机械手手爪部位毕业设计方案说明指导书讲解样本
机械手设计说明书-毕业设计
Equation Chapter 1 Section 1(1.1)本科毕业设计说明书题目抓件液压机械手设计姓名Design of hydraulic manipulator forgrasping谢百松学号20051103006专业机械设计制造及其自动化指导教师肖新棉职称副教授中国·武汉二○○九年五月分类号密级华中农业大学本科毕业设计说明书抓件液压机械手设计Design of hydraulic manipulator for grasping学生姓名：谢百松学生学号：20051103006学生专业：机械设计制造及其自动化指导教师：肖新棉副教授华中农业大学工程技术学院二○○九年五月目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key words (1)前言 (2)1.总体方案设计 (2)2.手部设计 (3)2.1 确定手部结构 (4)2.2 手部受力分析 (4)2.3 手部夹紧力的计算 (5)2.4 手抓夹持误差分析与计算 (6)2.5 手部夹紧缸的设计计算 (6)2.5.1 夹紧缸主要尺寸的计算 (6)2.5.2 缸体结构及验算 (7)2.5.3 缸筒两端部的计算 (8)2.5.4 缸筒加工工艺要求 (10)2.5.5 活塞与活塞杆的设计计算 (10)3.臂部设计 (12)3.1 臂部设计基本要求 (12)3.2 臂部结构的确定 (12)3.3 臂部设计计算 (12)3.3.1 水平伸缩缸的设计计算 (12)3.3.2 升降缸的设计计算 (14)3.3.3 手臂回转液压缸的设计计算 (15)4.液压系统设计 (16)4.1 系统参数的计算 (16)4.1.1 确定系统工作压力 (16)4.1.2 各个液压缸流量的计算 (16)4.2设计液压系统图 (17)4.3 选择液压元件 (19)4.3.1泵和电机的选择 (19)4.3.2 选择液压控制阀和辅助元件 (19)4.4根据动作要求编制电磁铁动作顺序表 (20)5.控制系统设计 (21)5.1 确定输入、输出点数，画出接口端子分配图 (21)5.2 画出梯形图 (21)5.3 按梯形图编写指令语句 (23)6. 总结 (24)参考文献 (25)致谢 (26)抓件液压机械手设计摘要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。
五自由度机械手毕业设计
五自由度机械手毕业设计简介毕业设计项目是基于五自由度机械手的设计与调试。
机械手作为一种重要的自动化设备，被广泛应用于各种工业场景中。
本项目旨在设计和实现一个五自由度机械手，以达到特定的工作任务，并对其进行调试和性能优化。
设计目标本项目的设计目标如下：1.组装一台五自由度机械手，包括底座、前臂、手臂和手爪等组成部分。
2.实现机械手的运动控制和精确定位，以可靠地完成给定的任务。
3.进行机械手的调试和性能优化，以提高其准确性和灵活性。
设计流程步骤一：机械手构建首先，需要根据机械手的设计要求，选择合适的机械结构和零件。
设计一个稳定的底座来支持机械手的运动。
然后，设计前臂和手臂以实现机械手的五自由度运动。
最后，设计一个手爪用于抓取目标物体。
步骤二：运动控制系统设计一个运动控制系统，用于实现机械手的精确定位和运动控制。
可以使用传感器来获取机械手当前的位置和姿态信息，并使用控制算法来计算和控制机械手的运动。
可以选择合适的传感器和控制器来实现这个功能。
步骤三：系统调试完成机械手的组装和运动控制系统的搭建之后，需要进行系统的调试和测试。
在调试过程中，可以逐步验证机械手的各个自由度的运动是否准确，并优化运动控制系统的参数以提高机械手的运动准确性和稳定性。
步骤四：任务实现完成机械手的调试之后，可以设计和实现一系列的任务来验证机械手的性能和应用能力。
可以设计一些基础任务，如抓取、放置和搬运物体等。
还可以设计更复杂的任务，如拧螺丝、组装零件等，以验证机械手在复杂环境中的运动控制和应用能力。
预期成果通过完成本毕业设计项目，预期实现以下成果：1.完整的五自由度机械手，包括底座、前臂、手臂和手爪等组成部分。
2.可靠的运动控制系统，能够实现机械手的精确定位和运动控制。
3.调试和优化完毕的机械手，具有较高的运动准确性和稳定性。
4.完成的任务实现，验证机械手的性能和应用能力。
时间计划本项目的时间计划如下：•第一周：项目立项和需求分析•第二周：机械结构设计和零件采购•第三周：机械手组装和基本运动控制实现•第四周：运动控制系统调试和优化•第五周：任务实现和性能测试•第六周：项目总结和报告编写结论通过本毕业设计项目，将能够全面了解五自由度机械手的设计和调试过程，掌握机械手的运动控制原理和实现方法，并对机械手的性能和应用能力进行验证和提升。
冲床上下料机械手毕业设计说明书
绪论1. 机械手概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
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。
在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。
生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；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。
因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用[1]。
机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。
随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。
由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用[2]。
