直进回转式机械手设计
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。
机器人手部设计
§4-5手部设计
一、概述 工业机器人的手部(Hand)也叫做末端操作器
(End-effector)，它是装在工业机器人手腕上直 接抓握工件或执行作业的部件。人的手有两种 含义：第一种含义是医学上把包括上臂、手腕 在内的整体叫做手；第二种含义是把手掌和手 指部分叫做手。工业机器人的手部接近于第二 种含义。
3.按手指或吸盘数目分 机械手爪可分为：二指手爪、多指手瓜。 机械手爪按手指关节分：单关节手指手爪、多关节手指手爪。 吸盘式手爪按吸盘数目分：单吸盘式手爪、多吸盘式手爪。 图4-49所示为一种三指手爪的外形图，每个手指是独立驱动的。
这种三指手爪与二指手瓜相比可以抓取像立方体、圆柱体、球体 等不同形状的物体。图4-50所示为一种多关节柔性手指手爪，它 的每个手指具有若干个被动式关节(PassivejointS)，每个关节不是 独立驱动。在拉紧夹紧钢丝绳后柔性手指环抱住物体，因此这种 柔性手指手爪对物体形状有一种适应性。但是，这种柔性手指并 不同于各个关节独立驱动的多关节手指。
工业机器人手部的特点：
(1)手部与手腕相连处可拆卸。手部与手腕有机械接 口，也可能有电、气、液接头，当工业机器人作业对 象不同时，可以方便地拆卸和更换手部。
(2)手都是工业机器人末端操作器。它可以像人手那 样具有手指，也可以是不具备手指的手；可以是类人 的手爪，也可以是进行专业作业的工具，比如装在机 器人手腕上的喷漆枪、焊接工具等。
机械手设计毕业设计 机械手
摘要在机械制造业中，机械手已被广泛应用，大大地改善了工人的劳动条件，显著地提高劳动生产率，加快了实现工业生产机械化和自动化的步伐。
本文通过对机械手的组成和分类，及国内外的发展状况的了解，对本课题任务进行了总体方案设计。
确定了机械手用三自由度和圆柱坐标型式。
设计了机械手的夹持式手部结构；以及设计了机械手的总体结构，以实现机械手伸缩，升降，回转三个自由度及手爪的开合。
驱动方式由气缸来实现手臂伸缩和升降，异步电机来实现机械手的旋转。
运用了FX 系列可编程序控制器（PLC）对上下料机械手进行控制, 论述了电气控制系统的硬件设计, 控制软件结构以及手动控制程序和自动控制程序的设计。
关键词：机械手，气缸，可编程序控制器目录摘要 (I)1 绪言 (1)1.1 机械手的概述 (1)1.2 我国机械手的发展 (1)1.3 气动机械手的应用现状及发展前景 (3)1.4 PLC概念的由来和产生 (5)1.5 本课题设计要求 (8)2 机械手的总体设计方案 (9)2.1 机械手的系统工作原理及组成 (9)2.2 机械手基本形式的选择 (10)2.3 驱动机构的选择 (11)2.4 机械手的技术参数列表 (11)3 机械手的机械系统设计 (13)3.1 机械手的运动概述 (13)3.2 机器人的运动过程分析 (14)4 机械手手部结构设计及计算 (15)4.1 手部结构 (15)4.2 手部结构设计及计算 (16)4.3 夹紧气缸的设计 (18)5 机械手手臂机构的设计 (24)5.1 手臂的设计要求 (24)5.2 伸缩气压缸的设计 (24)5.3 导向装置 (29)6 机械手腰部和基座结构设计及计算 (30)6.1 结构设计 (30)6.2 控制手臂上下移动的腰部气缸的设计 (30)6.3 导向装置 (34)6.4 平衡装置 (34)6.5 基座结构设计 (35)7 机械手的PLC控制系统设计 (38)7.1 可编程序控制器的选择及工作过程 (38)7.2 可编程序控制器的使用步骤 (39)7.3 机械手可编程序控制器控制方案 (39)8 总结 (53)参考文献 (54)1 绪言1.1 机械手的概述机械手（又称机器人，机械人，英文名称：Robot），在人类科技发展史上其来有自。
项目10 PLC控制搬运机械手设计
• 1.垂直气缸、水平气缸选择 • (1)类型选择。 • 现有的工作要求和条件如下: • 1)要求当气缸到达行程终端时无冲击现象和撞击噪声，因此选择缓冲
气缸; • 2)要求重量轻，因此选择轻型气缸; • 3)要求安装空间窄且行程短，因此可选择薄型气缸; • 4)若有横向负载，可选带导杆气缸; • 5)要求制动精度高，应选择锁紧气缸; • 6)若不需要活塞杆旋转，可选择杆不回转气缸。
上一页 下一页 返回
10. 1搬运机械手设计案例导入
• 10. 1. 3材料选择
• 机器人手臂的材料应根据手臂的工作状况来选择，并满足机器人的设 计及制作要求。从设计的思想出发，机器人的手臂要求完成各种运动。 因此，对材料的一个要求是作为运动的部件，它应是轻型材料。另一 方面，手臂在运动过程中往往会产生振动，这必然会大大降低它的运 动精度，所以在选择材料时，需要对质量、刚度、阻尼进行综合考虑， 以便有效地提高手臂的动态性能。此外，机器人手臂选用的材料与一 般的结构材料不同。机器人手臂是一种伺服机构，要受到控制，必须 考虑它的可控性。可控性还要与材料的可加工性、结构性、质量等性 质一起考虑。总之，在选择机器人手臂材料时，要考虑强度、刚度、 重量、弹性、抗振性、外观及价格等多方面因素，下面为几种常见机 器人手臂材料:
