机械制造的有关机械手手臂伸缩课程设计

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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。

机械毕业设计461冲压机械手---手臂部分设计

冲压机械手—手臂部分设计摘要本文所设计的冲压机械手用于搬运工件，为了增加本机械手的通用性，在结构尽可能紧凑的情况下，最大限度地使工业机械手具有较大的抓取范围。

本文主要介绍了冲压机械手的概念、组成和分类，机械手的自由度和坐标形式、运动及国内外的发展状况。

对冲压机械手进行总体方案设计，首先确定了机械手的坐标形式为圆柱坐标型，自由度数为5，接着确定了机械手的驱动装置为液压缸，然后确定了机械手的主要技术参数。

同时，设计了机械手的手部结构形式为滑槽杠杆式钳爪、手腕的结构形式为采用电机带动腕回转、臂部结构形式采用双导向杆导向，机身结构形式为升降缸置于回转缸之上的结构形式，计算出了夹紧工件所需的驱动力、手腕转动时所需的驱动力矩、手臂伸缩所需的驱动力、手臂俯仰所需的驱动力、手臂升降所需的驱动力和手臂回转所需的驱动力矩。

继而设计了冲压机械手的各个部分液压缸的尺寸和结构及各个部分之间连接与支承部件的结构与尺寸。

关键词液压驱动；冲压机械手；液压缸目录摘要...... . (I)第1章绪论 (1)1.1 机械手的含义 (1)1.2 机械手的产生、应用与发展 (1)1.2.1 机械手的产生（简史） (1)1.2.2 应用简况 (2)1.2.3 发展趋势 (2)1.3 冲压机械手的组成与运动 (3)1.3.1 冲压机械手的组成 (3)1.3.2 冲压机械手的运动 (5)第2章冲压机械手的手部设计 (10)2.1 概述 (10)2.2 手部机构形式 (10)2.2.1 手爪 (10)2.2.2 传动装置 (10)2.2.3 驱动装置 (10)2.3 前爪式手部机构的选用要点 (11)2.4 滑槽杠杆式钳爪的夹紧力分析与计算 (11)2.5 滑槽杠杆式钳爪手部机构的驱动力计算 (13)2.6 手部夹紧液压缸的设计与计算 (13)2.7 本章小结 (14)第3章冲压机械手的腕部设计 (15)3.1 概述 (15)3.2 腕部回转力矩的计算 (15)M (15)3.2.1 摩擦阻力矩摩M (15)3.2.2 工件重心偏置引起的偏置力矩偏M (16)3.2.3腕部启动时的惯性阻力矩惯3.3 本章小结 ...................................................... 错误！未定义书签。

河北工程大学机械手伸缩臂设计word精品

2 伸缩臂的设计方案2.1 设计方案论证以及确定设计参数2.1.11. 伸缩长度：300mm，伸缩臂固定在升降台上，随升降台做上下运动和旋转运动；伸缩臂前端安装机械手，用于夹持工件；伸缩臂直线伸缩，完成工件的工位转换；2. 单方向伸缩时间：1.5—2.5s；3. 定位误差要定位措施，定位误差小于2mm；4. 前端安装机械手，伸缩终点无刚性冲击。

2.1.2 设计方案的比较论证…2.2 机械手伸缩臂总体结构设计方案经过本人的反复思考及论证，先做出运动简图。

现如下图2-1所示，该机构中支座安装在机器人床身上，用于安装滚珠丝杠和伸缩杆等零件。

由步进电动机（1）驱动，带动一级齿轮减速器（2）。

通过减速器输出轴与丝杠（3）相连，以电机为动力驱动滚珠丝杠转动，通过丝母的直线运动，推动导向杆运动，利用电机正反转动实现伸缩换向。

法兰用于安装机械手，构成如图所示的结构。

图2-1 步进电机伸缩机构示意图2.3 执行装置的设计方案2.3.1导向机构的选择与计算（这部分可以不做）滚珠丝杠的选择2.3.22.3.2.1滚珠丝杠副的选择：，所以速度S为300毫米，伸缩时间t为2秒（1）由题可知：伸缩长度300smmmmm则：） ,初选螺距P=10mm （ 2.915.??1500?V?sss2t60V150?rr）（ 2.10900???n minmin m10P???（2）计算载荷：F C为精度系数）。

