四自由度搬运物料工业机器人的设计本科毕业设计
搬运码垛机器人毕业设计
目录1绪论 01.1研究背景及意义 01.2国内码垛机器人的研究现状 (1)1.3码垛机器人的发展趋势 (3)2设计方案 (4)2.1设计要求 (4)2.2 机构组成 (4)2.3码垛机器人路径规划 (6)3起升机构设计计算 (8)3.1 起升机构电机选择 (8)3.1.1 起升机构电机容量选择 (8)3.2 起升机构钢丝绳选择选择与计算 (9)钢丝绳绳经的选择 (9)3.3卷筒的设计与计算 (10)3.4 起升机构减速器选择 (11)3.5起升机构联轴器的选择 (13)4旋转机构设计计算 (15)4.1旋转机构电机选择 (15)4.2旋转机构减速器选择 (17)4.3旋转机构联轴器的选择 (19)4.4旋转机构齿轮传动设计 (20)4.5旋转机构齿轮传动强度校核 (23)4.6旋转机构轴的设计计算 (26)最小轴径确定 (26)二轴的结构设计及强度校核 (27)二轴上深沟球轴承校核 (32)5堆垛机构设计计算 (33)5.1堆垛机构电机选择 (33)5.2堆垛机构平台设计 (35)5.3槽轮机构设计 (35)5.4堆垛机构减速器的选择 (36)5.5堆垛机构联轴器的选择 (37)5.6堆垛机构轴最小直径计算 (38)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)1绪论1.1研究背景及意义随着现代社会科技水平日新月异的变化，机器人技术已经渗透到人类生活中的方方面面，演着不可替代的角色。
机器人是多个学科技术综合而成的产物，其应用程度已经逐渐宽广起来研究机器人已经成为了当今时代的趋势。
机器人的应用状况已经可以作为权衡一个国家现化程度高低的重要因素。
从机器人工作的环境来对机器人进行分类，大体上能划分成两种，就是工业机器人与特种机器人。
工业机器人是一种具有良好性能的自动化机械装置，是典型的含有很高科技含量的机电一体化产品。
它在提高产品质量、增加经济效益、提高生产率方面起着重要作用。
同时工业机器人的发展情况也是日新月异的，所以研发工业机器人是一件刻不容缓的事情。
毕业设计四自由度机器人
毕业设计四自由度机器人毕业设计题目：四自由度机器人的设计与控制一、引言四自由度机器人是一种常见的工业机器人，其基础结构包括底座、臂部、腕部和末端执行器。
在工业生产线上，四自由度机器人广泛应用于装配、焊接、喷涂等需要精确操作的工艺环节。
本篇毕业设计论文将对四自由度机器人的设计与控制进行研究和分析。
二、机器人的设计1.结构设计：为了实现机器人的灵活和精确操作，我们将设计一个四自由度机器人。
该机器人的结构由底座、臂部、腕部和末端执行器组成。
底座提供了机器人的稳定性和机动性，臂部负责机器人进行大范围的空间运动，腕部通过关节连接臂部和末端执行器，末端执行器完成具体的操作任务。
2.运动学设计：机器人的运动学设计是机器人设计中的重要一环。
我们将采用世界坐标系和本体坐标系的方法，建立逆运动学模型和正运动学模型，以实现机器人的运动控制。
具体设计中，我们将采用符号法推导机器人的运动学方程，通过求解并进行数值模拟验证，实现机器人的精确运动。
三、机器人的控制1.控制系统设计：机器人的控制系统是实现机器人精确操作的核心。
我们将采用开环控制和闭环控制相结合的方法，设计机器人的控制系统。
开环控制系统通过预设关节角度实现机器人的运动，闭环控制系统通过传感器反馈实时监控机器人的运动，并进行误差修正，实现机器人的精确操作。
2.控制算法设计：我们将采用PID控制算法对机器人进行控制。
PID控制算法具有稳定性好、计算简单等优点，适用于工业机器人的控制。
我们将根据机器人的运动学特性，根据机器人的误差信号设计合适的PID参数，以优化机器人的运动轨迹和操作精度。
3.编程与仿真设计：为了验证机器人的设计和控制系统的有效性，我们将使用MATLAB和Simulink进行编程和仿真设计。
通过编写机器人运动学模型和控制算法的代码，并在Simulink中搭建机器人的控制系统，实现机器人精确操作的仿真。
四、总结本篇毕业设计论文对四自由度机器人的设计与控制进行了研究和分析。
四自由度机器人毕业设计论文
四自由度工业机器人毕业设计摘要近二十年来，机器人技术发展非常迅速，各种用途的机器人在各个领域广泛获得应用。
我国在机器人的研究和应用方面与工业化国家相比还有一定的差距，因此研究和设计各种用途的机器人特别是工业机器人、推广机器人的应用是有现实意义的。
本文简要介绍了工业机器人的概念，机器人的组成和分类，机器人的自由度和坐标形式，气动技术的特点。
对机器人进行总体方案设计，确定了机器人的坐标形式和自由度，确定了机器人的技术参数。
同时，设计了机器人的夹持式手部结构，设计了机器人的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。
设计了机器人的手臂结构。
设计出了机器人的气动系统，绘制了机器人气压系统工作原理图，对气压系统工作原理图的参数化绘制进行了研究，大大提高了绘图效率和图纸质量。
关键词：工业机器人，机器人，气动，单片机控制ABSTRACTIn the past twenty years, robotic technology is developing very fast, all sorts of use robots in various fields can be used widely. Our country in the research and application of robots and industrial countries, there is still a gap compared, therefore, the research and design various USES robots especially industrial robots, promote the use of robots is a realistic significance.This paper briefly introduces