上一页 下一页 返回
10. 1搬运机械手设计案例导入
• (1)碳素结构钢和合金结构钢等高强度钢:这类材料强度好，尤其是合 金结构钢强度增加了4~ 5倍，弹性模量大、抗变形能力强，是应用最 为广泛的材料。
• (2)铝、铝合金及其他轻合金材料:其共同特点是重量轻，弹性模量不 大，但是材料密度小，其(E/P)之比仍可与钢材相比。
上一页 下一页 返回
机械手臂部的设计及有关计算
机械手臂部的设计及有关计算手臂部件是机械手的主要握持部件。
它的作用是支撑腕部和手部（包括工件或工具），并带动它们作空间运动。
手臂运动应该包括3个运动：伸缩、回转和升降。
本章叙述手臂的伸缩运动，手臂的回转和升降运动设置在机身处，将在下一章叙述。
臂部运动的目的：把手部送到空间运动范围内任意一点。
如果改变手部的姿态（方位），则用腕部的自由度加以实现。
因此，一般来说臂部应该具备3个自由度才能满足基本要求，既手臂伸缩、左右回转、和升降运动。
手臂的各种运动通常用驱动机构和各种传动机构来实现，从臂部的受力情况分析，它在工作中即直接承受腕部、手部、和工件的静、动载荷，而且自身运动较多。
因此，它的结构、工作范围、灵活性等直接影响到机械手的工作性能。
1.1 臂部设计的基本要求一、臂部应承载能力大、刚度好、自重轻（1）根据受力情况，合理选择截面形状和轮廓尺寸。
（2）提高支撑刚度和合理选择支撑点的距离。
（3）合理布置作用力的位置和方向。
（4）注意简化结构。
（5）提高配合精度。
二、臂部运动速度要高，惯性要小机械手手部的运动速度是机械手的主要参数之一，它反映机械手的生产水平。
对于高速度运动的机械手，其最大移动速度设计在10001500mm s,最大回转角速度设计在0180s内，大部分平均移动速度为1000mm s，平均回转角速度在090s。
在速度和回转角速度一定的情况下，减小自身重量是减小惯性的最有效，最直接的办法，因此，机械手臂部要尽可能的轻。
减少惯量具体有3个途径：（1）减少手臂运动件的重量，采用铝合金材料。
（2）减少臂部运动件的轮廓尺寸。
（3）减少回转半径 ，再安排机械手动作顺序时，先缩后回转（或先回转后伸缩），尽可能在较小的前伸位置下进行回转动作。
（4）驱动系统中设有缓冲装置。
三、手臂动作应该灵活为减少手臂运动之间的摩擦阻力，尽可能用滚动摩擦代替滑动摩擦。
对于悬臂式的机械手，其传动件、导向件和定位件布置合理，使手臂运动尽可能平衡，以减少对升降支撑轴线的偏心力矩，特别要防止发生机构卡死（自锁现象）。
回转式上下料机械手的设计
摘要对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，设计了一种圆柱坐标形式机械手。
重点针对机械手的立柱、手臂、手爪等各部分机械结构以及机械手控制系统进行了详细的设计。
具体进行了机械手的总体设计，立柱结构的设计，机械手手臂结构的设计，末端执行器（手爪）的结构设计，机械手的机械传动机构的设计，机械手驱动系统的设计。
同时对液压系统和控制系统进行了理论分析和计算。
基于PLC对机械手的控制系统进行了深入细致的设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计了控制系统的硬件电路，同时编制了机械手的控制程序，达到了设计的预期目标。
关键词：机械手,可编程控制器PLC,液压伺服定位,电液系统AbstractIntegratting the knowledge of the past four years of Machine, discuss and analysis the each part and function of manipulator; design a kind of cylinderical coordinate manipulator used to pack and unload work piece for CNC machine tools. In particular, made the detailed design about base, arm, and end effector and the control system etc. including Total design, waist’s construction design, the arm’s construction design, the wrist’s construction design, the end effector’s construction design, and the drive system of manipulator. At the same time, analysis and compute the hydraulic pressure system and control system. Deeply design the manipulator’s control system, which based on PLC. After analysis about the craft process and the requests of the manipulator, the hardware circuit and