（为载荷系数，为硬度系数，F?F?K?K?KKKK mHFACAHF????????8576取D ，取级精度，取由题中条件，取 1.K?1.0K2?K1.?1AFH F :丝杠的最大工作载荷m:导向杆所受摩擦力即丝杠最大工作载荷? =120NF=（ 2.11 Ｆmax=）400?.150N120?2112.0?1.1?.F?12?1则：C'C 2-4（3）计算额定动载荷）的值：由式（a'Ln'hm 2.12 ）（FC?3aC41067.?1r960n?15000h?,L min mH15000960?'CN200642112??所以3a4101.67?''CC的原则，选等于或稍大于4（）根据选择滚珠丝杠副：按滚珠丝杠副的额定动载荷aa??9 FC1型滚珠丝杠用汉江机床厂汉江机床厂FC1型滚珠丝杠表2-1丝螺滚旋珠额定载荷杠尺寸mmmm/直/螺母安装尺寸角丝动中大导径静杠径径程米载载代制号?Dd m /C/C/NN aoa?D hdpDLQEM?m9264544M3839117164 112.9 0 090 18 5 5 98258 6 51379690.56-3N21379?CNC22556?，FC1-5006-3 FC1-52008-2.5 aa 2-9考虑各种因素选用FC1-5006-3。

机械手回转机构伸缩机构毕业设计

年月日
沈阳建筑大学
毕业论文答辩记录及成绩
专业班级学生指导教师
毕业论文题目
答辩时间：年月日时分至时分
出席人
主任委员（组长）
委员（组员）、
、
答辩委员会（答辩小组）提出的问题及答辩情况：
记录人：
答辩成绩（百分制）：主任委员（组长）签字：
沈阳建筑大学
毕业设计（论文）答辩委员会评审意见
学生姓名：学院：专业班级：
第九周
第十周
第十一周
第十二周
第十三周
第十四周
第十五周
第十六周
第十七周
（若本页填写不下可另加附页）
沈阳建筑大学
毕业论文指导教师评定意见书
评定成绩（百分制）：指导教师签字：
指导教师职称：指导教师单位：
年月日
沈阳建筑大学
毕业论文评阅人评阅意见书
评阅成绩（百分制）：评阅教师签字：
评阅教师职称：评阅教师单位：
第七周
手架伸缩结构设计
第八周
手架回转结构设计
第九周
手架回转结构设计
第十周
手架回转结构设计
第十一周
手架升降结构设计
第十二周
手架升降结构设计
第十三周
手架升降结构设计
第十四周
手架升降结构设计
第十五周
编写说明书
第十六周
修改图纸、说明书
第十七周
准备答辩
沈阳建筑大学
毕业设计指导教师评定意见书
评定成绩：指导教师签字：
学号：
毕业论文题目
学院专业班级
学生姓名性别
指导教师职称
1.毕业论文选题论证书共页
2.毕业论文任务书共页
3.毕业论文开题报告共页

工业机械手臂课程设计

工业机械手臂课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握工业机械手臂的基本结构、工作原理及功能特点；2. 了解工业机械手臂在制造业中的应用及发展前景；3. 掌握工业机械手臂编程与控制的基本方法。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析工业机械手臂故障的能力；2. 培养学生设计简单工业机械手臂程序的能力；3. 提高学生动手操作工业机械手臂的技能。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对工业机械手臂及智能制造产业的兴趣，激发学生的求知欲；2. 培养学生团队协作、沟通交流的能力，增强集体荣誉感；3. 增进学生对我国智能制造产业发展现状的认识，培养学生的爱国情怀。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，以理论教学为基础，注重培养学生的动手操作能力和实际应用能力。

学生特点：学生处于初中阶段，具有一定的物理知识和逻辑思维能力，对新鲜事物充满好奇心，但缺乏实际操作经验。

教学要求：结合学生特点，采用理论教学与实践操作相结合的方式，以激发学生的学习兴趣和积极性，提高学生的综合能力。

通过分解课程目标，确保学生能够达到预期的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 工业机械手臂概述- 了解工业机械手臂的定义、分类及应用领域；- 掌握工业机械手臂的基本结构及功能。

