(机械制造行业)工业机械手设计说明书

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机械手手臂设计

仲恺农业工程学院《机械系统》课程设计说明书设计题目：工业机械手设计—臂部伸缩指导老师：张日红关秋菊院系：机电工程学院班级：机械072班姓名：蔡钟文学号：200710824224前言 (3)一、设计要求及主要参数： (3)二、机械手臂伸缩机构设计 (4)1、结构初设计 (4)2、结构改进 (5)3、手臂伸缩驱动力计算 (5)4、手臂伸缩液压缸参数计算 (6)三、液压传动与控制系统设计 (9)四、机械手的控制 (11)1、电气控制系统： (11)2、机械手可编程顺序控制 (11)五.总结 (17)六．参考文献 (17)前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品。

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，机械工业所提供的性能，质量和成本，都对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的影响。

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。

工业机械手是工业机器人的一个重要分支。

它能模仿人手的某些动作功能，按照编程来完成各种预期的作业任务。

在某些方面它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，显著地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，采用机械手是最有效的。

不仅如此，机械手还能在高温、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，具有强大的生命力。

随着机械手在工业的各个领域地广泛应用，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展将起着重要的作用。

一、设计要求及主要参数：1、运动简图：2、抓重：50N,100N,150N,200N,250N,300N3、自由度：4个4、臂部运动参数：5、腕部参数：6、定位方式：电位器（或接近开关等）设定，点位控制；7、手指夹持范围：棒料直径ø50~ø70mm ，长度450～1200mm8、驱动方式：液压（中、低压系统）9、定位精度：+/-3mm10、控制方式：PLC控制此次设计我们以5人为一小组的形式对机械手执行机械进行设计，本人负责的是手臂伸缩机械的设计，下文将就这部分进行说明。

机械手设计计算说明书

毕业设计设计题目棒料抓装机械手的设计学生姓名学号专业班级指导教师院系名称目录中文摘要 (3)英文摘要 (4)第一章绪论 (5)1.1 工业机械手 (5)1.1.1 工业机械手概述 (5)1.1.2 选题背景 (6)1.1.3 设计目的 (6)1.2 机械手的组成和分类 (7)1.2.1机械手的组成 (7)1.2.2机械手的分类 (10)1.3 国内外发展状况 (12)1.4 课题的主要要求 (13)第二章手部结构 (14)2.1 手部结构设计 (14)2.1.1概述 (14)2.2手部计算 (16)2.2.1 驱动力的计算 (16)2.2.2夹紧缸驱动力计算 (18)2.3 两支点回转式钳爪的定位误差的分析 (18)第三章腕部结构 (19)3.1腕部的结构设计 (19)3.1.1概述 (19)3.1.2 腕部的结构形式 (19)3.2手腕驱动力矩的计算 (20)第四章臂部的结构 (21)4.1 臂部设计的基本要求 (22)4.2 手臂的典型机构以及结构的选择 (23)4.2.1 手臂的典型运动机构 (23)4.2.2 手臂运动机构的选择 (23)4.3 手臂直线运动的驱动力计算 (23)4.3.1 手臂摩擦力的分析与计算 (23)4.3.2 手臂惯性力的计算 (25)4.3.3 密封装置的摩擦阻力 (25)4.4 液压缸工作压力和结构的确定 (26)第五章机身的设计计算 (29)5.1 机身的整体设计 (29)5.2 机身回转机构的设计计算 (30)5.3 机身升降机构的计算 (33)5.3.1 手臂偏重力矩的计算 (33)5.3.2 升降不自锁条件分析计算 (34)5.3.3 手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算 (34)5.3.4 油缸结构尺寸的确定 (35)第六章液压系统 (37)6.1液压系统的设计 (37)6.1.1液压系统简介 (37)6.1.2液压系统的组成 (37)6.2机械手液压系统的控制回路 (37)6.2.1 压力控制回路 (37)6.2.2 速度控制回路 (38)6.2.3方向控制回路 (38)6.3 机械手的液压传动系统 (39)6.3.1上料机械手的动作顺序 (39)6.3.2自动上料机械手液压系统原理介绍 (39)6.4机械手液压系统的简单计算 (41)6.4.1 双作用单杆活塞油缸 (42)6.4.2油泵的选择 (45)6.4.3 确定油泵电动机功率N (45)第七章PLC控制回路的设计 (46)7.1电磁铁动作顺序 (47)7.2 根据机械手的动作顺序表 (48)7.3 PLC与现场器件的实际连接图 (49)7.4 梯形图 (50)7.5指令程序 (52)结论 (56)致谢 (57)参考文献： (58)棒料抓装机械手的设计摘要：当今社会信息化、科技化时代到来，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，可以通过编程控制及检测反馈技术的成熟实现无人化操作，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。