机械手的组成机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。
机械手毕业设计任务书1(2008级)
毕业设计任务书题目：基于触摸屏的机械手PLC设计专业：电气自动化指导教师：郭艳萍学生：漯河职业技术学院机电工程系2011年2月23日一、控制要求下图为机械手动作示意图。
转盘Y0为步进式传送物料，每当机械手从转盘Y0输送通道上取走一个物料时，该转盘向前步进一个步距，将使机械手在下一个循环取走物料。
机械手搬物动作示意图1中转盘Y0由电动机M控制，机械手的左右回转由Y10、Y11电磁阀控制，机械手的上下运动由电磁阀Y12、Y13控制，机械手的夹紧与放松由电磁阀Y2、Y3控制，机械手的伸出与缩回由电磁阀Y6、Y7控制。
位置信号分别为：机械手左右到位开关为磁性传感器X13、X7，机械手手臂上升、下降到位开关为磁性传感器X5、X3，机械手伸出、缩回到位开关为磁性传感器X2、X6。
控制要求：（1）机械手按下述顺序周而复始地搬物：在初始状态（机械手在上限、左限、手臂缩回）下，按下启动按钮→转盘Y0开始输送物料→当光电开关X1检测到物料时→机械手伸出→伸出到位（X2）→机械手下降→下降到位（X3）→机械手夹紧物料→10s后→机械手上升→上升到位（X5）→机械手缩回→缩回到位（X6）→机械手右转→右转到位（X7）→机械手伸出→伸出到位（X2）→机械手下降→下降到位（X3）→机械手松开物料→8s后→机械手缩回→缩回到位（X6）→机械手上升→上升到位（X5）→机械手左转→左转到位（X13）→开始下一个循环。
（2）正常工作时绿灯闪亮。
（3）按下启动按钮若在30s内光电开关检测不到物体，报警蜂鸣器响起及红灯闪亮。
（4）机械手具有急停（机械手立即停止工作）和停止功能（要回到原始位置）。
（5）要设计有单周期和循环启动功能。
所谓“循环”，即一次循环工步完成后，随即或延时0.5s后自动进入下一次循环；所谓“单周期”，即一次循环工步完成后，机械手就停在初始位，若想机械手再一次开始工作，必须再次按启动按钮方可。
（6）“单步”就是每一次必须按起动按钮，机械手才能进行下一步的动作。
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。
机械手毕业设计说明书
摘要在当今大规模的制造业中，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，工业机械手作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业认同并采用。
工业机械手的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家的工业自动化水平。
目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重要性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取试教在线的方式。
本文将设计一台四自由度的工业机械手，用于给冲压设配运送物料。
首先，本文将设计工业机器人的底座、手、手腕、臂部等结构。
然后选择合适的传动方式，驱动方式，搭建工业机器人的结构平台。
在此基础上，本文将设计该机械手的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择，反馈方式和反馈元件的选择，端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机械手运行的安全性。
最终实现目标包括：关节的伺服控制和制动问题实时的检测机械手的各关节的运动情况，机械手的示教编程和在线修改程序，设置参考点和回参考点。
关键词：机械手；示教编程；伺服；制动ABSTRACTIn today's large-scale manufacturing, the enterprise to improve production efficiency and ensure product quality, universal attention production process automation degree, manipulator as an important member of automatic production line, gradually by enterprise and the use of identity. Industrial robot technology level and application degree to a certain extent reflect a nation of industrial automation level. Currently, the manipulator main bear the welding, painting, handling and storage, and the intensity of labor great importance of the work, work way to try to teach the general way online.This paper will design a four degrees of freedom industrial robot, are used to transport materials with stamping set. First of all, this article will design the base of the industrial robot hand, wrist, arm, the structure, etc. And then choose the appropriate transmission mode, driving way, build the structure of manipulator platform. On this