2. 工业机械手臂的工作原理与性能参数- 学习工业机械手臂的运动原理和控制系统；- 掌握工业机械手臂的性能参数及其影响。

3. 工业机械手臂编程与控制- 学习工业机械手臂编程的基本方法；- 掌握工业机械手臂的运动控制及路径规划。

4. 工业机械手臂应用案例分析- 分析工业机械手臂在不同制造业领域的应用案例；- 了解工业机械手臂在实际生产中的优势与局限。

5. 工业机械手臂发展趋势与前景- 掌握我国工业机械手臂产业的发展现状；- 了解工业机械手臂技术的发展趋势及前景。

教学内容安排与进度：第一周：工业机械手臂概述第二周：工业机械手臂的工作原理与性能参数第三周：工业机械手臂编程与控制第四周：工业机械手臂应用案例分析第五周：工业机械手臂发展趋势与前景教材章节关联：第一章：工业机器人概述第二章：工业机器人的结构与原理第三章：工业机器人编程与控制第四章：工业机器人应用案例第五章：工业机器人产业发展与前景三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果：1. 讲授法：通过系统讲解工业机械手臂的基本概念、原理和编程方法，使学生掌握必要的理论知识。

多功能机械手课程设计

多功能机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解多功能机械手的基本原理和结构组成，掌握其工作方式和应用领域。

2. 学生能够描述多功能机械手的关键技术，如传感器应用、程序控制等，并了解其在实际工程中的重要性。

3. 学生能够解释多功能机械手设计中涉及的基础物理和数学概念，如力学、电学等。

技能目标：1. 学生能够运用所学的知识，设计并制作一个简单的多功能机械手模型，展示其基本功能。

2. 学生通过小组合作，提高问题解决能力和团队协作能力，能够进行有效的沟通与展示。

3. 学生能够使用适当的工具和设备，进行机械手的组装和调试。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对工程技术和创新设计感兴趣，增强对科学探究的热情。

2. 学生在学习过程中，形成良好的工程意识，认识到科技对生活的影响，增强社会责任感。

3. 学生通过实践活动，体会团队合作的重要性，发展积极向上的学习态度和坚持不懈的精神。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标具体、可衡量，旨在通过理论与实践相结合的方式，使学生不仅掌握多功能机械手的相关知识，还能够在实际操作中提升技能，同时培养积极的情感态度和价值观。

通过分解课程目标为具体的学习成果，将有助于教学设计和评估的有效开展。

二、教学内容本章节教学内容围绕多功能机械手的设计与制作展开，包括以下部分：1. 基本原理与结构- 机械手的结构组成及其功能- 常用驱动方式及其特点- 传感器的工作原理与应用2. 技术与编程- 程序控制基础- 机械手运动控制算法- 传感器数据采集与处理3. 设计与制作- 机械手设计流程与方法- 模型制作材料与工具的选择- 组装与调试技巧4. 实践操作- 设计并制作一个多功能机械手模型- 编程实现机械手的运动控制- 模型性能测试与优化教学内容依据课程目标制定，注重科学性和系统性。

