上下料机械手课程设计说明书
机械手设计说明书
1 设计项目名称机械装备项目--机械手课程设计2 设计目的利用设计的机械手夹起形状为正六边体，质量为5kg工件，并运送到工作台。
设计的过程主要解决的问题如下：（1）工件的重量和外形尺寸问题：工件质量5kg，半径在90-110mm范围内。
（2）工件的外形问题：工件的横截面为正六边形，夹紧的过程要解决夹到棱边的问题。
（3）各零部件的工艺问题：零部件应有良好的工艺性，可用最简单，常见的工艺（铸，车，铣，钻等），实现零部件的加工。
（4）整体的稳定性，灵活性保证问题：各部件协调工作，保证装配体的工作稳定：如齿轮齿条配合，连杆配合等的稳定性考虑；保证机械手总体质量小，惯性小，灵活可靠。
3 设计方案说明3.1机械手工作原理图1 拆去底板装配图工作过程：液压缸产生推力，推动齿条来回移动，齿轮与齿条啮合旋转，齿轮带动四连杆转动，连杆推动夹板夹住工件。
3.2结构说明3.2.1执行机构：夹板图2 夹板1）特点夹板在竖直方向上有采用铰接，可自动调整到与工件位置相平行的状态，夹板上有滚花工艺，增大摩擦系数，保证夹起的工件不滑落。
2）尺寸根据工件的外形尺寸，确定夹板长×宽为：80×50，根据经验，采用厚度为5mm的钢板。
3.2.2传动链1、四连杆机构图4 四连杆机构1）特点四连杆机构铰链连接的部分采用滑动轴承，安装尺寸小，润滑方便，四连杆运动摩擦小；连杆机构在未到达死点的位置下工作，机构工作可靠；连杆机构可以保证使夹板平行运动，从而保证夹板与工件表面平行，夹板接触工件时受力均匀，可平稳夹住工件，增强了整体装夹的稳定性。
2）尺寸计算图5 结构简图确定L2：因为机械手要夹紧的工件的范围是90～110mm，故L2＝L1=(110+19×2-40)÷2=54mm留下一定的设计余量，选L2=60mm。
确定L3：为了能够装夹不同高度的工件，同时选择L5=40mm，连杆的长度L3应满足：L3=L5+h=87.5mm，取L3=90mm。
自动上下料机械手设计
自动上下料机械手的设计摘要随着机电一体化技术和计算机技术的应用，机械手的研究和开发水平获得了迅猛的发展并涉及到人类社会生产及生活的各个领域，特别是工业机械手在生产加工中的应用。
机械手是近代自动控制领域中出现的一种新型技术装备，它能模仿人体上肢某些动作，在生产中代替人搬运物体或操持工具进行动作，已成为现代机械制造系统中的一个重要组成部分。
本次设计主要设计自动上下料的机械手，该系统采用液压驱动，传动平稳，且易于控制，控制系统采用一般PLC所具有的位移寄存器和位移指令来编程。
关键词：机械手，液压驱动，控制系统目录1绪论 (1)2 工业机械手的设计方案 (2)2.1 工业机械手的组成 (2)2.2 上下料机械手的工作原理 (3)2.3 规格参数的选择 (3)2.4 设计路线与方案 (4)2.4.1 机械手的总体设计方案 (4)2.4.2 设计步骤 (4)2.4.3 研究方法和措施 (4)3 机械手各部分的计算与分析 (5)3.1 手部计算与分析 (5)3.1.1 滑槽杠杆式手部设计的基本要求 (5)3.1.2 手部的计算和分析 (5)3.2 腕部计算与分析 (12)3.2.1 腕部设计的基本要求 (12)3.2.2 腕部回转力矩的计算 (13)3.2.3 腕部摆动油缸设计 (16)3.2.4 选键并校核强度 (18)3.3 臂部计算与分析 (18)3.3.1 臂部设计的基本要求 (18)3.3.2 手臂的设计计算 (20)3.4 机身计算与分析 (28)4 液压系统设计 (29)4.1 液压系统总体设计 (29)4.2 液压元件的选择 (29)4.2.1 液压缸 (29)4.2.2 液压泵的选取要求及其具体选取 (31)4.2.3 选择液压控制阀的原则 (33)4.2.4 选择液压辅助元件的要求 (33)5 液压元件的保养与维修 (37)5.1 液压元件的安装 (37)5.2 液压系统的一般使用与维护 (37)5.3 一般技术安全事项 (37)6 结论 (39)参考文献 (40)致谢 (41)附录 (42)1绪论工业机械手是人类创造的一种机器,更是人类创造的一项伟大奇迹,其研究、开发和设计是从二十世纪中叶开始的。
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。
机床上下料机械手设计_说明书(65页)
机床上下料机械手设计_说明书(65页)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。
物料搬运机械手课程设计
物料搬运机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解物料搬运机械手的基本结构、工作原理及功能。
2. 学生能够掌握物料搬运机械手的主要组成部分及其作用。
3. 学生能够了解物料搬运机械手在工业生产中的应用及发展。
技能目标：1. 学生能够运用所学的知识，分析并解决物料搬运机械手在操作过程中可能遇到的问题。
2. 学生能够设计简单的物料搬运机械手控制系统，提高实际操作能力。
3. 学生能够通过团队合作，完成物料搬运机械手的组装和调试。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到物料搬运机械手在现代社会中的重要性，增强对工程技术的兴趣和热情。
2. 学生在团队协作中，培养沟通、交流和合作的能力，提高团队意识。
3. 学生能够关注物料搬运机械手技术的发展，树立创新意识，激发探索未知领域的欲望。
课程性质：本课程为工程技术类课程，以实践操作为主，理论学习为辅。
学生特点：学生具备一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇心，喜欢探索和实践。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力和解决问题的能力。
在教学过程中，注重培养学生的团队合作意识和创新精神。
通过本课程的学习，使学生能够掌握物料搬运机械手的相关知识，为今后从事相关工作打下基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 理论知识：- 机械手的结构组成：介绍机械手的基本结构，如执行器、传感器、控制器等。
- 工作原理：讲解机械手各部分如何协同工作，实现物料的搬运。
- 应用领域：分析机械手在工业生产、物流仓储等领域的实际应用。
教学内容参考教材相关章节，确保学生能够系统地掌握理论知识。
2. 实践操作：- 机械手组装：指导学生动手组装简单的物料搬运机械手，了解各部分之间的连接关系。
- 控制系统设计：教授学生设计简单的机械手控制系统，实现基本功能。
- 调试与优化：教授学生如何调试机械手，使其达到最佳工作状态。