basis, this paper will design the system control system, including data collection card and the choice of servo amplifiers, feedback and feedback of components of the way choice, terminal board circuit design and control of the software design, focusing on the reliability of the control software and operation safety of manipulator. Finally realize the goals include: the joint servo control and braking problems in real time detection of each joint movement of the manipulator, the manipulator. Teaching program and on-line modification program, set the reference points and back to the point of reference.Keywords: Manipulator; Demonstration program; Servo; brake.目录摘要 ......................................................................... 错误!未定义书签。
机械手总体方案毕业设计
机械手总体方案毕业设计引言：机械手是一种能够模拟人手动作的自动化装置，广泛应用于工业生产、医疗领域、科研实验等。
本总体方案旨在设计一台能够实现多自由度运动、具备灵活性和精确性的机械手。
一、设计目标：1.实现多自由度运动：机械手设计应具备足够的关节自由度，能够在不同方向和角度进行运动，适应不同工作场景的需求。
2.提高操作灵活性：机械手应具备灵活的手指和手腕，能够适应各种尺寸和形状的物体抓取，而不会因为形变而导致抓取失败。
3.实现精确控制：机械手的运动应具备高精度，并能够实现准确定位和精确操控。
4.提高安全性：机械手设计应考虑安全性，具备防护装置和自动停机等功能，确保操作人员的安全。
二、机械结构设计：1.关节设计：机械手应由多个关节组成，每个关节由电动机驱动，实现灵活的运动。
关节设计应具备足够的承载能力和稳定性，以确保机械手长时间运行的可靠性。
2.手指设计：机械手手指应具备可调节的灵活性，能够适应不同尺寸和形状的物体抓取。
手指可以采用弹性材料或具有可伸缩性的结构，以增加抓取的稳定性。
3.手腕设计：机械手腕部分应具备多自由度运动，既能够实现水平方向的旋转，又能够实现垂直方向的上下移动，以适应不同工作场景的需求。
4.传动系统设计：机械手的传动系统应选择合适的传动方式，如齿轮传动、链条传动等，以确保精确的位置控制和运动控制。
三、控制系统设计：1.电路设计：机械手的控制系统应包括电源、电机驱动器和数据传输装置。
电路设计应考虑供电稳定性、电磁干扰等因素，以确保机械手的正常运行。
2.传感器设计：机械手应搭载合适的传感器，用于感知物体的位置、形状和力度等参数，以实现对物体的准确抓取和操控。
3.控制算法设计：机械手的控制算法应具备实时性和精确性，能够根据传感器信息实现对机械手的准确控制。
常见的控制算法包括PID控制、模糊控制等。
4.用户界面设计：机械手的控制系统应提供友好的用户界面，使操作人员能够方便地操作机械手，并获取相关信息。
机械手毕业设计说明书
机械手毕业设计说明书一、设计目的本毕业设计旨在设计一种机械手，能够根据预先设定的程序自动执行各种操作。
通过该设计，可以提高工作效率，减少人力成本，同时具备高精度和高可靠性。
二、设计背景近年来，随着工业自动化的不断发展，机械手在工业生产中的应用越来越广泛。
机械手凭借其高速、高精度、高可靠性等优势，成为工厂生产线上的重要设备之一。
因此，设计一种功能强大的机械手对于工业生产的提升具有重要意义。
三、设计内容1.机械结构设计本设计采用七自由度机械手结构，包括基座、旋转关节、摇摆关节、剪切关节以及爪子等部分。
结构设计中要考虑刚性、稳定性以及重量平衡等因素，确保机械手能够准确地执行各种操作。
2.传感器系统设计为了使机械手具备自主感知能力，本设计将配备多种传感器，如力传感器、视觉传感器等。
通过传感器系统的设计，机械手可以根据实时的反馈信息进行运动控制，提高操作的准确性和安全性。
3.运动控制系统设计运动控制系统是机械手的核心部分，本设计将采用PLC （可编程逻辑控制器）作为控制器，结合伺服驱动器实现机械手的精确定位和协调运动。
通过编写程序，机械手可以根据预先设定的路径和信号执行各种操作。
四、设计过程1.需求分析针对机械手的应用场景和功能需求，进行需求分析。
确定机械手所需执行的任务类型、速度要求、负载能力等。
2.机械结构设计根据需求分析，设计机械手的结构，包括基座、旋转关节、摇摆关节、剪切关节和爪子等。
进行力学分析和模拟，确保结构设计的合理性和可靠性。
3.传感器系统设计根据需求分析，确定机械手所需的传感器类型和数量。
选择合适的传感器并安装在机械手上，设计传感器的接口电路和数据处理算法。
4.运动控制系统设计选择合适的PLC和伺服驱动器，进行硬件选型和连接。
编写控制程序，实现机械手的位置控制、速度控制和力控制等功能。
5.整体集成与测试将机械结构、传感器系统和运动控制系统进行整体集成。
进行系统测试，检验机械手的功能和性能是否满足设计要求。
多功能机械手毕业设计说明书