the control program of the manipulator then is designed. In a word, the design of the manipulator has come to the anticipant object.Keyways: Manipulator, Programmable Logic Controller, Hydraulic servo control, Electrohydraulic system目录摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 设计目的 (1)1.3 国内外研究现状和趋势 (2)1.4 设计原则 (4)2 工业机械手的总体设计方案 (5)2.1 工业机械手传动方案设计 (5)2.2 工业机械手运动方案设计 (5)3 机械手结构设计 (9)3.1各执行部件（液压缸）的类型选择 (9)3.2 各执行部件之间的联接和固定方式设计 (9)3.3 手部的结构设计、计算及选型 (9)3.4 小手臂的结构设计、计算及选型 (13)3.5 大手臂的结构设计、计算及选型 (18)3.6 回转缸的结构设计、计算及选型 (20)4 液压系统设计 (25)4.1 液压系统的组成 (25)4.2 液压系统的特点 (26)4.3 拟定液压系统 (26)4.4 液压系统控制元件的选型 (27)4.5 液压控制原理及过程说明 (29)4.6 油缸泄露问题与密封装置 (30)4.7 管路布置 (31)5 PLC控制系统设计 (32)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)1 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。
(完整版)六自由度机械手
目录摘要 (2)第一章绪论 (3)1.1. 工业机器人概述 (3)1.2机械手的组成和分类 (4)1.2.1. 机械手的组成 (4)1.2.2. 机械手的分类 (5)第二章机械手的设计方案 (7)2.1 机械手的“坐标形式”与“自由度” (7)2.2 机械手的主要参数 (8)第三章手部结构的设计 (9)3.1 末端执行器的设计 (9)3.1.1蜗杆蜗轮型号选择 (10)3.1.2 驱动电机型号选择 (10)3.1.3联轴器的选择 (11)3.2 手腕回转装置设计 (11)3.2.1 驱动电机的选择 (12)3.2.2 锥齿轮的设计 (13)第四章腕部结构设计 (16)4.1 腕部俯仰结构设计 (16)4.1.1 驱动电机的选择 (16)4.1.2 内啮合齿轮的设计 (17)4.2 手腕左右摆动结构设计 (18)第五章肘部与肩部的设计 (19)5.1 肘部结构设计 (19)5.1.1 驱动电机的选择 (20)5.1.2内啮合齿轮的设计 (21)5.2 肩部结构设计 (22)5.2.1驱动电机的选择 (22)5.2.2 锥齿轮的设计 (23)第六章底座的设计 (23)6.1 驱动电机的选择 (24)6.2 蜗轮蜗杆的选择 (24)第七章：ADAMS 模型的建立与仿真 (25)7.1 手部模型的建立 (25)致谢 (29)参考文献 (29)摘要本次所设计的作品是“六自由度机械手”。
六自由度即：腰部回转、肩部摆动、肘部摆动、腕部左右摆、腕部俯仰摆和腕部回转，最终实现“末端执行器”的夹持动作。
方案一：所有传动均选用“齿轮传动”或者“蜗轮蜗杆传动”。
总共需要7个伺服电机来驱动。
首先，腰部电机主轴通过联轴器与蜗杆连接，蜗杆旋转带动蜗轮回转，从而蜗轮再带动底座实现360度回转。
其次，肩部电机主轴通过联轴器与一个锥形齿轮连接，带动另外一个锥形齿轮进行双向旋转，从而实现肩部带动上臂的摆动动作。
再者，肘部电机通过联轴器与一“内啮合”小齿轮连接，而大齿轮与前臂的端部通过平键来周向连接定位。
搬运机器人毕业设计
前言当代科学技术发展的特点之一就是机械技术，电子技术和信息技术的结合，机器人就是这种结合的产物之一。
现代机器人都是由机械发展而来。
与传统的机器的区别在于，机器人有计算机控制系统，因而有一定的智能，人类可以编制动作程序，使它们完成各种不同的动作。
随着计算机技术和智能技术的发展，极大地促进了机器人研究水平的提高。
现在机器人已成为一个庞大的家族，科学家们为了满足不同用途和不同环境下作业的需要，把机器人设计成不同的结构和外形，以便让他们在特殊条件下出色地完成任务。
机器人成了人类最忠实可靠的朋友，在生产建设和科研工作中发挥着越来越大的作用。
搬运机器人不但能够代替人的某些功能，有时还能超过人的体力能力。
可以24小时甚至更长时间连续重复运转，还可以承受各种恶劣环境。
因此，搬运机器人是人体局部功能的延长和发展。
21世纪是敏捷制造的时代，搬运机器人在敏捷制造系统中应用广泛。
1 绪论1.1 工业机器人的历史、现状及应用机器人首先是从美国开始研制的，1958年美国联合控制公司研制出第一台机器人。
它的结构特点是机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。
日本是工业机器人发展最快、应用最多的国家。
自1969年从美国引进两种典型机器人后，大力从事机器人的研究。