实践操作部分将结合教材内容，安排相应的实践课时，确保学生能够充分锻炼动手能力。
上下料机械手设计说明书
编号：（ ）字 号本科生毕业设计（论文）题目：姓名： 学号：班级：二〇一四六月上下料机械手 徐洪枫 03101231 机械工程及自动化20100班中国矿业大学本科生毕业设计姓名：徐洪枫学号：031047 学院：机电工程学院专业：机械工程及自动化设计题目：上下料机械手专题：指导教师：钱继国职称：副教授二O一四六月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院机电学院专业年级机自10-10学生姓名徐洪枫任务下达日期：2014年2月21日毕业设计日期：2014年3月1日至2014年6月15日毕业设计题目：上下料机械手毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：一、主要设计参数：（自选参数）1．抓重：25kg2．工件直径d mm100。
3．驱动方式：液压驱动。
4．工作自由度：腕回转、腕转动、臂上仰、臂回转二、设计要求1：拟定机械手的总体设计，确定其运动形式，2：作业空间及有关规格参数，进行各零件的设计与计算3：设计与绘制机械手的总体图、装配图及零件图4：机械手运动分析院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；⑨是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；⑨是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩摘要本篇主要是液压型-自动上下料机械手的结构设计，主要完成的动作有腕回转、腕转动、臂上仰、臂回转。
送料机械手 设计说明书
目录摘要 (1)第一章机械手设计任务书 (1)1.1毕业设计目的 (1)1.2本课题的内容和要求 (2)第二章抓取机构设计 (4)2.1手部设计计算 (4)2.2腕部设计计算 (7)2.3臂伸缩机构设计 (9)第三章液压系统原理设计及草图 (11)3.1手部抓取缸 (11)3.2腕部摆动液压回路 (13)3.3小臂伸缩缸液压回路 (14)3.4总体系统图 (15)第四章机身机座的结构设计 (16)4.1电机的选择 (17)4.2减速器的选择 (18)4.3螺柱的设计与校核 (18)第五章机械手的定位与平稳性 (20)5.1常用的定位方式 (20)5.2影响平稳性和定位精度的因素 (20)5.3机械手运动的缓冲装置 (21)第六章机械手的控制 (22)第七章机械手的组成与分类 (24)7.1机械手组成 (24)7.2机械手分类 (25)毕业设计感想 (25)参考资料 (26)送料机械手设计摘要本课题是为普通车床配套而设计的上料机械手。
工业机械手是工业生产的必然产物，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设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。
因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。
实践证明，工业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、放射性和其他有毒、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。
本课题通过应用AutoCAD 技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设计，它能实行自动上料运动；在安装工件时，将工件送入卡盘中的夹紧运动等。
上料机械手的运动速度是按着满足生产率的要求来设定。
关键字机械手，AutoCAD。
第一章机械手设计任务书1.1毕业设计目的毕业设计是学生完成本专业教学计划的最后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技术问题而进行的一次基本训练。
自动上下料机械手毕业设计
自动上下料机械手毕业设计一、需求分析随着工业自动化水平的提高，自动上下料机械手在工业生产线上的作用越来越重要。
自动上下料机械手能够替代人工完成重复的上下料工作，提高生产效率和产品质量。
因此，设计一个具有自动上下料功能的机械手成为了当前毕业设计的热门课题之一二、系统结构设计在设计自动上下料机械手之前，需要先明确机械手的结构和工作原理。
1.结构设计2.工作原理机械手的工作原理主要分为三个步骤：识别物体位置、抓取物体、放置物体。
a.物体识别机械手需要通过视觉系统或传感器来识别需要上下料的物体位置。
视觉系统可以通过图像处理技术识别物体的形状、颜色和位置信息，传感器可以通过接触或非接触方式感知物体的位置。
b.抓取物体机械手通过夹爪对物体进行抓取。
夹爪可以采用机械夹持、气动夹持或电磁夹持等方式来完成抓取动作。
在抓取物体时需要注意夹爪的力度和抓取位置，以确保物体不会被损坏或滑落。
c.放置物体机械手将抓取的物体放置到目标位置。
在放置物体时同样需要注意放置位置和力度，以确保物体能够准确放置到目标位置。
三、技术选型在设计自动上下料机械手的过程中，需要选取合适的技术和材料。
1.机械结构机械结构可以采用金属、塑料或复合材料制作，具体选材要根据机械手的负荷和精度要求来决定。
2.夹爪夹爪可以根据具体应用选择合适的类型，例如并行夹爪、夹具夹爪或磁力夹爪等。
3.控制系统机械手的运动控制系统可以采用单片机、PLC或伺服电机控制等方式。
选择控制系统时需要考虑运动速度、精度和整体效率等因素。
四、系统实现在设计完机械手的结构和选型之后，需要进行系统的实现。
1.机械结构制作根据设计要求制作机械手的机械结构，包括机械臂、夹爪和固定装置等。
2.控制系统搭建根据选定的控制系统，搭建机械手的运动控制系统。
可以通过编程、电路连接和传感器安装等方式完成。
3.调试和测试完成机械手的组装后，进行调试和测试。
通过调试和测试可以发现和解决机械手运动、抓取和放置等环节出现的问题，并对系统进行优化和改进。
液压课设任务书-机床上下料机械手
安
排
起止日期
工作内容
2013.12.20
熟悉设计的一般步骤和方法、设计的要求、布置设计题目；
2013.12.21.-12.24
学生进行设计；
2013.12.25-12.26
教师验收，学生修改打印设计报告。
2013.12.27
答辩
主
要
参
考
资
料
[1]许福玲 陈尧明主编，液压与气压传动，机械工业出版社，2007年6月。
[7] 成大先. 机械设计手册（单行本）.液压传动.北京：化学工业出版社，2001.
[8] 杨培元，朱福元．液压系统设计简明手册.北京：机械工业出版社，1999.