教学大纲明确如下安排：第一周：基本原理与结构学习，了解机械手的相关知识。

第二周：技术与编程学习，掌握机械手的控制方法。

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。

机械制造的有关机械手手臂伸缩课程设计

机械类综合课程设计题目名称工业机械手设计 (手臂伸缩部分)专业班级学号学生姓名指导教师完成时间目录一、机械手设计任务书 (2)1.1课程设计目的 (2)1.2设计内容和要求 (2)二、手臂的设计 (4)2.1、手臂伸缩的设计计算 (4)2.1.1、F摩的计算 (5)2.1.2、F密的计算 (6)2.1.3、F回的计算 (7)2.1.4、F惯的计算 (7)2.2、确定液压缸的结构尺寸 (7)2.2.1、液压缸内径的计算 (7)2.3、活塞杆的计算 (10)2.3.1、活塞杆的尺寸 (10)2.3.2、活塞杆的稳定性校核 (10)2.3.3、大柔度杆的临界力KF (11)2.3.4、缸筒材料的选择. (12)2.3.5、油缸端盖的连接方式及强度计算 (12)2.4、底板的设计计算说明 (13)2.5、导向杆的结构设计 (15)2.5.1、导向机构的作用 (15)2.5.2、导向杆的外型尺寸及材料 (15)三、液压控制系统设计 (15)3.1、系统要求 (16)3.2、油缸的选择 (16)3.2.1、确定流量 (16)3.2.2确定泵的动力 (16)3.2.3、选择泵的型号为YBX—25[8]P45-106 (17)3.2.4、油泵电机的选择 (17)3.2.5、液压元件的选择 (17)3.3、辅助元件选择 (18)3.4、系统液压图 (19)3.4.1、确定现场器件的动作顺序 (19)3.4.2现场器件与PLC的连线 (20)3.4.3、梯形图与程序指令表 (21)3.4.3、梯形图与程序指令表 (22)四、设计主要内容 (25)五、参考文献 (26)一、机械手设计任务书1.1课程设计目的课程设计是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设计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。

其主要目的：（1）、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。

机电一体化课程设计：机械手伸缩臂设计

机械手伸缩臂的测试与验证
第六章
测试环境与设备
测试环境：实验室、工厂、户外等
测试设备：传感器、控制器、执行器等
测试工具：测量仪器、数据分析软件等
测试标准：行业标准、国家标准、国际标准等
测试方法与流程
测试目的：验证机械手伸缩臂的性能和可靠性
测试项目：包括伸缩速度、精度、稳定性、负载能力等
实时性：采用多线程、异步I/O等术，保证控制系统的实时性
控制系统的通信协议
通信协议类型：CAN总线、以太网、RS485等通信协议特点：实时性、可靠性、安全性通信协议应用：控制指令传输、状态信息反馈、故障诊断等通信协议优化：提高传输速度、降低传输延迟、增强抗干扰能力
控制系统的安全防护
伸缩臂的材料选择
铝合金：轻质、高强度、耐腐蚀
碳纤维：高强度、低密度、耐高温
钛合金：高强度、耐腐蚀、耐高温
复合材料：高强度、轻质、耐腐蚀、耐高温
机械手伸缩臂的控制系统设计
第四章
控制系统的硬件组成
控制器：负责控制机械手的动作和速度
传感器：检测机械手的位置和速度
驱动器：驱动机械手的伸缩和旋转
伸缩臂的尺寸设计
伸缩臂的长度：根据实际需求确定，通常在100mm-1000mm之间
伸缩臂的材质：选择高强度、轻量化的材料，如铝合金、碳纤维等
添加标题
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伸缩臂的直径：根据负载和速度要求确定，通常在10mm-100mm之间
伸缩臂的连接方式：选择可靠的连接方式，如螺纹连接、卡扣连接等
改进与优化建议
增加测试次数，提高测试准确性
优化测试环境，确保测试条件一致

河北工程大学机械手伸缩臂设计

2 伸缩臂的设计方案2.1 设计方案论证以及确定2.1.1 设计参数1. 伸缩长度：300mm，伸缩臂固定在升降台上，随升降台做上下运动和旋转运动；伸缩臂前端安装机械手，用于夹持工件；伸缩臂直线伸缩，完成工件的工位转换；2. 单方向伸缩时间：1.5—2.5s；3. 定位误差要定位措施，定位误差小于2mm；4. 前端安装机械手，伸缩终点无刚性冲击。