目前工业机器人大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；控制方式则为开环式，没有识别能力；改进的方向主要是降低成本和提高精度。
第二代机器人正在加紧研制，它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。
研究安装各种传感器，把感觉到的信息进行反馈，使机器人具有感觉机能。
第三代机器人则能独立地完成工作过程中的任务，它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造单元FMC(Flexible Manufacturing Cell)中的重要一环。
机械手的设计详解
1 前言1.1 国内外发展概况]1[机械手首先是美国开始研制的。
1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。
它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教型的。
1962年，美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。
商名为Unimate（即万能自动）。
运动系统仿照坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动；控制系统用磁鼓作为存储装置。
不少球坐标通用机械手就是在这个基础上发展起来的。
同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司,专门生产工业机械手。
1962年美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。
该机械手的中央立柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型。
虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。
1978年美国Unimate公司和斯坦福大学，麻省理工学院研究Unimate-Vicarm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差小于±1毫米。
联邦德国机械制造业是从1970年开始应用机械手，主要用于喷涂、起重运输、焊接和设备的上下料等作业。
联邦德国KnKa公司还生产一种喷涂机械手，采用关节式结构和程序控制。
日本是机械手发展最快、应用最多的国家。
自1969年从美国引进两种机械手后大力从事机械手的研究。
前苏联自六十年代开始发展和应用机械手，至1977年底，其中一半是国产，一半是进口。
目前，工业机械手大部分还属于第一代，主要依靠工人进行控制；改进的方向主要是降低成本和提高精度。
第二代机械手正在加紧研制。
它设有微型电子计算控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。
研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，是机械手具有感觉机能。
第三代机械手则能独立完成工作中过程中的任务。
它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中的重要一环。
自动上下料机械手毕业设计
3．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决策控制；多传感器融合配置技术成为智能化机器人的关键技术。
1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运。该机械手的中央立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再现型。虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。
1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vic-arm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差可小于±1毫米。
第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。
第三代机械手（机械人）则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。
瑞士RETAB公司生产一种涂漆机械手，采用示教方法编制等。
日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进二种典型机械手后，大力研究机械手的研究。据报道，1979年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个。1976年个大学和国家研究部门用在机械手的研究费用42%。1979年日本机械手的产值达443亿日元，产量为14535台。其中固定程序和可变程序约占一半，达222亿日元，是1978年的二倍。具有记忆功能的机械手产值约为67亿日元，比1978年增长50%。智能机械手约为17亿日元，为1978年的6倍。截止1979年，机械手累计产量达56900台。在数量上已占世界首位，约占70%，并以每年50%～60%的速度增长。使用机械手最多的是汽车工业，其次是电机、电器。预计到1990年将有55万机器人在工作。