机械手课程设计

《机电系统》课程设计说明书课程设计任务书姓名班级学号设计题目简易型机械手的设计设计任务：（1）方案论证；在其基础上进行机械手的总体设计，并绘制总体布局图。

（2）驱动系统设计：根据机械手的特点，选用舍党的驱动方式，根据总体设计要求进行电机选型。

进行电机选型相关计算。

进行驱动系统零部件的选型和设计。

绘制驱动系统布局图。

（3）控制系统设计：确定机械手的控制方式并进行控制系统的控制与编程。

绘制控制系统布局图。

（4）传感与测试系统设计：进行控制与驱动系统的传感与测试系统的设计。

（5）机械本体设计：进行机械本体零部件设计，绘制总体和零件图。

设计工作量:（1）设计说明书一份（2）CAD图纸5张（3）文档整理排版指导教师设计时间2011年1月3日～2011年1月21日目录第1章绪论 (1)1.1机械手概述 (1)1.2机械手的设计目的 (3)1.3机械手的设计内容 (4)1.4机械手的分类及其在生产中的应用 (5)1.5机械手的应用意义 (8)1.6机械手的技术发展方向 (9)第2章设计方案的论证 (10)2.1机械手的总体设计 (10)2.2机械手腰座结构的设计 (12)2.3机械手手臂结构的设计 (14)2.4工业机器人腕部的结构 (16)2.5机械手末端执行器（手爪）的结构设计 (18)2.6机械手的机械传动机构的设计 (21)2.7机械手驱动系统的设计 (26)2.8机器人手臂的平衡机构设计 (33)第3章理论分析和设计计算 (34)3.1液压传动系统设计计算 (34)3.2电机选型有关参数计算 (43)第4章控制系统的设计 (47)4.1可编程控制器PLC (47)4.2 PLC的选型 (51)4.3机械手的工艺流程 (53)4.4 机械手的PLC控制系统程序 (57)第5章机械手本体设计 (59)5.1 机械手零部件设计 (59)5.2 机械手总成和零件图................................................ . (61)致谢 (62)参考文献 (63)第1章绪论1.1机械手的概述机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。

工业机器人手部三指抓取的结构设计说明书

工业机器人手部三指抓取的结构设计机械设计及其自动化学生指导教师【摘要】:随着工业的大规模的发展，越来越多工业机器人操作手应用于各个场所并逐渐受到各国开发者关注和重视。

而最后执行者作为机器人于环境互相作用的机械指已经被提到了新的高度，文中简要介绍机械抓取机构的概念，机械抓取机构的组成与分类国内外的发展状况及发展前景。

调研现有工业机器抓取机构工作原理和结构设计提出工业机器人三指抓取机构的结构原理，然后将任务要求和对象物体的几何物理特性以及环境信息综合起来考虑，经过分析建立于东学的模型，仿真各个手指在抓取时的运动姿态，同时完成分析在静平衡状态下手指和外界环境之间的作用力。