2.1.2 设计方案的比较论证…2.2 机械手伸缩臂总体结构设计方案经过本人的反复思考及论证，先做出运动简图。

现如下图2-1所示，该机构中支座安装在机器人床身上，用于安装滚珠丝杠和伸缩杆等零件。

由步进电动机（1）驱动，带动一级齿轮减速器（2）。

通过减速器输出轴与丝杠（3）相连，以电机为动力驱动滚珠丝杠转动，通过丝母的直线运动，推动导向杆运动，利用电机正反转动实现伸缩换向。

法兰用于安装机械手，构成如图所示的结构。

图2-1 步进电机伸缩机构示意图2.3 执行装置的设计方案2.3.1导向机构的选择与计算（这部分可以不做）2.3.2 滚珠丝杠的选择2.3.2.1滚珠丝杠副的选择：（1）由题可知：伸缩长度S 为300毫米，伸缩时间t 为2秒，所以速度s m s mm s mm t s V 15.01502300====,初选螺距P=10mm （ 2.9 ）则：min 900min 1060150rrP V n m =⨯== （ 2.10 ）（2）计算载荷：()ωC Fm A H F C F K K K F ⋅⋅⋅= （ F K 为载荷系数，H K 为硬度系数，A K 为精度系数）。

由题中条件，取2.1=F K []5，取0.1=H K []6取D 级精度[]7，取1.1=A K []8 丝杠的最大工作载荷m F :导向杆所受摩擦力即丝杠最大工作载荷:Ｆmax=μF=40015.0⨯=120N （ 2.11 ）则： N F C 21121201.10.12.1=⨯⨯⨯=（3）计算额定动载荷'a C 的值：由式（2-4）34''1067.1⨯=hm C aL n F C （ 2.12 ） h L rn H m 15000,min960== 所以 N C a200641067.115000960211234'≈⨯⨯=（4）根据选择滚珠丝杠副：按滚珠丝杠副的额定动载荷a C '等于或稍大于a C '的原则，选用汉江机床厂FC1型滚珠丝杠[]9汉江机床厂FC1型滚珠丝杠表2-1丝杠代号丝杠尺寸/mm 螺旋角滚珠直径米制/m m螺母安装尺寸/mm额定载荷中径大径导程动载静载dpDE M L QhNC a /NC oa /4006-3 40 39.583.96950 118 75 15 6448 M6 91592137969825FC1-5006-3，N C a 21379= FC1-52008-2.5 N C a 22556= 考虑各种因素选用FC1-5006-3。

机械手手部课程设计.

1 1前言1.1工业机器人简介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备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。

1.2世界机器人的发展国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势：（1）工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修）（2）机械结构向模块化、可重构化发展。

例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。

（3）工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

（4）机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

（5）虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。

（6）当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。

毕业设计（论文）-机械手手臂前后伸缩机构设计（全套图纸）

摘要“机械手”（Mechanical Hand）：多数是指附属于主机、程序固定的自动抓取、操作装置，如自动线、自动线的上、下料，加工中心的自动换刀的自动化装置。

实现了自动化生产方式，达到了减少劳动力、节约费用、提高工作效率、增加企业经济效益之目的。

本文设计的机械手手臂前后伸缩机构由电动机、丝杠螺母副、导杆、手臂、连接板等构成。

设计过程中，首先，调查了机械手研究现况，在此基础上根据设计技术要求选定了驱动机构及伸缩机构方案；接着，根据选定的结构方案对各主要零部件进行了设计与校核；最后，通过AutoCAD绘图软件绘制了该机械手手臂前后伸缩机构的装配图及主要零部件图。

通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD软件，本次机械手臂的设计代表了设计的一般过程，对今后的设计工作有一定的参考价值。