the concept of industrial robot, robot, robot composition and classification of freedom and coordinates, the characteristics of pneumatic technology. The general scheme design of robot, robot was determined, and freedom of coordinates the technical parameters of robot was determined. Meanwhile, the design of the robot hand gripping type of the robot structure, design wrist structure, calculated the wrist rotation for driving moment and rotary cylinder driving moment. Design a robot arm structure.Designed a robot pneumatic system, painted robots working principle diagram, pneumatic system of pneumatic system working principle diagram parametric drawing was studied, and greatly improve the efficiency of drawing and drawings quality.Keywords: industrial robot, robot, pneumatic, SCM control毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。
毕业设计四自由度机器人
四自由度工业机器人设计
2014年6月26日
工业机器人主 要技参数
目录
工作空间
机器人结构 设计改进
机构关键 部件校核
工业机器人主要技术参数
本体构造
参数 四自由度关节型
载荷
100kg
s轴 ±180°
动作 L轴 范围
U轴
T轴
－20°~85° ±50° ±360°
最大速度
本体重量 功率
参数
s轴
120°／ s
L轴
120°／ s
U轴
120°／ s
T轴
180°／ s
750kg
≤10kw
机器人整体设计改进
腕部电机 肘部电机
肩部电机
腰部电机 机械手方案改进设计，底座、弹簧平衡缸和腰部结构优化，各关节连接部分的干涉消除
电机和减速器的选型(T轴和S轴)
T轴
S轴
电机型号 SGMGH-20A2A41 SGMGH-55A2A41
机构的具体设计（机械手的机构设计）
改进
利用气动控制气缸的伸缩，进而控制机械手的抓取
机构的具体设计（机械手的机构设计）
机械手三爪气缸
三爪气缸型号MHSL 3-63D Y59BLS
机构的具体设计（弹簧平衡缸的设计）
由缸体、轴承、活动压盖、螺栓、导杆、拉杆、弹簧组成
工作空间
机器人的三维工作空间
XOY平面工作空间
XOZ平面工作空间
机械臂受力分析校核
应力
位移
应变
机构设计（机械臂展示） 改 进 之 后
电 额定转速 机 (r/min)
1500
额定功率 1.8kw
额定转矩 11.5N.m
毕业设计(论文)-四自由度码垛机器人控制系统设计[管理资料]
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学士学位论文Shandong University Bachelor’s Thesis论文题目：四自由度码垛机器人控制系统设计姓名学号20061701027学院控制科学与工程学院专业自动化年级2006指导教师2010 年6月1日摘要作为物流自动化领域的一门新兴技术，近年来，码垛技术获得了飞速的发展。
码垛机器人以其高效、高精度、占地范围小等优势正在快速占领整个码垛行业。
特别是西方发达国家几乎完全替代了人工码垛。
从“七五”科技攻关开始，我国将工业机器人及应用工程作为研究开发重点之一，实现了中国机器人产业的“从无到有”。
然而，从整体上说我国的机器人产业还很薄弱，机器人的研究依然任重而道远。
本文就是立足于此，以具体工程实践为研究背景，进行四自由度码垛机器人控制系统的研究，以实现对码垛机器人的运动控制，满足生产实践需求。
论文的主要内容如下：1、在绪论中简要介绍了本论文的研究背景及意义。
2、通过分析机器人机械结构，获得机器人的几何模型，通过运动分析，得到运动变换关系式。
3、根据码垛控制需求，选择位置伺服控制，并进行相关MATLAB仿真。
4、以ACR9000多轴运动控制器和MT6100iV人机界面为核心控制器件进行相关系统硬件线路设计，共分为以下几个部分：相关器件选型、电气线路连接、控制器与伺服信号线路连接、触摸屏与控制器线路连接5、以ACR View和EB8000为开发工具，分别对下位机程序和人机界面进行开发。
其中下位机程序运用AcroBasic语言进行模块化编程以实现示教、回零、再现、手动运行、参数设置等功能。
上位机通过将相关控件与相应地址相链接实现对下位机的控制。