并将抓取的姿态推理出来，同时寻找抓取物体特征平面，确定出所需要抓取的平面，再在抓取的平面上进一步规划出三个抓取点，并最终完成抓取结构设计。

【关键词】工业机器人三指抓取机构结构设计Industrial robot manipulators three fingers grab theinstitutional structure design【Abstract】With the large-scale industrial development, more and more industrial robot manipulators used in various places, and gradually by the concern and attention of the Inter-developer. Mechanical means as robots interact with the environment the final implementation, has been referred to a new level. The paper briefly introduces the mechanical grab the concept of the composition and classification of mechanical grab institutions, the industrial robot refers to crawl the principle of the structure. And comprehensive task requirements and object geometrical physical characteristics, and environmental information into consideration to establish the kinematics of the model through the analysis, simulation of individual fingers crawl athletic stance, and finger to complete the analysis in the static equilibrium state and the external environment between the forces. Attitude reasoning and crawl out and grab objects by looking for characteristic plane, identified the need to capture the plane 3 crawl further planning, and then grab the plane, and the final completion of the crawl structure design.【Key words】Industrial robots Three fingers grab the institutional Structure design目录绪论.........................................................1.前言1.1机械手概述...............................................1.2机械手的组成和分类.......................................1.2.1机械手的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1.2.2机械手的分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2.机械手的设计方案2.1机械手的坐标型式与自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.2机械手的手部结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.3机械手的手臂结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.4机械手的手臂结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.5机械手的驱动方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.6机械手的控制方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.7机械手的主要参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2.8机械手的技术参数列表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.手部结构设计3.1夹持式手部结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3.1.1手指的形状和分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3.1.2设计时考虑的几个问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.1.3动力设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.手臂伸缩的尺寸设计与校核4.1手臂伸缩结构的尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.1.1手臂尺寸．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.2 尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.3 尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5.结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．专业相关的资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．绪论1.前言1.1机械手概述：机械手是可以模仿人手和臂的某些动作和功能的，常常用在按固定顺序抓取、搬运物件或操作难度大的工具的自动操作装置。

工业机器人设计说明书【范本模板】

目录1.设计背景 (2)2.设计思路 (3)3.设计方案 (7)4.循环动作 (8)5.设计心得体会 (9)6.参考文献 (10)随着社会的进步和科技的发展，机器人产品开始进入到生产过程和日常生活中，各种类型的机器人在特定的工作环境下发挥着越来越重要的作用。

但是目前对于移动式机器人多采用轮式移动机构，在适应复杂地形时无法满足路况的要求，由此设计一种灵活的、行走平稳和对路况适应性强的机器人成为解决此类问题的关键. （1)为了对工业生产进一步了解，了解机器人工作原理(2）由于组装复杂要求实践性更强，这样提高学生动手能力在传统实验里，主要是课程中的具体原理或理论的验证性实验，如机械原理中齿轮范成实验，主要是为了验证齿轮的加工原理；再如机械设计中的带传动实验主要是为了验证带传动中的两个重要的现象—-弹性滑动和打滑.这些传统型实验对学生更好的理解课本的理论知识有很大的帮助，具有课本结合性强的特点。

(3）安装过程中应用知识面更广,培养综合素质实验的内容涉及面极广,不仅包括传统机械相关的实验内容，而且还涉及到了电动机、自动控制、软件编程（慧鱼公司自带的编辑软件）等多学科的知识，最重要是它能够把这些很好地知识结合起来，并体现到某个模型中。

（4）组建灵活性大，可以自行设计装配创新性高，增加学生研究性思维而在慧鱼实验中，学生不仅可以对教具所提供的样本模型进行验证式实验(通过这些模型实验可以使学生掌握机械、电子和自动化等的相关知识），而且可以把这些不同模型的特点结合起来，进行自主设计,设计出新的作品来，因此慧鱼实验具有较高的创新性。

该机器人的工作空间形式主要有四个自由度的运动和机械手的夹松运动.1．机械手的夹紧运动（如下图所示)电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到丝杆，通过丝杆的转动转化为手爪的夹紧或松开运动。

传动方式：控制信号—电机—减速箱—丝杆—机械手2．自由度一：机械手基座的旋转运动(如下图所示)电机输出动能，经减速箱调节速度并传递，通过齿轮传动，齿轮转动带动底座进行旋转运动。

工业机械手设计

摘要在机械制造业中，机械手已被广泛应用，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐，本设计通过对机械手各主要组成部分（手部、手腕、手臂和机身等）分析，从而确定各主要组成部分的结构，在此基础上对机械手进行设计计算，从而确定装配总图。