指导教师（签字）：年月日
d、控制方式：起止设定位置；
e、定位精度：±0.5mm；
f、手指握力：392N；
g、驱动方式：液压驱动。
3）机械手自动化要求：
要求系统采用电液结合，实现自动循环，速度换接无冲击，且速度要稳定，能承受一定量的反向负荷。
二、设计任务
完成如下工作：
1）按机床上下料机械手要求设计液压系统，绘出液压系统图。
2）确定执行液压缸的结构参数。
[2] 章宏甲等编，液压与气压传动，机械工业出版社，2004年2月。
[3] 何存兴主编，液压传动与气压传动，华中科技大学出版社，2002年1月。
[4] 张群生主编，液压与气压传动，机械工业出版社，2001年8月。
[5] 姜继海等主编，液压与气压传动，高等教育出版社，2002年1月。
[6] 左建民主编，液压与气压传动，机械工业出版社，1995年10月。
课程设计任务书
2013-2014学年第一学期
机电工程学院（系、部）机械制造专业110114班级
机械手课程设计说明书
第1章绪论1.1 工业机器人的简介工业机器人是机械技术、电子技术与计算机技术有机结合在一起形成的一种机电一体化的产品，从其诞生起就受到人们的关心与重视。
经过几十年的发展，目前工业机器人技术已经很成熟。
工业机器人已从最初在解决劳动密集型工业中单调、重复的体力劳动发展到满足制造业自动化规模生产需要的工作。
其应用领域不断扩大，从最初主要应用于汽车工业发展到现在涉及制造业的各个行业。
目前我国国民经济的快速发展，先进制造业已进入一个新的发展阶段。
随着经济全球化和我国加入WTO，中国制造业面临着与国际接轨、参与国际竞争的局面。
如何适应快速变化的国内外市场需求，如何以高质量、低成本、快速反应的手段在市场中取得生存和发展，已是我国企业不容回避的问题，这些问题为工业机器人的应用提供了大的市场需求，促使中国工业机器人的应用市场日趋成熟。
近几年来，国外著名的工业机器人制造厂商纷纷加大了在我国的投资和应用技术的投入，对我国的国产工业机器人产业的发展带来了严峻的挑战。
我国政府非常重视机器人技术的发展，从“七五”科技攻关及实施863 计划开始，就有计划地组织和发展工业机器人事业，经过20多年的研制和应用，目前在工业机器人的一些机种方面，如喷漆机器人、焊接机器人、搬运机器人、装配机器人和特种机器人都有了长足的进步，基本掌握了工业机器人的设计制造技术和机器人应用中单元和生产线的设计、制造技术，有了一支具有一定水平的技术队伍，奠定了我国独立自主发展机器人产业的基础。
但是，我国工业机器人在总体技术上与国外先进水平相比还有很大差距，仅相当于国外九十年代中期的水平。
目前工业机器人的生产规模仍然不大，多数是单件小批生产，关键配套的单元部件和器件始终处于进口状态，工业机器人的性价比较低。
我国整体装备制造水平不高，制约了我国工业机器人产业的形成和实现规模化的发展。
尽管中国工业机器人的需求在逐年增加，但要能为用户提供高质价廉的工业机器人商品，目前在我国尚有较长的路程。
机器人上下料课程设计
机器人上下料课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解机器人上下料的原理和流程，掌握相关术语及概念。
2. 学生能描述机器人上下料的编程步骤，了解不同传感器在上下料过程中的作用。
3. 学生了解机器人上下料系统在实际工业生产中的应用和意义。
技能目标：1. 学生能独立操作教学用机器人进行上下料模拟，完成基本编程和调试。
2. 学生能够运用所学的知识，分析和解决上下料过程中遇到的技术问题。
3. 学生能够通过小组合作，进行有效的沟通与协作，完成上下料任务。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机器人技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 学生认识到机器人技术在工业生产中的重要性，增强对智能制造的认识。
3. 学生通过课程学习，培养团队协作意识，提高沟通能力，增强自信心。
课程性质分析：本课程为实践性较强的课程，旨在通过实际操作让学生掌握机器人上下料的基本原理和技能，提高学生的动手能力和解决问题的能力。
学生特点分析：学生为初中年级学生，对新鲜事物充满好奇，具有一定的动手能力和探究精神。
在课程设计上需注重理论与实践相结合，以激发学生的学习兴趣。
教学要求：1. 教师在教学过程中应注重学生的实际操作，引导学生主动探究和解决问题。
2. 教师需关注学生的个体差异，给予个性化的指导，确保每个学生都能达到课程目标。
3. 教学评估应关注学生的知识掌握、技能运用以及情感态度价值观的培养。
二、教学内容1. 机器人上下料基本原理：介绍机器人上下料的定义、分类及其在工业生产中的应用，涉及课本第二章第一节内容。
2. 机器人上下料系统组成：详细讲解机器人上下料系统的各个组成部分，包括机器人本体、控制器、传感器等，对应课本第二章第二节。
3. 机器人编程与操作：教授机器人上下料的编程方法，包括示教编程、离线编程等，以及操作步骤，涉及课本第二章第三节。
4. 传感器应用：介绍各种传感器在机器人上下料过程中的作用，如位置传感器、压力传感器等，对应课本第二章第四节。
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。
锻机上下料机械手设计说明书
摘要在中国工业发展历程当中，很多高生产率高精度的机械设备从国外引进，它大大的提高了工作速度，产品的加工精度，降低了工作的劳动强度，所以大受欢迎。
但是这类设备引进费用也是相当的昂贵，所以国内很多企业的技术人员在原先的设备之上进行改进，来达到提高生产率和降低工人的劳动强度，实现工业自动化，这类改进同样也大受欢迎。
电动机座加工自动卸料机械手是建立在安全、经济与效率之上的，它主要由大手臂回转缸、小手臂上下升降液压缸及手部夹紧液压缸组成。
来起到减少上料的时间，减轻工人劳动强度的目的。
本机械手有两个自由度，大手臂回转90度，小手臂及夹紧装置上下移动合并一个自由度；由此对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。
因而具有强大的生命力，受到人们的广泛重视和欢迎。
工业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，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，如果没有机械手那么工人的劳动强度是很高的，生产速度大大延缓，这种情况采用机械手是很有效的。
此外，它能在高温、低温、深水、噪声及反射性和其他有毒、有污染环境条件上进行操作。
更显其优越性，有着广阔的发展前途。