关键词：机械手；手臂；伸缩；设计Abstract"Robot" (mechanical hand): most of the refers to attach belongs to the host program fixed automatic crawl, operation device, such as automatic assembly line, automatic line, cutting, machining center automatically change knife automatic device. The realization of automatic production, to reduce labor, save costs, improve work efficiency, increase the economic efficiency of the purpose of the enterprise.In this paper, the manipulator and the front and back telescopic mechanism of the manipulator is composed of a motor, a lead screw nut pair, a guide rod, an arm, a connecting plate, and the like. In the design process, firstly, to investigate the status of the research of manipulator, based on the driving mechanism and the telescopic mechanism scheme is selected according to design requirements; then, based on the se lected structure of the main parts were designed and checked. Finally, through the AutoCAD drawing software drawn before and after the manipulator arm telescopic mechanism assembly and major parts of the map.Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing, and master the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD software, the design of the mechanical arm represents the general process of design, have certain reference value for the design work in the future.Key words: manipulator; arm; expansion; design目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)第2章总体方案设计 (3)2.1设计要求 (3)2.2方案设计 (3)2.2.1驱动机构 (3)2.2.2伸缩机构 (3)2.2.3总体方案 (4)第3章设计计算 (5)3.1手臂伸缩驱动力计算 (5)3.1.1 手臂摩擦力的分析与计算 (5)3.1.2手臂密封处的摩擦阻力的计算 (6)3.1.3手臂惯性力的计算 (6)3.2电机的选择 (7)3.2.1 扭矩的计算 (7)3.2.2 启动矩频特性校核 (8)3.3丝杠螺母的选择与计算 (8)3.3.1丝杠螺母副支承方式选择 (8)3.3.2确定滚珠丝杠副的导程 (9)3.3.3强度计算 (10)3.3.4螺母选择 (12)3.4联轴器的选用 (12)3.5轴承及键的选用与校核 (13)3.5.1轴承 (13)3.5.2键 (13)3.6手臂设计与校核 (14)3.6.1导向装置 (14)3.6.2平衡装置 (14)3.6.3尺寸设计 (14)3.6.4尺寸校核 (15)结论 (16)参考文献 (17)致谢 (18)第1章绪论1.1研究背景及意义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：（1）能代替人从事危险、有害的操作。

机械手实验课程设计

机械手实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械手的基本构造、原理及其在工业自动化中的应用；2. 了解机械手的运动学、动力学及控制系统的基本知识；3. 掌握机械手实验的相关操作步骤和注意事项。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行机械手实验操作的能力；2. 提高学生分析实验数据、解决实际问题的能力；3. 培养学生团队协作、沟通表达的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对机械手及自动化技术的兴趣，培养其创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨、细致的科学态度，提高其安全意识和责任感；3. 引导学生关注我国工业自动化发展，增强其国家认同感和自豪感。

课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。

学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践。

教学要求：教师应充分准备实验设备、教具，确保课程内容的实用性、安全性；注重启发式教学，引导学生主动参与、积极思考，提高课堂效果。

通过本课程的学习，使学生达到以上设定的知识、技能和情感态度价值观目标，为我国工业自动化领域培养具备实践能力的优秀人才。

二、教学内容1. 理论知识：- 机械手的结构组成及其功能；- 机械手的运动学、动力学基本原理；- 机械手控制系统的基本构成及工作原理；- 机械手在工业自动化中的应用案例分析。

2. 实践操作：- 机械手实验设备的认识与操作；- 机械手基本动作编程与控制；- 机械手抓取、搬运等任务实践；- 实验数据采集、分析与处理。

3. 教学大纲安排：- 第一课时：机械手基本概念、结构组成及功能；- 第二课时：机械手的运动学、动力学原理；- 第三课时：机械手控制系统介绍；- 第四课时：实践操作，学习机械手编程与控制；- 第五课时：实践操作，完成抓取、搬运任务；- 第六课时：实验数据采集、分析与总结。

教学内容关联教材章节：- 《自动化设备与生产线》第四章：工业机器人；- 《机械基础》第七章：机械传动与控制；- 《电气控制与PLC应用》第三章：PLC控制系统设计。

《机械原理课程设计》自动搬运机械手

自动搬运机械手摘要:本文研究的工业机器人是一种机体独立，动作自由度较多，程序可灵活变更，能任意定位，自动化程度高的自动操作机械。

工业机器人是相对较新的电子设备，它正开始改变现代化工业面貌。

工业机器人以刚性高的手臂为主体，与人相比，可以有更快的运动速度，可以搬运更重的东西，而且定位精度相当高，它可以根据外部来的信号，自动进行各种操作。

本设计为工业机器人，其工作方向为两个直线方向和一个旋转方向。

在控制器的作用下，它执行将工件从一在工业上，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，机器条流水线拿到另一条流水线这一简单的动作,本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。

关键词：机械手；自动；三自由度；圆柱坐标0引言机器人工程是近二十多年来迅速发展起来的综合学科。

它集中了机械工程、电子工程、计算机工程、自动控制工程以及人工智能等多种学科的最新研究成果，是当代科学技术发展最活跃的领域之一，也是我国科技界跟踪国际高科技发展的重要方面。