通过此次机械手设计，掌握相关机械手设计的主要步骤，对于CAD/CAM软件应用方面有了进一步的提高。

关键词：机械手，设计，手部，手腕，手臂，机身，结构The Design of Industry ManipulatorAbstractIn the mechanical manufacturing industry, the manipulator has been widely applied, thus the big improvement worker's work condition, the remarkable enhancement labor productivity, sped up realizes the industrial production mechanization and the automated step, this design through to the manipulator each main constituent (hand, skill, arm and fuselage and so on) analyzes, thus determined each main constituent the structure, carries on the design calculation in this foundation to the manipulator, thus determination assembly assembly drawing.Designs through this manipulator, the grasping correlation manipulator designs the main step, had the further enhancement regarding the CAD/CAM software application aspect.Keywords:Manipulator, design, hand, skill, arm, fuselage, structure目录1 绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12 机械手设计要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 13 机械手总体设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 13.1 机械手的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 13.1.1 执行机构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 13.1.2 驱动机构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 23.1.3 控制机构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 23.2 机械手在生产中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 23.3 机械手的主要特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 23.4 机械手的技术发展方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 33.5 机械手坐标形式与自由度选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 43.5.1 机械手坐标形式选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 43.5.2 机械手自由度选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 43.6 机械手的规格参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 43.7 机械手手部设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 53.7.1 手部设计基本要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 53.7.2 手部力学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 53.7.3 夹紧力与驱动力的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 73.7.4 手抓夹持范围计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 93.7.5 手抓夹持精度的分析计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 93.8 机械手腕部设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．103.8.1 腕部设计基本要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 103.8.2 腕部的结构选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 103.8.3 腕部回转力矩计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 113.8.4 腕部工作压力计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 133.8.5 液压缸盖螺钉计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 143.8.6 动片和输出轴联接螺钉计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 153.9 机械手臂部设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 153.9.1 臂部设计基本要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 153.9.2 臂部的结构选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 163.9.3 手臂伸缩驱动力计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 163.9.4 手臂伸缩液压缸参数计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 183.10 机身升降机构计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．193.10.1 手臂偏重力矩计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．193.10.2 升降导向立柱不自锁条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．213.10.3 手臂升降驱动力计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．213.10.4 手臂升降液压缸参数计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．223.11 机身回转机构计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 233.11.1 手臂回转液压缸驱动力矩计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．233.11.2 手臂回转液压缸参数计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．243.11.3 液压缸盖螺钉计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．243.11.4 动片和输出轴间联接螺钉计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．254 机械手装配总图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．265 结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27 致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．281 绪论工业机械手设计是机械制造、机械设计等方面的一个重要的教学环节，是学完技术基础课及有关专业课以后的一次综合设计，通过这一环节把有关课程中所获得的理论知识在实际中综合的加以应用，使这些知识能够得到巩固和发展，并使理论知识和生产密切的结合起来，通过设计培养学生独立思考能力，树立正确的设计思想，掌握机械产品设计的基本方法和步骤，为自动机械设计打下良好的基础。

(完整word版)机械手臂课设说明书.

)机械手臂课设说明书.目录1引言 (1)2 PLC的简介 (2)2。

1 PLC的产生 (2)2.2 PLC的定义和特点 (2)2。

2。

1 PLC的定义 (2)2.2.2 PLC的特点 (2)2。

3可编程控制器的主要性能指标 (3)2。

4 PLC系统的组成 (4)2。

4.1 PLC的硬件结构 (4)2.4。

2 PLC的软件 (4)2。

5 PLC的应用领域 (4)3方案设计 (6)3。

1 主程序设计 (6)3。

2 公用程序设计 (7)3.3 自动程序设计 (8)3.4 手动程序设计 (9)3.5 自动回原点程序设计 (9)4心得体会 (11)参考文献 (12)附录1 (13)附录2 (17)1引言机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。

近年来随着工业自动化的发展机械手逐渐成为一门新兴学科,并得到了较快的发展。

机械手广泛地应用与锻压、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。

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.国内外都十分重视它的应用和发展。

可编程序控制器（PLC)是专为在工业环境下应用而设计的实时工业控制装置。

随着微电子技术、自动控制技术和计算机通信技术的飞速发展，PLC在硬件配置、软件编程、通讯联网功能以及模拟量控制等方面均取得了长足的进步，已经成为工厂自动化的标准配置之一［1]。

由于自动化可以节省大量的人力、物力等，而PLC也具有其他控制方式所不具有的特殊优越性,如通用性好、实用性强、硬件配套齐全、编程方法简单易学，因此工业领域中广泛应用PLC。