关键词：机械手；自动化；液压AbstractChina's industrial development in many high productivity, high precision of the mechanical equipment imported from abroad, it greatly improves the speed of work, product processing precision, reduces the labor intensity and so work very popular. But this kind of equipment introduction fee is also pretty expensive, so many domestic enterprises technical personnel in the original equipment improvement to reach above improve productivity and reduce labor intensity, and realize industrial automation, this kind of improvement is also very popular.Electric base processing auto unloader manipulator is built on safety, economy and efficiency, and it mainly consists of over large turning cylinders, small arms arm and hand lifting the hydraulic cylinder and clamping hydraulic cylinder composed. To help reduce feeding time, reduce labor intensity purpose. This manipulator has two degrees of freedom, big arm rotary 90 degrees, small arms and clamping device move incorporate a freedom; Thus to realize industrial production automation, promote the further development of industrial production plays an important role. Thus has strong vitality, widely regarded by people and welcome.Industrial robots can replace the hands of heavy labor, significantly reduce the labor intensity, improve labor productivity and automation level. Industrial production in the bulky workpiece often appear handling and long-term frequent, drab operation, if not manipulator so worker's Labour intensity is high, the production speed greatly retard, this kind of circumstance using manipulator is very effective. In addition, it can be in high temperature, low temperature and deep water, noise and reflection sex and other toxic, conditions of environmental pollution operation. More show its superiority, with broad prospects.KeyWords：Robots,；automation；hydraulic pressure目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 研究背景及发展现状 (1)1.2 本课题的研究目的及意义 (2)1.3 本课题的研究内容 (3)2 机械手的总体设计 (5)2.1 总体方案的比较与选定 (5)2.1.1 各种坐标形式机械手的比较 (5)2.1.2选定的两个机械手方案的概述及比较 (8)2.2 机械手的组成及各部分关系概述 ............................... 错误！未定义书签。
机械手课程设计说明书
长春工业大学课程设计说明书课程设计名称《计算机辅助设计与制造》课程设计专业机械制造及自动化班级 110105学生姓名宋柏林宁家麟指导教师孙宝玉2014 年 11月26日1设计任务机器人的应用可以提高劳动生产率和产品质量，改善劳动条件，解决劳动力不足等问题构成。
机械手能模仿人手掌和手臂的某些动作功能，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。
机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，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。
机械手是具有模仿人类手功能并可完成各种作业的自动控制设备，这种机器人系统有多关节连结并节允许在平面或三度空间进行运动或使用线性位移移动。
研究开发机械手的意义可以概括如下：一、以提高生产过程中的自动化程度应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。
二、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、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，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的完成作业，使劳动条件得以改善。
在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。
三、可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用机械手代替人进行工作，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的工作，这是减少人力的另一个侧面。
因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都没有机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。
2设计分析仿人机械手可实现各自由度的单独运动或联动，能在一定范围内实现复杂的轨迹运动；具有高精度的运动和定位精度，装卸方便、调整容易、工作可靠；可检测各自位置情况；装卸方便、调整容易、工作可靠。
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。
自动上下料机械手设计
自动上下料机械手的设计摘要随着机电一体化技术和计算机技术的应用，机械手的研究和开发水平获得了迅猛的发展并涉及到人类社会生产及生活的各个领域，特别是工业机械手在生产加工中的应用。
机械手是近代自动控制领域中出现的一种新型技术装备，它能模仿人体上肢某些动作，在生产中代替人搬运物体或操持工具进行动作，已成为现代机械制造系统中的一个重要组成部分。
本次设计主要设计自动上下料的机械手，该系统采用液压驱动，传动平稳，且易于控制，控制系统采用一般PLC所具有的位移寄存器和位移指令来编程。
关键词：机械手，液压驱动，控制系统目录1绪论 (1)2 工业机械手的设计方案 (2)2.1 工业机械手的组成 (2)2.2 上下料机械手的工作原理 (3)2.3 规格参数的选择 (3)2.4 设计路线与方案 (4)2.4.1 机械手的总体设计方案 (4)2.4.2 设计步骤 (4)2.4.3 研究方法和措施 (4)3 机械手各部分的计算与分析 (5)3.1 手部计算与分析 (5)3.1.1 滑槽杠杆式手部设计的基本要求 (5)3.1.2 手部的计算和分析 (5)3.2 腕部计算与分析 (12)3.2.1 腕部设计的基本要求 (12)3.2.2 腕部回转力矩的计算 (13)3.2.3 腕部摆动油缸设计 (16)3.2.4 选键并校核强度 (18)3.3 臂部计算与分析 (18)3.3.1 臂部设计的基本要求 (18)3.3.2 手臂的设计计算 (20)3.4 机身计算与分析 (28)4 液压系统设计 (29)4.1 液压系统总体设计 (29)4.2 液压元件的选择 (29)4.2.1 液压缸 (29)4.2.2 液压泵的选取要求及其具体选取 (31)4.2.3 选择液压控制阀的原则 (33)4.2.4 选择液压辅助元件的要求 (33)5 液压元件的保养与维修 (37)5.1 液压元件的安装 (37)5.2 液压系统的一般使用与维护 (37)5.3 一般技术安全事项 (37)6 结论 (39)参考文献 (40)致谢 (41)附录 (42)1绪论工业机械手是人类创造的一种机器,更是人类创造的一项伟大奇迹,其研究、开发和设计是从二十世纪中叶开始的。