关键词：码垛机器人，控制系统，位置伺服控制，AcroBasic语言，模块化编程AbstractAs a new technology in logistics automation area, in recent years, stacking technology has experienced a rapid growth. With their high performance, high precision and small area advantages, stacking robots are quickly capturing the entire palletizing industry. Especially in the western developed countries, palletizing robots almost completely replaced the manual stack. Since the tackle hard-nut problems in science and technology during China's Seven Five year Plan period,Our country has made torch-plan projects and application of industrial robots as one of the key research and development has successfully realized robot industry "from nonexistence to pass into existence" plan. However, on the whole, our country's robot industry is still underdevelopment, robots' research is still a long way to go. This article talks about the control system of robot to realize motion control of the robot based on the engineering practice with specific background. Our purpose is to meet the industry requirement. Specific content of the article are as follows:1. The introduction of a brief background of this thesis and its significance.2. Through the analysis of the robot's physical construction, get a simplified geometric model ,and with kinematic analysis ,get transformation equation of the end effector.3. Choose the way of Servo-position Control to meet the need of the stack.4. Use ACR9000 controller and MT6100iV HMI as the core of control device to design the hardware system. This part is divided into the following several parts: related components selection, electrical wiring connections, the connection between controller and servo driver，controller and the HMI5. Using the development software of ACR View and EB 8000 to design the control program and interface of the HMI. The control program is designed by AcroBasic language. We can use the program to realize the function of teach, playback, back home, manual operation, parameters settings and so on. Besides, HMI control the controller by the connection of ActiveX with relevant BIT address.KEYWORDS :stacking robot，control system，servo-position control，AcroBasic language ，modular program目录第一章绪论 (1)研究背景 (1)国内外发展现状 (2)论文研究意义和目的 (2)本文主要研究内容 (3)本章小结 (3)第二章码垛机器人机械结构及其运动学分析 (4)码垛机器人的机械结构 (4)运动学分析 (5)本章小结 (7)第三章伺服控制方式选择及仿真 (8)伺服驱动系统要求 (8)AC伺服电机工作原理 (8)伺服控制方式选择 (9)位置伺服系统 (10)机器人MATLAB仿真 (11)本章小结 (13)第四章硬件控制系统设计 (14)硬件系统控制结构 (14)主要控制部件选型 (14)通信线路连接 (16)触摸屏与ACR9000的连接 (16)ACR9000与伺服驱动器之间的连接 (17)其它信号线路 (18)电气线路连接 (18)本章小结 (18)第五章软件系统设计 (19)下位机软件开发 (19)ACR View开发环境介绍 (19)系统参数配置流程 (19)AcroBasic语言及相关编程介绍 (33)软件编写流程 (35)典型程序介绍 (35)运动监视、调试 (37) (42)EB8000开发软件介绍 (42) (43)本章小结 (44)第六章系统测试 (45)结束语 (46)致谢 (48)参考文献 (49)附录 (50)附录1. 控制柜电气线路连接图 (50)附录2. 调试过程图片 (51)附录3. 成品实物图 (52)附录4. 下位机程序 (52)第一章绪论研究背景所谓码垛就是按照集成单元化思想，将一件件物料按照一定的模式堆码成垛，以便使单元化的物垛实现存储、搬运、装卸运输等物流活动[1]。
四自由度物料搬运工业机器人设计——任务书
[3]原焕林.搬运机器人智能控制系统的设计[D].上海交通大学,2014.
