。

其中，基座是机械手的支撑部分，承载机械手的整体结构；转台是机械手的第一旋转关节，使机械手能够在水平面上进行转动；前臂是机械手的第二旋转关节，使机械手能够在竖直方向上进行旋转；前臂臂杆是机械手的伸缩部分，通过伸缩前臂臂杆，可以使机械手的工作范围更加灵活；末端执行器是机械手的最后一个关节，通过末端执行器可以实现机械手的精确定位和抓取动作。

在四个自由度气动机械手的设计中，需要考虑以下几个方面：结构刚度、重量、精度和可靠性。

首先，结构刚度是机械手设计的重要指标之一、为了保证机械手在高速运动中不产生振动和形变，需要采用合适的结构材料和设计参数，提高机械手的整体刚度。

其次，重量是机械手设计的另一个重要指标。

较轻的机械手可以提高其加速度和速度，使其能够更快地完成任务。

因此，在设计中需要尽量减小机械手的自重，采用轻量化的材料。

第三，精度是机械手设计的关键要素之一、在一些需要高精度定位和抓取的任务中，机械手需要具备较高的精度。

在设计中，需要合理选择驱动器、传感器和控制系统，以确保机械手的精确定位和抓取动作。

最后，可靠性是机械手设计的关键要素之一、机械手在工作过程中需要承受较大的负载和惯性力，因此需要采用可靠的结构和驱动系统，以保证机械手在长时间工作中不发生故障。

总结而言，四个自由度气动机械手的结构设计涉及结构刚度、重量、精度和可靠性等多个方面。

在设计过程中，需要综合考虑这些因素，选择合适的驱动器、传感器和控制系统，以实现机械手的高速、准确和可靠的运动。

这样的机械手在工业生产线上能够提高生产效率，实现自动化操作。

机械手说明书

前言近年来，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。

机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。

例如：在机床加工，装配作业，劳动条件差，单调重复易于疲劳的工作环境以及在危险场合下工作等。

随着工业技术的发展，工业机器人与机械手的应用范围不断扩大，其技术性能也在不断提高。

在国内，应用于生产实际的工业机器人特别是示教再现性机器人不断增多，而且计算机控制的也有所应用。

在国外应用于生产实际的工业机器人多为示教再现型机器人，而且计算机控制的工业机器人占有相当比例。

带有“触觉”，“视觉”等感觉的“智能机器人”正处于研制开发阶段。

带有一定智能的工业机器人是工业机器人技术的发展方向。

第1章液压机械手总体方案设计机械手总体设计方案拟定机械手是能够模仿人手的部分动作，按照给定的程序，轨迹和要求，实现自动抓取、搬运或操作动作的自动化机械装置。

在工业中应用的机械手称为“工业机械手”。

能够配合主机完成辅助性的工作，随着工业技术的发展，机械手能够独立地按照程序，自动重复操作。

根据课题的要求，机械手需具备上料，翻转和转位等功能，并按照自动线的统一生产节拍和生产纲领完成以上动作。

设计可参考以下多种设计方案：采用直角坐标式，自动线呈直线布置，机械手在空中行走，按照顺序完成上料、翻转、转位等功能。

这种方案结构简单，自由度少，易于配线，但需要架空行走，油液站不能固定，使得设计复杂程度增加，运动质量增大。

图直角坐标式布局示意图机身采用立柱式，机械手侧面行走，按照顺序完成上料、翻转、转位的功能，自动线仍成直线布置。

这种方案可以集中设计液压站，易于实现电气，油路定点连接，但是占地面积大，手臂悬伸量较大。

五关节教程机械手——说明书

基于PLC的五轴教学机械手设计摘要本毕业设计要求学生掌握机械手或工业机械手的结构及工作原理，设计一关节型五轴教学用机械人的控制系统。

整个设计以控制为主，结构设计可参考同类机械人。

机械人共有五个关节动作和一个抓手动作，使用五个步进电机分别控制五个关节的动作，抓手的抓物动作由气阀控制。

控制箱部分由电源、可编程控制器、步进电机驱动模块及相应的按钮组成，具有手动和自动控制功能。

所设计机械人可进行简单机械手模拟控制的实验。

主要任务包括机械手总体设计、型式选择、机械手的I/O配置、设计机械手的流程图、设计机械手的梯形图、编制机械手的语句表、选择传感器等元件及设计系统图。

关键词：教学机械手，五自由度，步进电机，气阀控制，PLCPLC-based teaching of five-axismanipulator designAbstractDesign requirements of the graduate students to master the structureand working principle of manipulator or industrial robot , design acontrol system of the five-axis teaching type robot. The whole design isbase on control system.structural design can refer to the same robot. There are five robot joint action and a handle movement, the movement offive joints were controlled by five separate stepper motor , the grasping movements were controlled by the valve. Control box in part by the power supply, programmable controller, stepper motor drive module and the corresponding button of the function with manual and automatic control. Designed robot manipulator can be simple analog control experiment.The main tasks include robot design, type selection, the robot I /O configuration, the flow chart of robot design, the ladder diagram ofrobot design,the STL of robot design , select the design of sensor components and systems.Keywords: Teaching manipulator，Five degrees of freedom，Stepping Motor，Valve control, PLC目录绪论 (1)第一章机械手的总体设计 (3)1.1运动设计要求 (3)1.2驱动系统的选择 (3)1.3教学型五关节机械手机构简图 (3)第二章气动机械手的气缸设计 (5)2.1基座及连杆的结构 (5)2.1.1基座的结构 (5)2.1.2大臂的结构 (6)2.1.3小臂的结构 62.1.4手腕的结构72.2机械手手部的设计 (8)2.2.1根据课程选择手部类型 (8)2.2.2手部的设计 (8)2.3机械手的驱动与转动 (10)2.3.1手臂部分的传动方案 (11)2.3.2手指驱动缸的设计和选定 (14)第三章机械手的控制系统设计 (19)3.1步进电机控制系统的设计 (19)3.1.1PLC对步进电机的控制 (19)3.1.2脉冲分配器的选择 (20)3.1.3功率放大电路的设计 (22)3.2气动部分控制系统的设计 (23)3.2.1气动系统的介绍 (24)3.2.2气动系统的分类253.2.3气动控制方式253.2.4装置的技术要求273.2.5控制方式的选择273.2.6气动回路的设计273.2.7传感器的选择33 第四章机械手PLC程序设计 (37)4.1PLC概述 (37)4.2输入和输出点分配表 (37)4.3PLC软件程序 (39)4.3.1 PLC 梯形图 (39)4.3.2 PLC 语句表 (43)4.3.3机械手控制面板 (45)参考文献 (46)绪论一、机械手的研究现状热加工是高温、危险的笨重体力劳动，很久以来就要求实现自动化。