上下料机械手课程设计说明书
专业课程设计任务书一、目的与要求《专业课程设计》是机械设计及自动化专业方向学生的重要实践性教育环节，也是该专业学生毕业设计前的最后一次课程设计。
拟通过《专业课程设计》这一教学环节来着重提高学生的机构分析与综合的能力、机械结构功能设计能力、机械系统设计的能力和综合运用现代设计方法的能力，培养学生的创新与实践能力。
在《专业课程设计》中，应始终注重学生能力的培养与提高。
《专业课程设计》的题目为工业机械手设计，要求学生在教师的指导下，独立完成整个设计过程。
学生通过《专业课程设计》，应该在下述几个方面得到锻炼：1．综合运用已学过的“机械设计学”、“液压传动”、“机械系统设计”、“计算机辅助设计”等课程和其他已学过的有关先修课程的理论和实际知识，解决某一个具体设计问题，是所学知识得到进一步巩固、深化和发展。
2．通过比较完整地设计某一机电产品，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，掌握机电产品设计的一般方法和步骤。
3．培养机械设计工作者必备的基本技能，及熟练地应用有关参考资料，如设计图表、手册、图册、标准和规范等。
4．进一步培养学生的自学能力、创新能力和综合素质。
二．主要内容（1）根据以上相关设计参数及要求，完成精锻机上料机械手方案设计、结构设计及控制系统设（2）撰写专业课程设计报告一份，不少于10000字。
1．机械手总装图1张（0号图纸）、部件图若干张（0号图纸）；2．全部非标零件图（图纸类型是零件类型及复杂程度而定）；3．液压原理图和电器控制原理图各一张；4．撰写专业课程设计报告一份，不少于10000字。
五、考核方式专业课程设计的成绩评定采用四级评分制，即优秀、良好、通过和不通过。
成绩的评定主要考虑学生的独立工作能力、设计质量、答辩情况和平时表现等几个方面，特别要注意学生独立进行工程技术工作的能力和创新精神，全面衡量学生的真实质量。
学生姓名：安蕾刘国威刘欣磊彭澎孙赫俊指导教师：杨晓红、花广如、杨化动2011年12月30日一机械手动作过程和主要设计参数介绍1.1 任务概述本次专业课程设计的任务是设计精锻机上料机械手。
上下料机械手设计
上下料机械手设计
1.功能需求：首先，需要确定该机械手需要完成的任务是什么。
是将
物料从一个位置搬运到另一个位置，还是将物料放入或取出生产线中的机
器设备？根据任务需求，确定机械手的结构和工作方式。
2.工作负载：机械手需要能够承受将要搬运的物料的重量和尺寸。
根
据实际需求，确定机械手的承载能力和工作范围。
3.结构设计：机械手的结构设计是关键环节，需要确定机械手的臂长、关节数量和类型，以及各个关节的运动范围和速度。
同时，还要考虑机械
手的稳定性和精度，以确保其能够准确地完成任务。
4.控制系统：机械手的控制系统包括机械手的动力源以及控制机构。
通常采用电动机作为动力源，通过编程控制来实现机械手的运动。
控制系
统还需要考虑到安全性和易用性，例如加装安全感应器来避免碰撞等。
5.通信与接口：机械手需要与其他设备或系统进行通信和接口，以实
现工作的配合。
通常采用传感器等设备来实现与其他系统的交互。
6.安全性设计：机械手在工作时需要确保操作的安全性，避免伤人或
破坏物料。
因此，需要在机械手的设计中考虑到安全装置，例如安装急停
开关或安全屏障等。
7.维护与保养：机械手作为一种复杂的设备，需要定期维护和保养，
以确保其正常运行。
在设计时应考虑到易于维护的要求，例如合理的机械
结构设计和易于更换的零部件。
上下料冲压机械手的设计范本
本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载上下料冲压机械手的设计范本地点： ________________时间： ________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容本科毕业设计上下料冲压机械手的设计诚信承诺书本人郑重承诺和声明：我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校有关规定，恪守学术规范，此毕业论文（设计）中均系本人在指导教师指导下独立完成，没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果，没有篡改研究数据，凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释, 如有违规行为发生，我愿承担一切责任，接受学校的处理,并承担相应的法律责任。
毕业论文（设计）作者签名：年月日摘要上下料冲压机械手是根据实际冲压生产过程中的特点，专门为提高生产效率，解放人力等而研制的一种自动化机械设备。
本文在查阅了有关机械手方面的资料之后，简单介绍了其作用、组成和分类。
根据课题要求对机械手进行了总体方案设计，确定了机械手的坐标型式、运动自由度以及机械手的技术参数。
根据对机械手手部、腕部、手臂以及机身等结构的设计计算得出数据，并且通过三维软件solidworks绘制出产品模型，最后对机械手的结构进行完善。
同时，绘制了机械手气压系统工作原理图，选取了合适的零部件；利用PLC对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号；根据机械手的丄作流程制定了可编程序控制器的控制方案，画出了的机械手的操作流程图。
关键词：机械手；参数设计；软件模拟；PLC方案控制ABSTRACTUp-down material characteristics in the process of stamping manipulator is based on the actual production, specially in order to improve the production efficiency, human liberation and so on and developed an automated machinery and equipment. Based on the searchHYPERLINK \1，，_Toc450748629 _Toc450748629 \h 4after reading information about manipulator, simply introduces the function, composition and classification. Overall design of manipulator in accordance with the requirements of project, to determine the coordinates of the manipulator, degrees of freedom of movement and technical parameters of the manipulator ・ According to the manipulator hand, wrist, arm, and the fuselage