机械手在美国、加拿大等国家应用较多，如用果实采摘机械手来摘果实、装配生产线上应用智能机器人等。

我国自动化水平本身比较低，因此用PLC来控制的机械手还比较少。

2 PLC的简介2。

设计说明书

摘要机械手是在工业生产中得到广泛的使用，经常被用来对工件进行水平、垂直地移位，是现在自动化生产中不可缺少的设备。

特别是在自动化程度高的工厂，不但提高了整体生产的精度，也大大提高了机械生产的效率，对现代化机械发展是有很大意义的。

本文所阐述的机械手共有4个自由度，分别是夹紧工件、机械手腕的旋转、手臂的伸出与缩回、机身的旋转和升降，基本满足了工业生产线上传递工件并进行定位的需要，它的控制系统采用单片机进行控制，得益于单片机成熟的应用技术、低廉的价格，以及稳定的开发平台，工作人员可以很直观地通过按钮进行操作。

关键词：机械手，单片机，步进电机ABSTRACTManipulator in industrial production is widely used in the movement of the work piece along the horizontal, vertical direction.It is now indispensable to the automated production equipment. The manipulator not only improves the accuracy of the overall production,but also greatly improves the efficiency of the machinery,especially in highly automated factories.Manipulator’s application is beneficial to the development of modern machinery.Manipulator described in this paper has four degrees of freedom for fixing the work piece, rotaing the mechanical wrist, extending and retracting the arm, as well as rotating and lifting the body. Thus, the needs of the transmission and locating of the work piece in the product line are basicly satisfied line to meet the industrial need to orient the work piece. Its control system adopts the microcomputer control. In terms of the application of SCM mature technology, low price, and a stable development platform, the manipulator can be operated very intuitively through pushing buttons.Key words: manipulator, SCM, stepping motor目录1 绪论 (1)1.1课题的意义 (1)1.2国内外研究现状与发展趋势 (1)1.3 本论文主要任务 (3)2 机械手的总体设计 (5)2.1机械手的组成 (5)2.2机械手设计参数 (5)2.3机械手坐标系 (6)2.4机械手控制系统 (6)2.5小结 (6)3 机械手手部结构设计 (7)3.1手部机构 (7)3.2 手部结构设计及计算 (8)3.3 主要尺寸的确定 (9)3.4 气缸结构设计 (14)3.5步进电机的计算与选型 (14)3.6步进电机性能校核 (16)3.7小结 (16)4 机械手手臂机构的设计 (17)4.1机械手手臂的结构 (17)4.2机械手手臂电机的计算与选型 (17)4.3小结 (23)5 机械手腰部和基座结构设计 (24)5.1机械手腰部和基座的结构 (24)5.2机械手腰部的步进电机的计算与选型 (24)5.3步进电动机的性能校核 (26)5.4机械手底座的步进电机的计算与选型 (27)5.5步进电动机的性能校核 (29)5.6小结 (30)6 机械手控制系统设计 (31)6.1驱动器 (31)6.2接线图 (37)6.3步进电机原理 (37)6.4单片机的选用 (39)6.5控制原理图 (39)6.6机械手控制程序流程图 (40)6.7小结 (43)7 结论 (44)参考文献 (45)致谢 (46)1 绪论1.1 课题的意义随着科学技术的发展，机械手也越来越多的被应用。

关节型工业机械手的结构设计毕业设计说明书[管理资料]

毕业论文题目关节型工业机械手的结构设计学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级机自0917班学生学号20090421170指导教师二〇一三年六月三日摘要关于该关节型工业机械手的具体研究方法。

本次设计工作首先对实体安川机器人进行了细致的研究，了解了其内部的具体结构，安川机器人的结构可分为六个轴系，然后根据六个轴系对其内部结构进行分解，以便了解各个零件之间的配合，这样就对安川机器人有了大体的了解。