多功能机械手的设计摘要: 本次设计的多功能机械手用于加工自动线上，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，并按该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，其坐标形式为球坐标式，具有立柱旋转、手臂伸缩、手臂俯仰、腕部转动和腕部摆动5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，电机功率为，共有整机回转油缸、手臂俯仰油缸、手臂伸缩油缸、手腕摆动油缸、手腕回转油缸、手爪夹紧油缸6个液压缸；定位采用机械挡块定位，定位精度为～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Abstract: The current design of multifunctional mechanical hand used for R175-type diesel organisms automatic processing line, 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 ball coordinates of the form, with huge rotary, extendable arm, arm pitch, hitting and hitting back five moves freedom; Driven approach to hydraulic-driven, and the choice of double leaves pumps, the systempressure to , 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 ~1mm, using control systems to achieve their point spaces control.Key words: Mechanical hand, the ball coordinates, hydraulic, mechanical turned pieces, control point spaces前言本次毕业设计是在学完大学四年的基础知识和专业知识，进行了一系列的生产实习和以前各次课程设计的基础上进行的一次综合性的大总结。
机械手设计说明书【范本模板】
机械综合课程设计说明书设计题目：机器人液压手爪设计专业：机械设计制造及其自动化班级：姓名：学号：成绩：2017年12月23日目录课程设计指导书 (1)目录 (2)摘要 (3)第一章概述 (4)1.1工业机器人和机械手概述 (4)1.2 机器人的历史、现状 (5)1。
3 机器人发展趋势 (6)第二章机械手结构设计 (6)2.1 设计时应考虑的几个问题 (6)2。
2 机械手指形状设计 (7)2。
3 机械手爪整体结构设计 (7)第三章手爪受力计算及分析 (8)3.1 手爪受力分析 (8)3.2 动作原理说明 (8)3.3 夹紧力与N与驱动力A的关系（传力比） (8)3.4 运动的动作范围 (9)第四章手爪的夹持误差分析 (10)4.1 误差产生原因 (10)4。
2 误差计算 (11)第五章其他零件的设计 (13)5。
1 楔块 (13)5.2 材料及连接件选择 (15)5。
3 液压设备的选择 (15)5.4 手爪零件的设计和尺寸 (16)5.5 零件的连接固定 (17)设计心得与体会 (19)参考文献 (20)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，工业机器人作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、喷涂、搬运、取件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。
本次课程设计旨在设计一个简易的机械手结构,使其能够在气缸作为动力的情况下实现对目标的夹持，运送以及放下等工作，并绘制出机械手各部件的详细零件图和装配图，在此基础上能进行三维仿真。
在金工实习期间将该机械手进行制造加工，使实物能够顺利运作，关键词：机械手；气缸;结构设计第一章概述1.1工业机器人和机械手概述在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
毕业设计采摘机械手
设计一个采摘机械手作为毕业设计是一个有趣和有挑战的项目。
以下是一个简要的设计方案：
1. 目标与需求分析：
-目标：设计一个能够自动采摘果实的机械手，提高采摘效率和减轻劳动强度。
-需求：机械手应具备准确的定位能力、稳定的抓取力度，并适应不同类型的果实。
2. 机械结构设计：
-手臂结构：选择合适的关节设计，使机械手具备较大的工作范围和灵活性。
-抓取器设计：根据果实的形状和大小，设计合适的抓取器，如夹爪、吸盘或夹子等，以确保稳定和安全地抓取果实。
3. 控制系统设计：
-定位系统：使用视觉传感器或激光测距仪等装置，实时识别果实的位置和姿态，并将数据传输给控制系统。
-运动控制：根据定位系统提供的数据，通过电动驱动或气动驱动等方式，控制机械手的运动，实现精确定位和抓取。
4. 自动化控制设计：
-控制算法：设计合适的算法，用于判断果实的成熟度、确定最佳采摘时机，并控制机械手的动作。
-用户界面：设计一个友好的用户界面，方便操作员监控和调整机械手的工作参数。
5. 安全性与可靠性设计：
-安全保护：考虑在机械手上安装传感器，如碰撞传感器或力传感器，以避免对果实和操作人员造成损害。
-可靠性测试：进行系统测试和验证，确保机械手在连续工作中的稳定性和可靠性。
6. 性能评估与改进：
-进行实地测试和评估机械手的采摘效率、准确性和稳定性。
-根据实际使用情况，收集反馈意见并进行改进，优化机械手的设计和性能。
以上是一个初步的设计方案，具体实施过程中需要根据自身的条件和资源对细节进行调整和完善。
另外，为确保设计的可行性和安全性，建议与导师和相关专业人士进行深入讨论和指导。
机械手设计说明书 - 制造自动化
1.总体方案设计根据课题设计任务书的要求，确定总体方案：1.抓重：10kg2.坐标形式：圆柱坐标3.自由度：3定为方式：机械挡块（行程开关）。