structure design and calculation of the obtained data, and through 3D software solidworks to map the product model, and finally to improve the structure of the manipulator ・ At the same time, draw the manipulator working principle of the pneumatic system diagram, select the appropriate components ・ Using PLC to control the manipulator, selected the suitable PLC model: According to the working process of the manipulator made the control scheme of programmable controller, draw the operation flow chart of the manipulator ・Key Words ： manipulator:Parameter design;Software simulation :PLC program control目录 TOC \o "1-3" \h \z \u HYPERLINK \1 z ，_Toc450748625 Toc450748625 \h 1HYPERLINK \1 "_Toc450748626 Toc450748626 \h 1HYPERLINK \1 "_Toc450748627 Toc450748627 \h 1HYPERLINK \1 "_Toc450748628 Toc450748628 \h 31 绪论 PAGEREF1.1机械手概述 PAGEREF1. 2机械手的组成 PAGEREF1.3国内外发展概况 PAGEREF1. 4本章小结 PAGEREFHYPERLINK \1 "_Toc4507486302机械手总体设计方案 PAGEREFHYPERLINK \1 "_Toc450748642"3. 1. 3传动同步带的选择与相应带轮的设讣PAGEREF _Toc450748642 \h 10_Toc450748637 \h 8_Toc450748638 \h 9_Toc450748630 \h 5HYPERLINK \1 "_Toc450748631_Toc450748631 \h 5HYPERLINK \1，，_Toc450748632_Toc450748632 \h 6HYPERLINK \1 "_Toc450748633_Toc450748633 \h 6HYPERLINK \1 "_Toc450748634PAGEREF _Toc450748634 \h 7HYPERLINK \1，，_Toc450748635PAGEREF _Toc450748635 \h 7HYPERLINK \1，，_Toc450748636_Toc450748636 \h 82. 1执行部分的选择 PAGEREF2. 2驱动部分的选择 PAGEREF2. 3控制方案的确定 PAGEREF2.4机械手的基本形式选择2. 5机械手主要部件及运动2. 6机械手的技术参数 PAGEREFHYPERLINK \1 "_Toc450748637"2.7本章小结 PAGEREFHYPERLINK \1 "_Toc450748638"3执行机构的设计 PAGEREFHYPERLINK \1 "_Toc450748639"_Toc450748639 \h 9HYPERLINK \1 "_Toc450748640"_Toc450748640 \h 9HYPERLINK \1 "_Toc450748641"选择 PAGEREF _Toc450748641 \h 93. 1手腕部分的设计PAGEREF3. 1. 1手腕处轴承的选择PAGEREF3. 1. 2手腕驱动伺服电机与减速器的HYPERLINK \1 〃_Toc430748636〃 3.4. 1转盘轴承的选择PAGEREF_Toc450748656 \h 21HYPERLINK \1 〃_Toc450748643〃 3. 1. 4 手腕部分小结PAGEREF_Toc450748643 \h 11HYPERLINK \1 "_Toc450748644" 3. 2 手臂伸缩部分的设计PAGEREF_Toc450748644 \h 12HYPERLINK \1 "_Toc450748645"3. 2. 1 直线导轨与滑块的选择PAGEREF _Toc450748645 \h 12HYPERLINK \1 "_Toc450748646"3.2.2传动同步带选择与相应带轮的设计 PAGEREF _Toc430748646 \h 15设计 PAGEREF _Toc450748647 \h 15_Toc450748648 \h 16PAGEREF _Toc450748653 \h 20_Toc450748654 \h 20_Toc450748655 \h 21HYPERLINK \1 〃_Toc450748647〃 3. 2.3伺服电机的选择与传动带轮的HYPERLINK \1 〃_Toc450748648〃 3. 2. 4手臂伸缩部分小结PAGEREFHYPERLINK \1，z _Toc450748650 Toc450748650 \h 17HYPERLINK \1，，_Toc450748651 Toc450748651 \h 17HYPERLINK \1 "_Toc450748652Toc450748652 \h 193. 3手臂升降部分的设计 PAGEREF3. 3.1滚珠丝杠的选择 PAGEREF3. 3.2伺服电机的选择 PAGEREFHYPERLINK \1 〃_Toc430748633〃 3. 3. 3光轴与直线轴承的选择HYPERLINK \1 /，_Toc450748654z ， 3. 3.4手臂升降部分小结PAGEREFHYPERLINK \1，，_Toc450748655"3.4手臂旋转部分的设计 PAGEREFHYPERLINK \1，/_Toc450748657，/3.4.2伺服电机的选择以及减速比的_Toc450748670 \h 34确定 PAGEREF _Toc450748657 \h 21_Toc450748666 \h 25_Toc450748667 \h 31_Toc450748668 \h 32HYPERLINK \1 〃_Toc450748669〃_Toc450748669 \h 33HYPERLINK \1 〃_Toc43074867(THYPERLINK \1，，_Toc450748658_Toc450748658 \h 22HYPERLINK \1，，_Toc450748660_Toc450748660 \h 23HYPERLINK \1 "_Toc450748661PAGEREF _Toc450748661 \h 23HYPERLINK \1 "_Toc450748662PAGEREF _Toc450748662 \h 23HYPERLINK \1，，_Toc450748663_Toc450748663 \h 24HYPERLINK \1，，_Toc450748664_Toc450748664 \h 24HYPERLINK \1 "_Toc450748663PAGEREF _Toc450748665 \h3.4. 3手臂旋转部分小结 PAGEREF4气动系统的设计 PAGEREF4. 1气压系统的工作原理图4. 2气动系统相关部件的选择5机械手控制系统设计 PAGEREF5. 1机械手的工艺过程 PAGEREF5.2机械手控制系统主要硬件的选择HYPERLINK \1 〃_Toc450748666〃 5. 3 PLC 控制伺服电机范例 PAGEREFHYPERLINK \1 〃_Toc430748667〃 5.4 机械手操作过程简述 PAGEREFHYPERLINK \1 〃_Toc450748668〃 5. 5本章小结 PAGEREFPAGEREFPAGEREFHYPERLINK \1 "_Toc450748671" 参考文献 PAGEREF_Toc450748671 \h 351绪论机械手是一种在现代自动化生产过程中具有抓取和移动工件功能的自动化设备，它是一种在机械化、自动化生产过程中发展起来的新型设备［1］。