下面就进行尺寸的测量，尺寸的测量只需要测量一下大体的外观尺寸，而内部尺寸可根据零件的配合进行合理的设计。

然后，进行计算（包括电机功率的计算，轴的设计，齿轮的参数计算），接着可依据相关资料，选取恰当的电机。

最后，可根据实体与之前所掌握的知识对机械手的结构进行设计分析。

关键词:伺服电机、机械手抓、移动旋转。

ABSTRACTHere is about the research method of the industrial manipulator joints. The design work on the real first AnChuan robot has carried on the detailed research, understand the internal structure of concrete, AnChuan robot structure can be divided into six axis, and then according to the six axis of its internal structure decomposition, in order to understand the cooperation between the various parts of the, thus for AnChuan robot have roughly understanding. Below is the size of the measurement, the size of the measurement only need to measure the general appearance of the size, and the internal dimension can be reasonable according to the parts of the design. Then, computing (including motor power calculation, the design of the shaft, the gear parameter calculation), then can according to relevant data, select the appropriate machine. Finally, according to the entity and prior knowledge on the structure of the manipulator design analysis.Keywords:servo motor rotate, manipulator grabbing and moving.目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (1)机械手国内外发展现状 (1)多关节型工业机械手概述 (2)机械手组成与分类 (3) (3) (3)2机械手的设计方案 (4) (5)机械手设计方案 (5)方案特点 (6)电机的选型 (7)初步估算机械手的质量 (7) (8)计算电机功率 (10)锥齿轮设计 (10)齿轮精度、材料 (10)按齿面接触疲劳强度设计 (10)按齿根弯曲强度设计 (12)锥齿轮参数计算 (12)同步带轮的设计 (13)同步齿形带传动计算 (13)带轮几何尺寸的计算 (14)减速器的设计 (16)减速器减速比的计算 (16)减速器输出轴径的计算 (16)4 机械手各结构设计 (17)手爪结构的设计 (17)手爪的设计要求 (17)手爪的分类 (18)手部结构形式的确定 (18)手腕结构的设计 (18)手腕的设计要求 (18)手腕结构形式的确定 (19)手臂结构的设计 (19)手臂的设计要求 (19)手臂结构 (19)小臂结构形式的确定 (20)小臂后箱体的结构设计 (20)连接杆件的设计 (21)5 关键轴的校核 (21)腕部输入轴的结构 (21)轴的校核 (22)6 结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)1前言机械手国内外发展现状1962年，美国机械铸造公司试制成一台数控试教机械手。

毕业设计论文说明书：多自由度机械手设计(五个自由度)

6 液压系统的设计 ................................................................................................ 23
6.1 基本回路的选择............................................................................................ 23 6.2 液压元件的选择与校核................................................................................ 23 6.2.1 液压泵的选择...................................................................................... 23 6.2.2 液压泵所需电机功率的确定.............................................................. 25 6.2.3 液压阀的选择...................................................................................... 25 6.2.4 液压辅助元件的选择原则.................................................................. 26 6.2.5 油箱容量的确定.................................................. 错误！未定义书签。 6.2.6 液压原理图.......................................................... 错误！未定义书签。

SCARA工业机器人设计计算说明书

Harbin Institute of Technology综合课程设计Ⅱ报告题目：SCARA工业机器人设计院系：机电工程学院班级： *******姓名： ****学号： ***********指导教师： ***哈尔滨工业大学2017年10月26日目录第1章SCARA机器人简介 (1)第2章SCARA机器人的总体设计 (2)2.1 SCARA机器人的驱动方式 (2)2.1.1液压驱动 (2)2.1.2气压驱动 (2)2.1.3电力驱动 (3)2.2 SCARA机器人驱动方式的确定 (4)2.3 SCARA机器人的减速器选择 (4)2.4 SCARA机器人传动机构的对比与分析 (5)2.5 SCARA机器人机构杆件参数初定 (6)2.6 SCARA机器人运动空间计算 (7)2.7 SCARA机械臂材料初定 (9)第3章SCARA机器人关节元件设计计算 (10)3.1 滚珠丝杆滚珠花键的计算及选型 (10)3.1.1 计算滚珠丝杆花键的负载 (10)3.1.2 计算滚珠丝杠花键的转速 (11)3.1.3 螺母的选择 (11)3.1.4 计算滚珠丝杠花键的最大动载荷 (11)3.1.5 刚度的验算 (12)3.1.6 计算传动效率 (12)3.1.7滚珠丝杠花键选择 (13)3.1.8 滚珠丝杠花键驱动电机的选择与计算 (13)3.2 3轴同步齿形带的设计与选型 (14)3.2.1 确定同步齿形带的计算功率 (14)3.2.2 选定带型和节距 (15)3.2.3 大小带轮齿数及节圆半径。