工业机器人的研究、制造和应用水平，是一个国家科技水平和经济实力的象征，正受到许多国家的广泛重视。

最近联合国国际标准化组织采纳了美国机器人协会给工业机器人下的定义：工业机器人是一种可重复编程的多功能操作装置，可以通过改变动作程序，来完成各种工作，主要用于搬运材料，传递工件。

工业机器人的发展，由简单到复杂，由初级到高级逐步完善。

机械手是一种人工智能设备，广泛应用于工业生产领域，提高了生产效率和质量。

目前，机械手的研究发展正面临着越来越大的挑战。

未来机械手将更加智能化、精准化和人性化，成为工业生产的重要工具。

1自动搬运机械手结构设计（1）手部：又称手爪或抓取机构，它直接抓取工件或夹具。

（2）腕部：又称手腕，是连接手部和臂部的部件，其作用是调整或改变手部的工作方位。

（3）臂部：是支承腕部的部件，作用是承受工件的负荷，并把它传递到预定的位置。

（4）机身：是支承手臂的部件，其作用是带动臂部自转、升降或俯仰运动。

大学机械手臂制作课程设计

大学机械手臂制作课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解机械手臂的基本结构、原理和工作机制。

2. 学生能掌握机械手臂设计的相关理论知识，包括力学、电子学、编程等。

3. 学生能了解并描述不同类型机械手臂的应用领域及发展前景。

技能目标：1. 学生能运用CAD软件完成机械手臂的初步设计。

2. 学生能通过动手实践，完成机械手臂的组装和调试。

3. 学生能运用所学编程知识，实现机械手臂的基本控制功能。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对工程设计和机械制作的兴趣，提高创新意识和实践能力。

2. 学生在团队协作中培养沟通、合作能力，增强集体荣誉感。

3. 学生通过课程学习，认识到机械手臂在现代社会中的重要作用，增强社会责任感。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与动手实践，旨在培养学生的创新能力和实际操作能力。

学生特点：大学生具备一定的理论基础，好奇心强，有较强的自学能力和动手能力。

教学要求：课程要求学生在掌握基本理论知识的基础上，注重实践操作，培养解决实际问题的能力。

教师需引导学生主动参与，鼓励创新思维，关注学生个体差异。

通过课程目标分解，实现学生在知识、技能和情感态度价值观方面的全面发展。

二、教学内容1. 理论知识：- 机械手臂的基本结构：介绍机械手臂的组成部分，包括基座、关节、连杆、执行器等。

- 机械手臂的工作原理：讲解机械手臂的运动规律、动力学原理及控制理论。

- 机械手臂的应用领域：分析不同行业对机械手臂的需求及发展趋势。

- 相关教材章节：第一章机械手臂概述；第二章机械手臂结构与原理。

2. 实践操作：- CAD软件应用：教授学生使用CAD软件进行机械手臂的设计和绘图。

- 机械手臂组装与调试：指导学生进行机械手臂的组装、电路连接和调试。

- 编程控制：教授学生使用编程软件，实现对机械手臂的运动控制和功能实现。

- 相关教材章节：第三章机械手臂设计；第四章机械手臂编程与控制。

3. 教学进度安排：- 理论知识部分：共计8课时，每周2课时，持续4周。

机械手课课程设计

机械手课课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解机械手的原理和应用，掌握简单的机械手编程操作，培养学生的动手能力和创新意识。

具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解机械手的基本原理，包括传感器、执行器等主要部件的作用；了解常见的机械手编程语言和操作方法。

2.技能目标：学生能够使用机械手进行简单的操作，如抓取、放下物体；能够根据任务需求，编写简单的机械手控制程序。

3.情感态度价值观目标：学生通过操作机械手，增强对科技产品的兴趣，培养创新精神和团队合作意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括机械手的基本原理、编程操作和应用案例。