上料机械手课程设计
上料机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解上料机械手的基本结构及其工作原理，掌握相关术语和概念。
2. 学生能够描述上料机械手在工业生产中的应用场景，了解其在自动化生产线中的作用。
3. 学生掌握上料机械手的操作步骤和安全规范，了解其维护与保养的基本方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决上料机械手操作过程中遇到的问题。
2. 学生能够设计简单的上料机械手动作程序，实现物料的抓取、搬运和放置。
3. 学生通过实际操作，提高动手能力和团队协作能力，培养工程思维。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械工程及自动化技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 学生树立安全生产观念，养成良好的操作习惯，注重环保和资源节约。
3. 学生通过本课程的学习，增强对现代工业生产中自动化设备应用的认识，提高对国家制造业发展的信心。
课程性质：本课程为技术设计与实践课程，结合理论知识与实际操作，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：初三学生具有一定的物理知识和动手能力，对新技术和新设备充满好奇，喜欢实践操作。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每位学生都能达到课程目标。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 上料机械手基础知识：- 机械手的基本结构及功能- 常用传感器及其作用- 机械手的工作原理及控制方式2. 上料机械手的操作与编程：- 机械手的操作步骤及安全规范- 常用编程指令及其功能- 简单动作程序的设计与调试3. 上料机械手的应用与维护：- 上料机械手在工业生产中的应用案例- 机械手的维护与保养方法- 常见故障分析与排除教学大纲安排如下：第一课时：上料机械手基础知识1.1 机械手的基本结构及功能1.2 常用传感器及其作用1.3 机械手的工作原理及控制方式第二课时：上料机械手的操作与编程2.1 机械手的操作步骤及安全规范2.2 常用编程指令及其功能2.3 简单动作程序的设计与调试第三课时：上料机械手的应用与维护3.1 上料机械手在工业生产中的应用案例3.2 机械手的维护与保养方法3.3 常见故障分析与排除教学内容与课本关联性：本课程教学内容紧密结合课本第三章“自动化设备”的内容，通过实践操作，使学生更好地理解和掌握上料机械手的相关知识。
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专业课程设计任务书一、目的与要求《专业课程设计》是机械设计及自动化专业方向学生的重要实践性教育环节，也是该专业学生毕业设计前的最后一次课程设计。
拟通过《专业课程设计》这一教学环节来着重提高学生的机构分析与综合的能力、机械结构功能设计能力、机械系统设计的能力和综合运用现代设计方法的能力，培养学生的创新与实践能力。
在《专业课程设计》中，应始终注重学生能力的培养与提高。
《专业课程设计》的题目为工业机械手设计，要求学生在教师的指导下，独立完成整个设计过程。
学生通过《专业课程设计》，应该在下述几个方面得到锻炼：1．综合运用已学过的“机械设计学”、“液压传动”、“机械系统设计”、“计算机辅助设计”等课程和其他已学过的有关先修课程的理论和实际知识，解决某一个具体设计问题，是所学知识得到进一步巩固、深化和发展。
2．通过比较完整地设计某一机电产品，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，掌握机电产品设计的一般方法和步骤。
3．培养机械设计工作者必备的基本技能，及熟练地应用有关参考资料，如设计图表、手册、图册、标准和规范等。
4．进一步培养学生的自学能力、创新能力和综合素质。
二．主要内容（1）根据以上相关设计参数及要求，完成精锻机上料机械手方案设计、结构设计及控制系统设（2）撰写专业课程设计报告一份，不少于10000字。
1．机械手总装图1张（0号图纸）、部件图若干张（0号图纸）；2．全部非标零件图（图纸类型是零件类型及复杂程度而定）；3．液压原理图和电器控制原理图各一张；4．撰写专业课程设计报告一份，不少于10000字。
五、考核方式专业课程设计的成绩评定采用四级评分制，即优秀、良好、通过和不通过。
成绩的评定主要考虑学生的独立工作能力、设计质量、答辩情况和平时表现等几个方面，特别要注意学生独立进行工程技术工作的能力和创新精神，全面衡量学生的真实质量。
学生姓名：安蕾刘国威刘欣磊彭澎孙赫俊指导教师：杨晓红、花广如、杨化动2011年12月30日一机械手动作过程和主要设计参数介绍1.1 任务概述本次专业课程设计的任务是设计精锻机上料机械手。
本机械手是为精锻机服务的，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，可大大减少工人的劳动强度，并且大大提高上料的效率。
工业机械手是一种新型的自动化装置，它可根据作业的要求，按照预先确定的程序搬运物体，装卸零件以及操持喷枪、焊把等工具区完成一定的任务，因此它可在繁重、高温和多粉尘等劳动条件较差的作业中，部分地代替人工操作。
1.2 精锻机上料机械手的动作过程当旋钮打向回原点时，系统自动地回到左上角位置待命。
当旋钮打向自动时，系统自动完成各工步操作，且循环动作。
当旋钮打向手动时，每一工步都要按下该工步按钮才能实现。
1.3 精锻机上料机械手的总体设计简图由动作要求和实际生产检验的综合考虑，初步拟定机械手结构简图如下：精锻机上料机械手结构示意图1.4精锻机上料机械手的结构设计由结构示意图得，该上料机械手有4个自由度：1、腕部的回转运动。
2、臂部的水平移动。
3、腰部的上下移动。
4、机身的回转运动。
1.5 精锻机上料机械手主要技术参数,见下表手臂运动形式（圆柱坐标式抓取重量60kgf自由度4个手臂运动行程和速度水平伸缩500mm 设定点2升降600mm 设定点2左右旋转200度设定点3手腕回转和速度180度设定点2手指夹持范围四种规格 90-120定位方式和定位精度机械挡块 +-1,mm控制方式点位程控，开关板预选驱动方式液压 kgf/cm2二整体方案设计2.1 机械手的设计参数抓重：60kg；自由度数：4个；坐标形式：圆柱坐标；最大工作半径：1700毫米；手臂最大中心高：2300毫米；手臂运动参数；手臂伸缩范围：0~500毫米手臂伸缩速度：伸出176毫米每秒；缩回233毫米每秒；手臂升降范围：0~600毫米；手臂升降速度：上升102毫米每秒；下降152毫米每秒；手臂回转范围：00 ~2000 (实际使用为950)；手臂回转速度：630每秒；手腕运动参数：手腕回转范围:00~1800；手腕回转速度：2010每秒；手指夹持范围：Φ90-Φ120毫米；缓冲方式及定位方式：手臂伸缩：伸出时由行程开关适时切断油路，手臂缓冲，缩回时由行程开关控制返回终了位置。