驱动方式：液压驱动。
控制方式：PLC（可编程序控制）定位精度：±2mm。
机械手的工作原理图如图1-1所示手部1采用夹钳式，具体为单支点回转型夹紧机构。
动力采用单作用液压缸2驱动夹紧，反向则由弹簧复位而松开手指。
手臂的伸缩采用双作用液压缸３驱动，伸缩过程采用双导管导向，在导向的同时，亦起到了一定的支撑作用，大大减少活塞杆的受力。
夹紧缸的压力油经其中一导管进入缸内，此结构能使油管布置更加紧凑。
手臂的回转采用摆动液压缸４驱动，此摆动缸设计成输出轴固定不动，而使缸体转动从而带动整个手臂回转运动。
双作用液压缸5驱动手臂做升降运动图1-1 机械手工作原理图2.手部设计手部（亦称抓取机构）是用来直接握持工件的部件，由于被握持工件的形状、尺寸大小、重量、材料性能、表面处理等的不同，则机械手的手部机构是多种多样的，大部分的手部结构是根据特定的工件要求而设计的（林建龙，王小北，2003）。
常用的手部，按其握持工件的原理，大致可分成夹持式和吸附式两大类。
本设计采用常用的夹钳式手部结构，它是最常见的夹持式结构。
夹钳式手部是由手指、传动机构和驱动装置三部分组成的，它对抓取各种形状的工件具有较大的适应性，可以抓取轴、盘和套类零件（殷际英，何广平，2003）。
一般情况下多采用两个手指，少数采用三指或多指。
本设计中的工件是棒料，所以选择较简单的两指结构。
夹钳式手部设计的基本要求：1、应具有适当的夹紧力和驱动力手指握力（夹紧力）大小要合适，力量过大则动力消耗多，结构庞大，不经济，甚至会损坏工件；力量过小则夹持不住或产生松动、脱落。
在确定握力时，除考虑工件总量外，还应考虑传送或操作过程中所产生的惯性力和振动，亦保证工件夹持安全可靠（杨永清等，2008）。
对于手部的驱动装置来说，应有足够的驱动力。
机械手设计说明书
机械专业课程设计指导老师：设计者：学号：专业班级：设计题目：搬运机械手完成时间：2011年07 月02日目录一、设计任务 (1)1.1 设计任务介绍 (1)1.1.1 课程设计的目的. (1)1.1.2 课程设计的容. (1)1.1.3 课程设计的要求. (1)1.1.4 课程设计的具体任务. (2)1.1.5 研究机械手的意义. (2)1.2 设计任务明细 (3)1.2.1 总体方案的设计. (3)1.2.2 机械系统的设计 (3)二、总体方案设计 (3)2.1 驱动系统 (3)2.2 执行 (4)2.3 控制系统 (4)3.1 机械传动装置的组成及原理 (5)机械手的机械传动装置示意图如下. (5)3.2 滚珠丝杠简介与特点 (5)3.3 滚珠丝杠的设计及选型 (6)3.3.1 螺旋类型及种类. (6)3.3.2 初始条件 (6)3.3.3. 滚珠丝杠副的组成及主要尺寸. (7)3.3.4 计算过程 (7)3.3.5 滚珠丝杠最小轴经校核. (9)3.4 电机选型及联轴器选型 (9)3.4.1 电机选型 (9)3.4.2 联轴器的选择. (9)3.5 键的选择与校核 (10)3.5 轴承的选型与校核 (10)3.5.1 轴承的选型. (10)3.5.2 轴承的校核. (10)3.6 主要联接部位螺栓的校核 (12)3.7 轴承座、机架、导向柱、底座等基本构件的结构设计 (13)四、电气控制系统设计 (13)4.1 控制系统的基本组成 (13)4.2 电气元件的选型 (14)4.2.1 可编程序控制器的选择 (14)4.2.2 步进电机驱动器的选择 (14)4.2.3 步进电机选择与控制 (15)4.3 电气控制电路的设计 (16)4.4 控制程序的设计 (17)4.4.1 机械手搬运流程图 (17)4.4.2 输入/ 输出地址分配 (17)4.4.3 机械手位移控制程序 (18)4.4.4 搬运机械手搬运程序设计. (21)五、课程设计总结 (28)六、参考文献 (29)一、设计任务1.1设计任务介绍1.1.1课程设计的目的通过课程设计培养学生综合运用所学知识和能力、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计时建立的专业基础课程和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于：1、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统产品的初步设计工作，并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。
毕业设计（论文）-关节型机械手设计-圆柱坐标式（全套图纸）
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Abstract
In this paper, the design of the joint-type robot using cylindrical coordinates of type, can be completed on the expected, inversion and other functions. Mainly by the manipulator hand, wrist, arm and body parts, etc., with rotating wrists, arms stretching, arm movements and arm rotation four degrees of freedom, able to meet the general requirements of the industry.
2.1.3 控制系统
有点动控制和连续控制两种方式。大多数用插销板进行点位程序控制，也有 采用可编程序控制器控制、微型计算机数字控制，采用凸轮、磁带磁盘、穿孔卡 等记录程序。主要控制的是坐标位置，并注意其加速度特征。
2.2 关节型机械手的主要技术参数
1.抓重： 300N
7
2.自由度： 4个
3.坐标形式：圆柱坐标
1 绪论