[4]张红霞.国内外工业机器人发展现状与趋势研究[J].电子世界,2013.
[5]李晓冬.并联机器人的特点及应用分析[J].黑龙江科技信息,2008.
4.撰写初稿，基本完成毕业设计初稿框架，开始做实验；
5.继续撰写毕业设计初稿,继续开展实验，整理实验数据；
6.完成毕业设计初稿，原理图等支撑文件；
7.完善毕业设计内容，规范格式，全部完成毕业设计工作；
8.打印、上交毕业设计材料；准备毕业设计答辩。
五.参考文献:
[1]毛丽.码垛搬运机器人机构设计与仿真[D].南京林业大学,2014.
[6]刘凤臣,姚赟峰,刘黎明,金杰锋,林纪良,郭湖兵.高速搬运机器人产业应用及发展[J].轻工机械,2012.
[7]王智兴,樊文欣,张保成,史源源.基于Matlab的工业机器人运动学分析与仿真[J].机电工程,2012.
指导教师（签字）：
年月日
教研室主任（签字）：
年月日
3.对并联机器人结构的主要参数进行初步计算；
4.对主要构件的受力部分进行有限元分析，对该结构进行优化设计；
5.完成毕业设计的全部工作，并审查。
四、进度安排：
1.课题调研，文献检索（中英文），整理文献，撰写开题报告；
2.制定毕业设计技术方案，完成外文翻译任务；
3.列出毕业设计章节提纲，准备所需实验设备；
3.到实地考查，开展有关研究；
4.做出毕业设计图，写出8000字以上毕业设计文字说明；
5.请专业技术人员对毕业设计方案进行指导与评议；
6.完成一篇3000汉字以上的外文资料的翻译工作。
四自由度机器人设计及运动学动力学分析毕业设计(论文)
毕业设计(论文)四自由度机器人设计及运动学动力学分析毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
四自由度机器人设计及运动学动力学分析毕业设计(论文)
毕业设计(论文)四自由度机器人设计及运动学动力学分析毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
搬运机械手设计毕业设计
搬运机械手设计毕业设计本科毕业设计（论文）说明书搬运机械手设计学院机电工程学院专业班级机械工程及自动化五班学生姓名XXXX学生学号XXXXXXXXXX指导教师 XXXX提交日期 2013 年 5 月日毕业设计（论文）任务书兹发给09级机械（5）班学生xxxx 毕业设计（论文）任务书，内容如下：1.毕业设计（论文）题目：圆柱坐标型电、液驱动型搬运机械手设计2.应完成的项目：（1）调研、搜集整理课题的相关资料，完成外文资料的翻译，确定搬运机械手的传动方案；（2）完成传动机构设计及相关参数的选择；（3）完成机械装置相关零件的设计及选型；（4）完成机械装置的3D装配图设计。
3.参考资料以及说明：（1）机械设计方面的资料及机械设计手册。
（2）机器人及机械手设计资料。
（3）机械原理方面的资料。
4.本毕业设计（论文）任务书于2011 年12 月22 日发出，应于2012 年5 月15 日前完成，然后提交毕业考试委员会进行答辩。
专业教研组（系）负责人审核2012 年12 月24 日指导教师（导师组负责人）签发2012 年12 月24 日毕业设计（论文）评语：毕业设计（论文）总评成绩：毕业设计（论文）答辩小组负责人签字：年月日摘要机械手也被称为自动手，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。
现在的大型制造企业提高生产效率，保证产品质量，普遍重视生产过程的自动化，机器人自动化生产线的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。
机器人技术和应用水平在一定程度上反映了一个国家的工业自动化水平，目前，是主要负责机器人焊接，喷漆，搬运和堆垛和其他重复性和极其劳动力密集型的工作，工作时普遍采取展示教学和播放方法。
本文将设计一个四自由度机械手，主要功能是搬运。
四自由度棒料搬运机械手_毕业设计
四自由度棒料搬运机械手目录摘要:本设计的机械手是基于提高劳动生产率、产品质量和经济效益，减轻工人劳动强度而设计的。
在某些劳动条件极其恶劣的条件下，工人难以用手工工作，可用本机械手代替人力劳动。
本设计为四自由度圆柱坐标型工业机械手，其工作方向为两个直线方向和两个旋转方向。
本设计中的四自由度棒料搬运机械手，主要是针对质量少于2KG的圆形棒料的搬运。
通过气爪手指的不同选择可满足直径小于60mm的棒料的搬运。
在控制器的作用下，机械手执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线并把工件翻转过来这一简单的动作.关键词：四自由度；机械手；搬运；工业机器人The Four Degrees-of-freedom Bar Manipulator DesignsAbstract:This paper design for enhances the labor productivity, product quality, economic efficiency and reduces the worker labor intensity. Some job working at extremely bad environment, that people can’t work in hand, so the robots can replace worker to do it.This scheme introduced a cylindrical robot for four degree of freedom. It is composed