手臂升降：上升时是靠可调碰铁触动行程开关而发信，使电液换向阀变为“o”型滑阀机能，切断油路而实现缓冲定位，下降时靠油缸端部节流缓冲，由行程开关控制终了位置。
手臂回转：采用行程节流阀（双向使用）减速缓冲，用定位油缸驱动定位销而定位。
手腕回转：采用行程开关发信，切断油路滑行缓冲，死挡块定位。
驱动方式：液压控制方式：点位程序控制2.2 机械手实现的动作机械手原位→机械手前伸→机械手上升→机械手抓取并夹紧→机械手后退机械手左转→机械手前伸→机械手松开→机械手下降→机械手右转→退至原位2.3 机械手的结构组成本机械手系统由执行系统、驱动系统和控制系统组成。
执行系统包括手部、手臂、手腕。
驱动系统包括动力源、控制调节装置和辅助装置组成。
控制系统由程序控制系统和电气系统组成。
2.4 机械手的工作过程立式精锻机和自动上料机械手等的配置如图2-4-1所示。
被加热的坯料由运输车2送到上料位置后，自动上料机械手3将热坯料搬运到立式精锻机1上锻打，其成品锻件由下料机械手4送立式精锻机上取下并送到转换机械手5上，转换机械手先把锻件翻转90°成水平位置，由丙烷切割装置6将两端切齐，切割完毕，转换机械手5的手臂再水平回转87°，将锻件水平放置到下料运输装置7上，运送到车间外面的料仓处进行冷却。
自动上料机械手3在此精锻生产线上可以完成取料、喂料和变换工位等动作。
2.5 机械手的座标型式与自由度选择按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其座标型式可分为直角座标式、圆柱座标式、球座标式和关节式。
由于本机械手在上下料时手臂具有升降、收缩及回转运动，因此，采用圆柱座标型式。
相应的机械手具有三个自由度，为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加一个手臂上下摆动的自由度。
2.6 机械手的手部结构方案设计为了使机械手的通用性更强，把机械手的手部结构设计成可更换结构，当工件是棒料时，使用夹持式手部。
2.7 机械手的手腕结构方案设计考虑到机械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。
因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转运动的机构为回转液压缸。
2.8 机械手的手臂结构方案设计按照抓取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转和降(或俯仰)运动。
手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。
手臂的各种运动由液压缸来实现。
2.9 机械手的驱动方案设计由于液压压传动系统的动作迅速，反应灵敏，阻力损失和泄漏较小，成本低廉因此本机械手采用液压压传动方式。
2.10 机械手的控制方案设计考虑到机械手的通用性，同时使用点位控制，因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制。
当机械手的动作流程改变时，只需改变PLC程序即可实现，非常方便快捷。
三机械手具体结构设计各机构设计3.1手部抓紧机构设计计算3.1.1对手部设计的要求1、有适当的夹紧力手部在工作时，应具有适当的夹紧力，以保证夹持稳定可靠，变形小，且不损坏工件的已加工表面。
对于刚性很差的工件夹紧力大小应该设计得可以调节，对于笨重的工件应考虑采用自锁安全装置。
2、有足够的开闭范围夹持类手部的手指都有张开和闭合装置。
工作时，一个手指开闭位置以最大变化量称为开闭范围。
对于回转型手部手指开闭范围，可用开闭角和手指夹紧端长度表示。
手指开闭范围的要求与许多因素有关，如工件的形状和尺寸，手指的形状和尺寸，一般来说，如工作环境许可，开闭范围大一些较好，如图2.1所示。
图2.1 机械手开闭示例简图3、力求结构简单，重量轻，体积小手部处于腕部的最前端，工作时运动状态多变，其结构，重量和体积直接影响整个机械手的结构，抓重，定位精度，运动速度等性能。
因此，在设计手部时，必须力求结构简单，重量轻，体积小。
4、手指应有一定的强度和刚度5、其它要求因此送料，夹紧机械手，根据工件的形状，采用最常用的外卡式两指钳爪，夹紧方式用常闭史弹簧夹紧，松开时，用单作用式液压缸。
此种结构较为简单，制造方便。
3.1.2拉紧装置原理油缸右腔停止进油时，液压力夹紧工件，油缸右腔进油时松开1、右腔推力为F P=（π／4）D²P （2.1）=（π／4）⨯0.5²⨯25⨯10³=4908.7N2、根据钳爪夹持的方位，查出当量夹紧力计算公式为：F1=（2b／a）⨯（cosα′）²N′（2.2）其中 N′=4⨯98N=392N，带入公式2.2得：F1=（2b／a）⨯（cosα′）²N′=(2⨯150/50)⨯（cos30º）²⨯392=1764N则实际加紧力为 F1实际=PK1K2/η（2.3）=1764⨯1.5⨯1.1/0.85=3424N经圆整F1=3500N3、计算手部活塞杆行程长L,即L=（D/2）tgψ（2.4） =25×tg30º=23.1mm经圆整取l=25mm4、确定“V”型钳爪的L、β。
取L/Rcp=3 （2.5）式中： Rcp=P/4=200/4=50 （2.6）由公式（2.5）（2.6）得：L=3×Rcp=150取“V”型钳口的夹角2α=120º，则偏转角β按最佳偏转角来确定，查表得：β=22º39′5、机械运动范围（速度）【1】（1）伸缩运动 V max=500mm/sV min=50mm/s（2）上升运动 V max=500mm/sV min=40mm/s（3）下降Vmax=800mm/sVmin=80mm/s（4）回转Wmax=90º/sWmin=30º/s所以取手部驱动活塞速度V=60mm/s6、手部右腔流量Q=sv （2.7）=60πr²=60×3.14×25²=1177.5mm³/s7、手部工作压强P= F1/S （2.8） =3500/1962.5=1.78Mpa3.1.3手部液压缸尺寸计算手部受力计算手臂的行程为100mm.速度为400mm/s,起动和制动的时间为0.2s水平伸缩直线运动油缸驱动力P的计算根据受力平衡有：N a GL R a R GL b b 2002.01.0400=⨯==⇒⨯= N a GLG R R R G a a b 600200400=+=+=⇒=+N a a L G P m 380100100100220018.02=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+总＝μ G 参与运动的零部件的总重量（包括工件）200N μ当量摩擦系数0.18gmP 导向杆的摩擦阻力,am bm P P 分别为a,b 杆的摩擦阻力Ra ，Rb 分别为导向套左右端的受力 a 导向套的长度200mmL 工件重心距离导向套的长度100mm水平移动油缸受力状态手部油缸驱动力计算活塞杆，缸盖，缸壁，伸缩油管之间的摩擦阻力0.05Ps P 密封装置处的摩擦阻力0.05Ph P 油缸回油腔低压油造成的阻力，取为0.05Pg P 手臂起动或制动时活塞杆上受到的平均惯性力N t V g G P g 602.02.010600=⨯=∆∆⨯=v ∆从静止加速到工作速度的速度变化量 t ∆起动的时间取为0.2s油缸驱动力=+++=g h s m P P P P P 844N 油缸的尺寸：当油进入无杆腔有： mm P P D 3.5496.0164413.113.11=⨯==η（工作压力MPa P 11=），取mm D 60= 根据标准油缸外径(JB1068-67)取80mm,所以壁厚为10mm 活塞杆的计算σ≥=[]100~120d MPa计算得d=44mm手臂的伸缩行程为200mm,根据其它零部件的安装所需间隙，总长取活塞杆l=240mm 。