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。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。
1.1 研究目的及意义
工业机械手具有许多人类无法比拟的优点，满足了社会化大生产的需要，其 主要优点如下：
毕业设计任务书模板(自动换刀机械手)
毕业设计任务书模板(自动换刀机械手)成都工业学院毕业设计任务书专业机电一体化技术班级学号学生姓名指导教师设计评分年月日设计（论文）题目：自动换刀机械手专题：任务开始日期：年月日任务完成日期：年月日设计人：同组人：等人指导老师（签名）：教研室主任（签名）：系主任（签名）：重要组成部分之一，它的性能好坏直接关系到整个加工中心的加工精度、加工质量及生产效率。
1、通过设计，学会运用所学的基础课和专业课的理论知识，达到巩固、加深和扩展所学知识的目的。
2、分析比较各种机械手实际用途，完成方案论证，学习结构设计、设计过程中计算方法和编写技术文件，达到学会设计方案论证选择、结构计算分析和结构设计的目的。
3、学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。
4、通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械结构的设计打下基础。
（二）推荐主要参考资料【1】机械设计手册，化学工业出版社【2】机械手及其应用，机械工业出版社【3】左建民，液压与气压传动，机械工业出版社【4】徐景康，机械设计，机械工业出版社，2001.【5】王伯平，互换性与测量技术基础，机械工业出版社，2001.【6】杨好学，互换性与技术测量，西安电子科技大学出版社，2006.2【7】廉元国，张永红，加工中心设计与应用，机械工业出版社1)完成资料查阅，并记录下查阅资料来源，参考书目查阅≥6本，其中近五年的文献类资料3篇以上；2)完成毕业设计论文，字数不少于1万字（字数为不含插图折合字数），要求设计方案完备合理，设计计算过程、部分器件选型过程正确合理。
论文用词恰当，撰写格式符合本专业毕业设计模板；3)完成机械手总装配图1份（手画，机画都可以）；4)完成机械手液压传动原理图设计（手画，机画都可以）；5)完成机械手部分零件设计（如主轴，齿轮，弹簧等典型零件设计）；6)以上图纸工作量：总装图及配套零部件图绘图量不少于折合成图幅为A0号的图纸2张，其中手画要求：折合图纸≥A1。
机械手手掌部分设计方案
机械手手掌部分设计方案
设计目标：设计一个抓取机构，能完成对网球的抓取，放下两个目的。
设计原理：刺机械手掌部分设计总体方案如图
其外形为仿人手设计有一个直流伺服电机驱动三根手指做抓取动作，其内部结构如图
由电机带动齿轮一转动，通过齿轮传动，带动杆一杆二转动。
通过电机的正反转，进而驱动手指部分做抓取，松开运动。
设计说明;这种设计具有很高的仿生性，比较贴合人的手掌功能。
并且设计原理简单，成
本较低，又能较好的完成设计目标。
但是该方案也存在一些不足，即其对零件尺寸加工精度要求较高。
并且对材料的强度耐磨性都有一定要求。
但方案整体还是具备很强优势的。
毕业设计(论文)任务书机械手【范本模板】
辽宁工业大学
毕业设计（论文)任务书题目基于PLC的机械手群控系统设计
电气工程学院（系）自动化专业101 班
学生姓名张琦
学号100302022
指导教师(签字)
设计(论文)工作自2014年2月24日至2014年6月20日
发任务书日期:2014年2 月24日
任务书填写要求
1．毕业设计(论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经教研室负责人审查、院（系）领导签字后生效。
此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生；
2．任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网址上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写,禁止打印在其它纸上后剪贴；
3．任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致,若有变更，应当经过所在专业及院（系）分管领导审批后方可重新填写；
4．任务书内有关“院（系）”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。
学生的“学号”要写全号，不能只写最后2位或1位数字;
5．任务书内“主要参考文献”的填写,应按照国标GB 7714-87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性；
6．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408-94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。
如“2004年4月2日”或“2004-04—02"。
机械手手爪部位毕业设计方案说明指导书讲解样本
机械手手爪部位毕业设计方案说明指导书讲解目录摘要 (1)引言 (1) (2) (2) (2) (4) (5) (6) (6) (6) (1)1 (1)1 (1)3 (1)4 (1)8 (1)8 (1)8结束语 (2)6致谢 (2)6参考文献 (2)6附录 (2)7摘要机械手设计包括机械结构设计，检测传感系统设计和控制系统设计等，是机械、电子、检测、控制和计算机技术的综合应用。
本课题通过对设计要求的分析，设计出机械手的总体方案，重点阐述了手部结构的设计以及控制系统硬软件的设计，完成了整个系统工作的动画设计。
实现了机械手的基本搬运功能，达到了预期要求，具有一定的应用前景。
关键词：机械手PLC 动画引言随着世界经济和技术的发展，人类活动的不断扩大，机器人应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展，也从制造领域转向非制造领域，各种各样的机器人产品随之出现。