(15)3.2.4 同步带带速计算 (16)3.2.5 初选中心距 (16)3.2.6 带长及齿数确定 (17)3.2.7 基本额定功率 (17)3.2.8 带宽计算 (18)3.2.9 作用于轴上的力计算 (18)3.3 4轴同步齿形带的设计与选型 (19)3.3.1 确定同步齿形带的计算功率 (19)3.3.2 选定带型和节距 (19)3.3.3 大小带轮齿数及节圆半径。

机械手说明书

1.前言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。

机械手主要由手部、运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。

在机械工业中，机械手的应用意义可以概括如下：1.可以提高生产过程的自动化程度应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。

2.可以改善劳动条件、避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。

而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。

在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。

1.可以减少人力，便于有节奏地生产应用机械手代替人手进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另一个侧面。

因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上，目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。

2.方案选择本设计中的机械手采用关节式结构，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。

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）——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（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。

SCARA工业机器人设计计算说明书

Harbin Institute of Technology综合课程设计Ⅱ报告题目：SCARA工业机器人设计院系：机电工程学院班级：*******：****学号：***********指导教师：***哈尔滨工业大学2017年10月26日目录第1章SCARA机器人简介 (1)第2章SCARA机器人的总体设计 (2)2.1 SCARA机器人的驱动方式 (2)2.1.1液压驱动 (2)2.1.2气压驱动 (2)2.1.3电力驱动 (3)2.2 SCARA机器人驱动方式的确定 (4)2.3 SCARA机器人的减速器选择 (4)2.4 SCARA机器人传动机构的对比与分析 (5)2.5 SCARA机器人机构杆件参数初定 (6)2.6 SCARA机器人运动空间计算 (7)2.7 SCARA机械臂材料初定 (9)第3章SCARA机器人关节元件设计计算 (10)3.1 滚珠丝杆滚珠花键的计算及选型 (10)3.1.1 计算滚珠丝杆花键的负载 (10)3.1.2 计算滚珠丝杠花键的转速 (11)3.1.3 螺母的选择 (11)3.1.4 计算滚珠丝杠花键的最大动载荷 (11)3.1.5 刚度的验算 (12)3.1.6 计算传动效率 (12)3.1.7滚珠丝杠花键选择 (13)3.1.8 滚珠丝杠花键驱动电机的选择与计算 (13)3.2 3轴同步齿形带的设计与选型 (14)3.2.1 确定同步齿形带的计算功率 (14)3.2.2 选定带型和节距 (15)3.2.3 大小带轮齿数及节圆半径。

工业机械手设计

经过计算得M总力矩=13.1N· m
2.6.3 腕部工作压力计算
由于实际回转液压缸所产生的驱动力矩必须大于总的阻力矩，即经计算P≥0.16MPa 取P=1MPa。所以腕部回转液压缸主要参数为：
工作压力P 1MPa 缸体内径R 输出轴半径r 回转力矩M 110mm 22.5mm 13.1N· m 动片宽度b 66mm
一般来说，夹紧力必须克服工件重力所产生的静载荷以及工件运动状态变化所产生的动载荷，以使工件保持可靠的夹紧状态，因此手指对工件的夹紧力可按下式计算
式中：K1 ——安全系数，通常1.2～2.0。 K2 ——工作情况系数，主要考虑惯性力的影响。 K3 ——方位系数，根据手指与工件位置不同进行选择。 G ——被抓取工件所受重力。
谢谢各位老师的指导
液压缸内径D 活塞杆直径d 工作压力P 50mm 25mm 0.8MPa 驱动力F 859.06N
2.6 机械手腕部设计计算
2.6.1 腕部的结构选择
(1)具有一个自由度的回转缸驱动腕部结构直接用回转液压缸驱动，实现腕部的回转运动，因具有结构紧凑、灵活等优点而被广泛使用。 (2)用齿条活塞驱动的腕部结构在要求回转角大于270°的情况下，可采用齿条活塞驱动腕部结构。 (3)具有两个自由度的回转缸驱动腕部结构它使腕部具有绕垂直和水平轴转动的两个自由度。 (4)机—液结合的腕部结构此手腕具有传动简单、轻巧等特点，但结构有点复杂。
作用在活塞上外力F(N) <5000 5000～10000 10000～20000 液压缸工作压力MPa 0.8～1 1.5～2.0 2.5～3.0 作用在活塞上外力F(N) 20000～30000 30000～50000 >50000 液压缸工作压力MPa 2.0～4.0 4.0～5.0 5.0～8.0