of two linear axes and two rotary axis currentThis paper mainly use at the transporting of circular good material that quality is short to2KG. The different fingernail finger was Choice for transporting the good material that diameter is smaller than 60mm.Under controller function the robot move the components from one assembly line to other assembly line and turn over it in space, perform relatively simple takes.Key words: four degrees of freedom; robot; transporting; Industrial robot1 前言1.1 工业机器人的概述与发展机器人（又称机械手，机械人，英文名称：Robot），在人类科技发展史上其来有自，早在三国时代，诸葛亮发明的木牛流马即是古代中国人的智能结晶。
四自由度搬运机械手的设计毕业论文
四自由度搬运机械手的设计毕业论文1引言1.1机械手研究的背景及其意义机械手是当今世界的科技革命发展飞速变革的必然产物，它的出现标志着现今的工业、制造业水平发展到了前所未有高水平阶段。
最初出现的机械手只是应用在航空航天和海洋勘探等高端科技领域，随着近几十年来计算机在科技领域全面应用，科技革命的变革也加速了科学技术的蓬勃发展。
在此背景下机械手技术也在飞速发展，并且在其应用领域也不断地深入、飞速地拓宽，特别是近些年来机械手在现代制造业领域更是得到了非常广泛的应用。
由于机械手是通过预先编写好的程序来控制其动作次序和轨迹，所以机械手可以代替人力去完成那些单调的、重复的、特别是对于人类来说毫无意义的工作，除此之外机械手还能够在恶劣的环境中完成那些人类不想完成的或不能完成的工作，特别是在一些危险的工作环境或者是对精度要求较高的工作条件之下，机械手相比较人力有得天独厚的优势——机械手在某些邻域能够完全替代人力，将人类从脏、乱、差的工作环境中解放出来，这是人类社会几千年来的又一次变革和人类生活方式的又一次蜕变。
特别是近几十年来工业、制造业领域在机械手的广泛应用下发生了伟大的变革，在此背景下整个社会的生产力水平、产品生产质量和生产效率大大提高，与此同时在工业生产中现代工人的劳动强度也大大降低。
机械手技术虽然发展迅猛，但现在市场上的机械手大多还处在高端应用领域，价格也相对昂贵，不能满足低成本、低层次应用领域的需求。
所以本课题希望设计出一种成本低、应用层次相对较低的机械手，填补这一领域市场的空白，这对于工业、制造业领域以及人类社会的发展都具有及其重要的意义和价值。
在机械手技术领域中，机械手在模型设计上，四自由度机械手是机械手产品中的典型设计模型，在技术上，四自由度机械手技术门槛相对较低——四自由度便于设计和实现，在应用层面上，四自由度机械手对于一般的重复性工作条件完全满足，在成本上，四自由度机械手在满足一些复杂动作的工作条件下便于实现低成本，也就说其性价比相对较高，所以本论文以《四自由度搬运机械手》为课题进行研究旨在设计出一个比较实用的、成本低的、具有一定的实际应用价值的机械手。
搬运机器人——毕业设计论文
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，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、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作。
本课题主要对搬运机器人的机械部分展开讨论，对原有的机械结构提出了新的改进方法，并把现在的新技术应用到本课题中，从而使得搬运机器人更加适用于现在的工业工作环境。
通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状，提出了具体的搬运机器人设计要求，并根据搬运机器人各部分的设计原则，进行了系统总体方案设计以及包括：机器人的手部、腕部、臂部、腰部在内的机械结构设计。
此搬运机器人的驱动源来自液压系统，执行元件包括：柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。
通过液压缸的运动来实现搬运机器人的各关节运动，进而实现搬运机器人的实际作业。
关键词：搬运机器人；液压系统；机械结构设计；操作AbstractIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises to improve productivity, and, guarantee product quality, as an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. Industrial robot technology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Currently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work.The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the