像海洋开发、宇宙探测、采掘、建筑、医疗、农林业、服务、娱乐等行业都提出了自动化各机器人化的要求。
随着机器人的产生和大量应用，很多领域，许多单一、重复的机械工作由机器人（也称机械手）来完成。
工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的，多功能的、多自由度的、多用途的操作机, 广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。
和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
机械手是一种模仿人手动作，并按设定的程序来抓取、搬运工件或夹持工具，机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于自动生产线、自动机的上下料、数控设备的自动换刀装置中。
机械手一般由执行系统、驱动系统、控制系统和人工智能组成，主要完成移动、转动、抓取等动作。
控制系统是机械手的指挥系统，它通过控制驱动系统，让执行器按照规定的要求进行工作，并检测其正确与否。
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机械手手爪部位毕业设计方案说明指导书讲解目录摘要 (1)引言 (1) (2) (2) (2) (4) (5) (6) (6) (6) (1)1 (1)1 (1)3 (1)4 (1)8 (1)8 (1)8结束语 (2)6致谢 (2)6参考文献 (2)6附录 (2)7摘要机械手设计包括机械结构设计，检测传感系统设计和控制系统设计等，是机械、电子、检测、控制和计算机技术的综合应用。
本课题通过对设计要求的分析，设计出机械手的总体方案，重点阐述了手部结构的设计以及控制系统硬软件的设计，完成了整个系统工作的动画设计。
实现了机械手的基本搬运功能，达到了预期要求，具有一定的应用前景。
关键词：机械手PLC 动画引言随着世界经济和技术的发展，人类活动的不断扩大，机器人应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展，也从制造领域转向非制造领域，各种各样的机器人产品随之出现。
像海洋开发、宇宙探测、采掘、建筑、医疗、农林业、服务、娱乐等行业都提出了自动化各机器人化的要求。
随着机器人的产生和大量应用，很多领域，许多单一、重复的机械工作由机器人（也称机械手）来完成。
工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的，多功能的、多自由度的、多用途的操作机, 广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。
和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
机械手是一种模仿人手动作，并按设定的程序来抓取、搬运工件或夹持工具，机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于自动生产线、自动机的上下料、数控设备的自动换刀装置中。
机械手一般由执行系统、驱动系统、控制系统和人工智能组成，主要完成移动、转动、抓取等动作。
控制系统是机械手的指挥系统，它通过控制驱动系统，让执行器按照规定的要求进行工作，并检测其正确与否。
可编程控制器（PLC）是一种数定运算操作的电子系统，它将逻辑运算、顺序控制、时序、计数、算术运算等控制程序，用指令形式存放在存储器中，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种机械或生产过程。
与继电器控制线路相比，PLC具有可靠性高、抗干扰能力强；编程简单、使用方便；设计、安装容易，维护工作量少；功能完善、通用性强；体积小、能耗低等特点。
因此，机械手控制系统越平越多的由可编程控制器来实现。
：，放到另一个工作点上。
，进行夹紧力的计算分析。
初值给定如下：工件质量m=摩擦系数μ=重力加速度g=垂直加速度a==水平加速度a==回转半径r=角速度ω＝角加速度β＝安全系数S=夹角φ＝45°。
：根据主要的运动参数选择运动形式是结构设计的基础。
常见机器人的运动形式有四种，下面分别论述其特点，然后确定运动形式。
直角坐标型机器人的结构简图如图1-1所示，它在x,y,z轴上的运动是独立的，3个关节都是移动关节，关节轴线相互垂直，它主要用于生产设备的上下料，也可用于高精度的装卸和检测和作业。
这种形式的主要特点是：(1)在三个直线方向上移动，运动容易想象。
(2)计算比较方便。
(3)由于可以两端支撑，对于给定的结构长度，其刚性最大。
(4)要求保留较大的移动空间，占用空间较大。
(5)要求有较大的平面安装区域。
(6)滑动部件表面的密封较困难，容易被污染。
圆柱坐标型机器人的结构简图如图1-2所示，R、θ和x为坐标系的三个坐标，其中R是手臂的径向长度，θ是手臂的角位置，x是垂直方向上手臂的位置。
这种形式的主要特点是：(1)容易想象和计算。
(2)能够伸入形腔式机器内部。
(3)空间定位比较直观。
(4)直线驱动部分难以密封、防尘及防御腐蚀物质。
(5)手臂端部可以达到的空间受限制，不能到达靠近立柱或地面的空间。
极坐标型机器人又称为球坐标机器人，其结构图如图1-3所示，R，θ和β为坐标系的坐标。
其中θ是绕手臂支撑底座垂直轴的转动角，β是手臂在铅垂面内的的摆动角。
这种机器人运动所形成的轨迹表面是半球面。
其特点是：(1)在中心支架附近的工作范围较大。
(2)两个转动驱动装置容易密封。
(3)覆盖工作空间较大。
(4)坐标系较复杂，较难想象和控制。
(5)直线驱动装置仍存在密封问题。
(6)存在工作死区。
多关节机器人结构简图如图1-4所示，它是以其各相邻运动部件之间的相对角位移作为坐标系的。
θ、α和φ为坐标系的坐标，其中θ是绕底座铅垂轴的转角，φ是过底座的水平线与第一臂之间的夹角，α是第二臂相对于第一臂的转角。