具体安排如下：1.机械手的基本原理：介绍机械手的主要部件，如传感器、执行器等，并解释它们在机械手操作中的作用。

2.机械手编程操作：教授常见的机械手编程语言和操作方法，让学生能够编写简单的控制程序。

3.机械手应用案例：分析具体的机械手应用案例，让学生了解机械手在不同领域的应用和优势。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：教师讲解机械手的基本原理和编程操作，为学生提供系统的知识结构。

2.讨论法：学生分组讨论机械手的应用案例，培养学生的思考和表达能力。

3.案例分析法：分析具体的机械手应用案例，让学生了解机械手在不同领域的应用和优势。

4.实验法：学生动手操作机械手，编写控制程序，培养学生的动手能力和创新意识。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的机械手教材，为学生提供系统的知识结构。

2.参考书：提供相关的参考书籍，为学生提供更多的学习资料。

3.多媒体资料：制作精美的PPT和教学视频，生动展示机械手的原理和操作。

4.实验设备：准备充足的机械手设备，让学生能够进行实际的操作练习。

五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用多种评估方式，包括平时表现、作业、考试等。

工业机械手臂课程设计

工业机械手臂课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解工业机械手臂的基本结构，掌握其工作原理；2. 学生能了解工业机械手臂在各行各业中的应用，认识到其在现代工业生产中的重要性；3. 学生能掌握工业机械手臂的程序编写和操作方法，理解相关技术参数。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析工业机械手臂的运作过程，并进行简单的故障排查；2. 学生能够通过实际操作，完成工业机械手臂的基本编程和控制；3. 学生能够运用团队协作和沟通技巧，完成与工业机械手臂相关的项目任务。

情感态度价值观目标：1. 学生对工业机械手臂产生兴趣，培养对机械工程和自动化技术的热爱；2. 学生通过学习，认识到科技发展对提高生产效率和生活质量的积极影响，增强社会责任感和创新意识；3. 学生在项目实践中，学会尊重他人意见，发挥团队精神，培养合作共赢的意识。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论知识与实际操作，培养学生动手能力和创新能力。

学生特点：初中年级学生，具有一定的物理知识和逻辑思维，好奇心强，喜欢动手实践。

教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动探索，关注个体差异，激发学生兴趣，提高学生的综合素养。

通过课程目标的实现，使学生具备一定的工业机械手臂知识和技能，为未来学习和发展奠定基础。

二、教学内容1. 工业机械手臂概述- 介绍工业机械手臂的发展历程、分类及特点；- 分析工业机械手臂在现代工业生产中的应用场景。

2. 工业机械手臂的结构与原理- 深入讲解工业机械手臂的组成部分，如机械臂、执行器、传感器等；- 阐述工业机械手臂的工作原理及运动学基础。

3. 工业机械手臂编程与操作- 介绍工业机械手臂编程的基本概念和方法；- 指导学生掌握工业机械手臂的操作流程和注意事项。

4. 工业机械手臂应用案例- 分析典型工业机械手臂应用案例，如焊接、搬运、装配等；- 讨论工业机械手臂在不同行业中的实际应用效果。

5. 工业机械手臂故障排查与维护- 介绍工业机械手臂的常见故障及原因；- 指导学生进行简单的故障排查和日常维护。

机械手臂伸缩及回转设计与计算课程设计

L 为活塞杆的计算长度（m），油缸支承情况和活塞杆端部支承情况不同，活塞杆计算长度不同，见表 4—6；
i 为活塞杆横截面的惯性半径（m）,
i J d 10 2.5 F44
J 为活塞杆截面对中性轴的惯性矩（ m4 ）
J 10000 156.25 64
E 为弹性横量，E=210GPa
8
为长度折算系数，见表 4—6；
由于导向杆对称配置，两导向杆受力均衡，可按一个导向杆计算。
MA 0
G总L aFb
Fb
G总L a
Y 0
G Fb Fa
得
Fa
G总
L
a
a
F摩
'G总
2L a
a
式中 G总 — — 参与运动的零部件所受的总重力 ( 含工件重 ), 估算
4
G总 = G工件 + G手 + G手腕 + G手臂=(50+200+350+400)N=1000N
九、参考文献………………………………………………………………………13
2
一、课程设计目的
课程设计是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设计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。其主要目的：（1）、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。（2）、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。 (3)、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。 (4)、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。