original mechanical structure proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working environment. Through a detailed understanding of the robot in the industrial application, to propose specific handling robot design requirements, and according to the robot design principles of various parts, for the system as well as including: the robot's hand, wrist, arm, waist, the design of mechanical structures. The transfer robot driven by the source from the hydraulic system, and the implementation of components including: plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydraulic cylinders, etc. Through the hydraulic cylinder movements to implementthe joint transport robot motion, And realize the operational handling robot.Keywords：Transfer robot；Hydraulic System；Mechanical Design；Operating第一章绪论1. 1概论在工业领域广泛应用着工业机器人。
大学本科机械专业机械手四自由度搬运控制毕业设计
本科毕业设计题目：四自由度搬运机械手的设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化年级：姓名：指导教师：完成日期：年月日目录摘要 (1)Abstract (2)1引言 (3)1.1机械手研究的背景及其意义 (3)1.2机械手的研究现状和发展前景 (4)1.3机械手的种类及其应用 (4)1.4机械手研究的主要内容 (5)2机械手总体方案的设计 (6)2.1 机械手的功能以及技术要求 (6)2.2 机械手的整体结构设计 (6)2.3机械手的主要部件及其自由度 (7)2.3.1 机械手的主要部件组成 (7)2.3.2 机械手的自由度 (7)2.4 机械手的动作过程及其时间配置 (8)2.4.1 机械手动作形式及其顺序的确定 (8)2.4.2 机械手动作过程中的时间配置 (8)2.3 机械手动作过程中基本参数的确定 (9)3机械手的传动机构以及执行机构的设计 (10)3.1 机械手机构的模块化设计 (10)3.1.1 机械手结构模块划分所遵循的原则 (10)3.1.2 机械手模块化设计的一般方法 (11)3.2 机械手的组成及其模块化 (11)3.3 机械手基本结构构成及其设计流程 (11)3.3.1 机械手的基本结构 (11)3.3.2 机械手的总体设计流程 (12)3.4 机械手执行机构的设计 (12)3.4.1 机械手手部的结构设计 (13)3.4.2 机械手手部结构（夹持爪）的计算 (14)3.5 机械手手臂结构的设计 (14)3.6 机械手底座结构的设计 (16)4机械手的驱动系统的设计 (17)4.1 气动驱动系统的设计 (17)4.2 气动元件的选择 (17)4.2.1 气压泵的选择 (17)4.2.2气动系统中各控制和辅助元件的选择 (19)5机械手的控制系统设计 (21)5.1 PLC控制系统的设计步骤 (21)5.2 PLC类型的选择及I/O点的确定 (21)5.2.1 PLC类型的选择 (21)5.2.2 PLCI/O点的确定 (22)5.3 PLC程序的编制 (24)5.3.1 编写PLC程序 (24)5.3.2 制作N-S流程图 (24)5.3.3 PLC在程序编程中需要注意的具体事宜 (27)6总结及展望 (28)6.1总结 (28)6.2展望 (28)参考文献 (29)致谢 (30)四自由度搬运机械手的设计摘要机械手是由于现代科技高速发展以及其在现代工业、制造业领域中的高度应用而出现,特别是机械手在工业、制造业领域的应用使得人类从繁重的、单调的、无意义的脏、乱、差的工作环境中彻底解放出来，大大推动了人类社会的前进步伐。
四自由度抓取平移机器人毕业设计论文
第1章引言1.1机器人概述1.1.1 机器人的诞生和发展1920年克作家卡雷尔.卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。
剧情是这样的：罗萨姆公司把机器人作为人类生产的工业产品推向市场，让它去充当劳动力，以呆板的方式从事繁重的劳动。
后来，罗萨姆公司使机器人具有了感情，在工厂和家务劳动中，机器人成了必不可少的成员。
该剧预告了机器人的发展对人类社会的影响。
在剧本中，卡佩克把捷克语“Robota”(农奴) 写成了“Robot”（机器人）。
这也是人类社会首次使用“机器人”这一概念。
自动化技术的发展，特别是计算机的诞生，推动了现代机器人的发展50年代是机器人的萌芽期，其概念是“一个空间机构组成的机械臂，一个可重复编程动作的机器”。