这种机器人手臂可以达到球形体积内绝大部分位置，所能达到区域的形状取决于两个臂的长度比例。
其特点是：(1)动作较灵活，工作空间大。
(2关节驱动处容易密封防尘。
(3)工作条件要求低，可在水下等环境中工作。
(4) 适合于电动机驱动。
(5)运动难以想象和控制，计算量较大。
(6)不适于液压驱动。
θ图1-1 直角坐标型图1-2 圆柱坐标型βθαφθ图1-3 极坐标型图1-4 多关节型选择方案的准则：：机械手能够旋转一定角度。
，便于计算分析。
分析比较以上四种运动形式，确定选用圆柱坐标型机器人。
：机器人关节的驱动方式有液压式、气动式、和电动式。
下面将三种驱动方式进行分析比较。
机器人的驱动系统采用液压驱动，有以下几个优点：(1)液压容易达到较高的压力（～），体积较小，可以获得较大的推力或转矩；(2)液压系统介质的可压缩性小，工作平稳可靠，并可得到较高的位置精度；(3)液压传动中，力、速度和方向比较容易实现自动控制；(4)液压系统采用油液作介质，具有防锈性和自润滑性能，可以提高机械效率，使用寿命长。
液压传动系统的不足之处是：(1)油液的粘度随温度变化而变化，影响工作性能，高温容易引起燃爆炸等危险；(2)液体的泄漏难于克服，要求液压元件有较高的精度和质量，故造价较高；(3)需要相应的供油系统，尤其是电液伺服系统要求严格的滤油装置，否则会引起故障。
液压驱动方式的输出力和功率更大，能构成伺服机构，常用于大型机器人关节的驱动。
与液压驱动相比，气压驱动的特点是：(1)压缩空气粘度小，容易达到高速；(2)利用工厂集中的空气压缩站供气，不必添加动力设备；(3)空气介质对环境无污染，使用安全，可直接应用于高温作业；(4)气动元件工作压力低，故制造要求也比液压元件低。
它的不足之处是：(1)～，若要获得较大的力，其结构就要相对增大；(2)空气压缩性大，工作平稳性差，速度控制困难，要达到准确的位置控制很困难；(3)压缩空气的除水问题是一个很重要的问题，处理不当会使钢类零件生锈，导致机器人失灵。
此外，排气还会造成噪声污染。
气动式驱动多用于点位控制、抓取、开关控制和顺序控制的机器人。
电动机驱动可分为普通交、直流电动机驱动，交、直流伺服电动机驱动和步进电动机驱动。
普通交、直流电动机驱动需加减速装置，输出力矩大，但控制性能差，惯性大，适用于中型或重型机器人。
伺服电动机和步进输出力矩相对小，控制性能好，可实现速度和位置的精确控制，适用于中小型机器人。
交、直伺服电动机一般用于闭环控制系统，而步进电动机则主要用于开环控制系统，一般用于速度和位置精度要求不高的场合。
本课题设计的机械手的特点：，采用顺序控制方式。
，精度要求不高。
根据以上特点，确定选用气压驱动。
根据圆柱坐标型运动方式和气压驱动方式的选定，对机械手进行总体结构的设计，机械结构由摆动气缸、双联气缸、单联气缸和气爪组成，结构图如图1-5所示。
图1-5 机械手总体结构图机械手的手部是最重要的执行机构，是用来握持工件的部件。
常用的手部按其握持原理可以分为夹持类和吸附类两大类，本课题采用夹持类手部。
夹持类手部又可分夹钳式、托勾式和弹簧式。
本课题选用夹钳式，它是工业机器人最常见的一种手部。
手部传动机构可分回转型、平动型和平移型。
回转型的特点是当手爪夹紧和松开物体时，手指作回转运动。
当被抓物体的直径大小变化时，需要调整手爪的位置才能保持物体的中心位置不变。
平动型的特点是手指由平行四杆机构传动，当手爪夹紧和松开物体时，手指姿态不变，作平动。
和回转型手爪一样，夹持中心随被夹持物体直径的大小而变。
平移型的特点是当手爪夹紧和松开工件时，手指作平移运动，并保持夹持中心固定不变，不受工件直径变化的影响。
为便于夹持避免固定中心的麻烦，采用平移型，图2-1所示的是靠导槽保持手指作平移运动。
手部结构也采用气压驱动。
图2-1 手部装配图因工件运动速度引起视在重量增加情况下的夹紧力计算机器人手臂停止状态开始的直线运动和旋转运动的组合，，其视在重量就变化。
设机械手手部纵向中心线上所加的驱动力为P ，P ＝气缸有效截面积×使用的气压×（方向沿手指的运动方向）.设两个手指以摩擦力2μQ ，工件重量为G=.如图2-2所示，工件以加速度a 垂直上升，要使工件不掉下，下式必须成立.20Q mg ma μ--> 得2a g Q m μ+> 代入数据，得()0.319.80.1 4.2520.15Q N +⨯>⨯⨯图2-2 工件垂直上升时受力分析图机械手部绕垂直轴以半径r 作水平旋转，工件夹紧面与旋转圆弧切线方向平行，如图2-3所示。
切线方向：20Qt mr μβ-≥主法线方向：2()02n mr QF mr βμω+-≥ 2()02n mr QR mr βμω--≥副法线方向：2()02b mgQF mr μω+-≥2()02b mgQR mr μω--≥联立上式，求解得222()22r g r Q mβωμ++≥ 代入数据，得()2220.5 2.19.820.5 3.50.17.3720.15Q N⨯++⨯⨯>⨯⨯后指：22cos (sin )()()022R ma mg Q ma ϕμϕ+-+≥由于是机械手部机构，Q F =Q R ,所以结果Q 必须满足下式22(cos )2sin 2a g a Q mϕμϕμ++≥代入数据，得()220.39.8cos 459.820.150.39.8sin 450.1 3.5520.15Q N ⨯⨯++⨯⨯⨯⨯≥⨯=⨯图2-4 工件水平直进时受力分析图综上所述，得7.37Q N =最大值由于考虑到设计的机械手的安全问题，Q应再乘上一个安全系数S。
7.37 1.4510.69Q Q S N=⨯=⨯=安全值最大值夹紧力Q与压强的关系由实验测得，如图2-5所示。
由设计要求得知夹持长度L＝25mm,.夹持长度（夹紧力图2-5 夹紧力、夹持长度、压强关系图、工作流程和工作原理机械移动工件的基本结构图如图3-1所示。
图3-1 机械移动工件的基本结构图机械手移动工件单个工作流程示意图如图2-2所示。
机械手移动工件的单个工作流程由复位到初始位置、将机械手移动到工件处、夹紧工件、将工件移动到目标位置、放下工件和移动到初始位置6个过程组成。