机床上下料机械手设计说明书

第1章绪论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。

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.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。

目前，在国内很多工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，劳动强度大、生产效率低。

为了提高生产加工的工作效率，降低成本，并使生产线发展成为柔性制造系统，适应现代自动化大生产，针对具体生产工艺,利用机器人技术，设计用一台装卸机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。

机械手说明书

Abstract
Camshaft grinding machine from top to bottom material
manipulator design
The industry manipulator overall idea and in structure analysis's foundation, in the union the yummy treats manipulator assigns the request and the function, has carried on system's analysis, the design and the computation to the manipulator structure, and has drawn up the whole driving system and the control system. uses the integration of machinery design concept, the full consideration machine, the electricity, the software and hardware respective characteristic carry on the supplementary optimization, to the manipulator overall construction, the transmission system, the drive and the control system has carried on the analysis and the design.
Through the above various part of work, has obtained practical, the redundant reliable general-purpose manipulator's design proposal, also has to other type's numerical control system's design certainly profits from the value.

机械手说明书

三自由度直角坐标机械手设计作者姓名汪增帅专业机械设计制造及其自动化指导教师付秀琢专业技术职务目录摘要 (1)第一章概述 (2)1.1机械手概述 (2)1.2机械手历史和现状 (4)1.3机械手发展趋势 (6)第二章总体设计 (8)2.1机械手组成及各部分关系 (8)2.2总体方案拟定 (9)2.3 驱动方式的选择 (11)第三章机械系统设计 (13)3.1机械手的结构设计 (13)3.2传动结构的设计 (15)3.3导轨的设计 (20)3.4轴承的选择 (21)3.5电机的选择 (22)第四章总结 (25)致 (25)参考文献 (26)摘要在工业上，自动控制系统有着广泛的应用，如工业自动化机床控制，计算机系统，机械手等。

而工业机械手是相对较新的电子设备，它正开始改变现代化工业面貌。

本设计为三自由度直角坐标型工业机械手，其工作方向为三个直线方向。

在控制器的作用下，它执行将工件从一个地方搬到另一个地方这一简单的动作,本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。

关键词：三自由度直角坐标工业机械手ABSTRACTIt is starting to change the modern industrial landscape. The design for the industrial robot of three degrees of freedom Cartesian coordinate its work direction for the three linear directions. The role of the controller, which performs the workpiece moved from one place to another place of this simple action, This is the entire design more comprehensive introduction and summary.Keywords：three degrees of freedom； rectangular coordinates； industrial robot第一章概述1.1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。

机械手课程设计书

201240140218课程设计说明书课程名称单片机课程设计（机械手）教学院机电工程学院专业械电子工程班级12机械电子2班小组成员万明重指导教师李涛, 雷才洪2015 年 6 月9 日目录摘要 (2)第1章概述 (3)1.1设计目的 (3)1.2课题的内容和要求 (4)1.3进度安排 (4)1.4设计进度安排 (4)1.5基本要求 (5)第2章课程设计的总体方案 (6)2.1总体方案的确定 (6)2.2 机械结构的设计 (6)2.3 软件设计 (6)第3章机械部分设计 (7)3.1 元器件选型 (7)3.2 机械结构构件及说明 (7)3.3 工作台外形尺寸及重量初步估算 (8)3.4 滚珠选择 (8)3.5滑块导轨的选择与校核 (8)3.6 弯曲应力σm的计算 (9)3.7选择联轴器的考虑因素 (10)3.8 轴承的选用与校核 (11)第4章控制系统的设计 (14)4.1 控制系统硬件电路的设计 (14)4.2控制系统软件编程设计 (16)参考资料 (18)附录一：cad图纸 (19)附录二：proe图 (20)附录三：程序 (22)摘要机械手技术涉及到电子、机械学、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。

随着工业自动化发展的需要，机械手在工业应用中越来越重要。

文章主要叙述了机械手的设计过程，文章中介绍了机械手的设计理论与方法。

本课题以52单片机为核心设计，通过AutoCAD，proe技术对机械手进行结构设计，实现所需要的功能。

关键词：机械手、52单片机、AutoCAD、Proe第1章概述机械化、自动化已成在现代工业中突出的主题。

化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。

但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的，机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。

机械手，多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置（国内称作工业机械手或通用机械手）。

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。