1954年美国戴沃尔发表了“通用重复型机器人”的专利论文，首次提出“ 工业机器人”的概念；1958年美国联合控制公司研制出第一台数控工业机器人原型；1959年美国UNIMATION公司推出第一台工业机器人。
60年代随着传感技术和工业自动化的发展，工业机器人进入成长期，机器人开始向实用化发展，并被用于焊接和喷涂作业中。
70年代随着计算机和人工智能的发展，机器人进入实用化时代。
日本虽起步较晚，但结合国情，面向中小企业，采取了一系列鼓励使用机器人的措施，其机器人拥有量很快超过了美国，一举成为“机器人王国”。
80年代，机器人发展成为具有各种移动机构、通过传感器控制的机器。
工业机器人进入普及时代，开始在汽车、电子等行业得到大量使用，推动了机器人产业的发展。
为满足人们个性化的要求，工业机器人的生产趋于小批量、多品种。
90年代初期，工业机器人的生产与需求进入了高潮期：1990年世界上新装备机器人81 000台，1991年新装备76 000台。
1991年底世界上已有53万台工业机器人工作在各条战线上。
随后由于受到日本等国经济危机的影响，机器人产业也一度跌入低谷。
近两年随着世界经济的复苏，机器人产业又出现了一片生机。
四自由度搬运机械手的设计毕业论文
四自由度搬运机械手的设计毕业论文摘要：机械手作为自动化装置中的重要组成部分，广泛应用于工业生产线、仓储物流等领域。
本论文以四自由度搬运机械手设计为研究对象，对机械手的动力学和控制系统进行分析和优化设计。
通过对机械手的结构设计、动力学建模和控制算法的优化，进一步提高机械手的工作效率和精度。
论文总结了机械手设计中的关键问题，并给出了相应的设计和优化方案。
实验证明，该设计方案在搬运工作中具有较好的性能表现。
关键词：机械手；搬运；动力学；控制系统1.引言机械手作为一种重要的自动化装置，广泛应用于工业生产线、仓储物流等领域，实现了对物体的自动化搬运和装配。
机械手的设计涉及到多学科知识的综合运用，包括机械工程、电子工程、控制科学等。
本论文以四自由度搬运机械手设计为研究对象，对机械手的动力学和控制系统进行分析和优化设计。
2.机械手的结构设计在机械手的结构设计中，考虑到搬运过程中的工作负荷和工作空间的要求，选择了四自由度机械手结构。
该结构由基座、臂架、运动链和机械手末端执行器等部分组成。
基座为机械手提供了稳定的支撑，并具备旋转自由度。
臂架通过关节连接基座和运动链，增加了机械手的活动范围。
运动链通过关节连接臂架和末端执行器，实现了机械手的搬运动作。
3.机械手的动力学建模机械手的动力学建模是机械手设计中的重要步骤，通过建立机械手的运动学和动力学方程，可以预测机械手在搬运过程中的运动轨迹和力学特性。
本论文采用牛顿－欧拉法建立了机械手的动力学方程，并通过计算机仿真验证了动力学模型的准确性。
4.机械手的控制系统设计机械手的控制系统设计是机械手设计中的另一个关键问题，其目标是实现机械手的精确定位和力控制。
本论文采用PID控制算法对机械手的位置和力控制进行了优化设计，并结合机械手的动力学特性进行了参数调节和鲁棒性分析。
实验证明，该控制系统具有较好的性能表现，能够满足机械手在搬运过程中的控制要求。
5.结论通过对四自由度搬运机械手的设计进行了详细分析和优化，本论文提出了一种高效、精确的机械手设计方案。
四自由度搬运物料工业机器人的毕业设计
四自由度搬运物料工业机器人的毕业设计工业机器人搬运物料，是当前自动化生产和智能制造的重要组成部分。
搬运物料是生产线中的关键环节，传统的人工操作存在劳动强度大、效率低、易出错等问题，而工业机器人通过四自由度的灵活操作，可以高效地完成物料的搬运任务。
在这篇毕业设计中，我将探讨四自由度搬运物料工业机器人的设计与实现。
首先，我们需要确定机器人的工作空间和负载能力。
根据物料的尺寸和重量，确定机器人的伸展长度和负载能力。
四自由度机器人通常由一个固定基座和三个旋转关节构成，可以实现物料的水平搬运、转向搬运等多种操作。
接下来，我们需要选择合适的传感器和执行器。
传感器可以用于检测物料的位置、尺寸和重量，以便精确定位和分配搬运任务。
常见的传感器包括视觉传感器、力传感器等。
执行器可以根据传感器的反馈信号，实现机器人的精准控制和动作执行。
然后，我们需要设计机器人的运动规划和控制算法。
运动规划算法可以根据物料的位置和目标位置，计算机器人的最佳运动轨迹，以便实现高效的搬运任务。
控制算法可以根据传感器的反馈信号，实时调整机器人的位置和姿态，以确保搬运任务的精准执行。
最后，我们需要建立机器人的模型并进行仿真测试。
通过计算机辅助设计和仿真软件，可以建立机器人的虚拟模型，并验证设计的合理性和可行性。
通过仿真测试，可以发现设计中存在的问题，并进行必要的改进和优化。
综上所述，四自由度搬运物料工业机器人的毕业设计主要包括确定工作空间和负载能力、选择传感器和执行器、设计运动规划和控制算法以及建立模型进行仿真测试等环节。
通过合理的设计和实现，可以使工业机器人在搬运物料方面发挥出更大的作用，提高生产效率，降低劳动强度，推动智能制造的发展。
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本科毕业设计四自由度搬运物料工业机器人的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订教研室（或答辩小组）及教学系意见摘要: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。
本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。
首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，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器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人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：机器人示教编程伺服制动The Design of an Industrial Robot with Four DOFs for CarryingMaterial for a PunchAbstract:In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance theproduction efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jobs of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way.In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used tocarry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servocontrol, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software. Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running. The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point.Key words:Robot；Playback；Servocontrol；Brake引言机械手主要由手部、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。
运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。
运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。
为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。
自由度是机械手设计的关键参数。
自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。
一般专用机械手有2～3个自由度。
控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。
同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。
控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。
第1章绪论1.1 机器人概述在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
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。
专用机床是大批量生产自动化的有效办法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。
但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。
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。
“工业机器人”（Industrial Robot）：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（国内称作工业机器人或通用机器人）。
机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。
有些机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。
目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机器人称为通用机器人。
简而言之，机器人就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操纵工件进行加工。
机器人一般分为三类。
第一类是不需要人工操作的通用机器人，也即本文所研究的对象。
它是一种独立的、不附属于某一主机的装置，可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定操作。
它是除具备普通机械的物理性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。
第二类是需要人工操作的，称为操作机（Manipulator）。
它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机器人来进行探测月球等。
工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。
第三类是专业机器人，主要附属于自动机床或自动生产线上，用以解决机床上下料和工件传送。