机器人机械手的设计要求
机械手的设计要求机械手总体结构的类型工业机器人的结构形式主要有直角坐标结构，圆柱坐标结构，球坐标结构，关节型结构四种。
各结构形式及其相应的特点，分别介绍如下。
1.直角坐标机器人结构直角坐标机器人的空间运动是用三个相互垂直的直线运动来实现的.由于直线运动易于实现全闭环的位置控制，所以，直角坐标机器人有可能达到很高的位置精度（μm级）。
但是，这种直角坐标机器人的运动空间相对机器人的结构尺寸来讲，是比较小的。
因此，为了实现一定的运动空间，直角坐标机器人的结构尺寸要比其他类型的机器人的结构尺寸大得多。
直角坐标机器人的工作空间为一空间长方体。
直角坐标机器人主要用于装配作业及搬运作业，直角坐标机器人有悬臂式，龙门式，天车式三种结构。
2.圆柱坐标机器人结构圆柱坐标机器人的空间运动是用一个回转运动及两个直线运动来实现的。
这种机器人构造比较简单，精度还可以，常用于搬运作业。
其工作空间是一个圆柱状的空间。
3. 球坐标机器人结构球坐标机器人的空间运动是由两个回转运动和一个直线运动来实现的。
这种机器人结构简单、成本较低，但精度不很高。
主要应用于搬运作业。
其工作空间是一个类球形的空间。
4. 关节型机器人结构关节型机器人的空间运动是由三个回转运动实现的。
关节型机器人动作灵活，结构紧凑，占地面积小。
相对机器人本体尺寸，其工作空间比较大。
此种机器人在工业中应用十分广泛，如焊接、喷漆、搬运、装配等作业，都广泛采用这种类型的机器人。
手臂的设计要求机器人手臂的作用，是在一定的载荷和一定的速度下，实现在机器人所要求的工作空间内的运动。
在进行机器人手臂设计时，要遵循下述原则；1.应尽可能使机器人手臂各关节轴相互平行；相互垂直的轴应尽可能相交于一点，这样可以使机器人运动学正逆运算简化，有利于机器人的控制。
2.机器人手臂的结构尺寸应满足机器人工作空间的要求。
工作空间的形状和大小与机器人手臂的长度，手臂关节的转动范围有密切的关系。
但机器人手臂末端工作空间并没有考虑机器人手腕的空间姿态要求，如果对机器人手腕的姿态提出具体的要求，则其手臂末端可实现的空间要小于上述没有考虑手腕姿态的工作空间。
基于PLC的机械手系统设计——毕业设计论文
毕业设计正文题目：基于PLC的机械手系统设计姓名：专业：机电班级：学号：校内指导老师：校外指导老师：填表日期：湘潭医卫职业技术学院教务处制摘要：PLC是以现代微处理器技术为核心的控制器，作为一种通用的工业控制器，其可靠性高、抗干扰能力强；PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性，此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息；PLC采用光电隔离和滤波技术技术有效抑制外部干扰源对PLC的影响，此外PLC还可在强、通用性好；开发周期短，功耗小。
本课题对现代工业的的发展具有很重要的意义。
关键词：意义，应用，前景，编程语言，设计目录第一章绪论 (2)本课题的意义 (2)本文的主要工作 (2)第二章PLC 的概述 (3)PLC的基本知识 (3)PLC的应用与前景 (3)第三章PLC 的编程语言 (6)梯形图编语 (6)功能块图编程语 (6)第四章PLC控制机械手的设计 (6)机械手在工业生产中的应用 (7)各电器设备的制方式及控制要求 (9)电器元件设备的选择 (11)控制系统的软、硬件设计 (12)功能表图设计 (24)结论 (31)谢辞 (32)第一章绪论本课题的意义机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代科技的一个重要组成部分。
汽车业的快速发展，车外型愈求美观流线，并由于汽车外板件要求完美无尘的冲压生产线也向高速化、高品质、自动化、柔性化方向发展。
传统冲压生产过程中的手工操作、人工送料的生产方式已无法满足该行业的需要。
机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。
因此，它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。
尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。
机电一体化毕业设计(论文)基于plc的玻璃搬运机械手系统设计
本科毕业设计（论文）玻璃搬运机械手系统设计学院（系）：工业工程系专业：机电一体化09-3班学生姓名：指导教师：答辩日期： 2012-5-19摘要机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。
它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。
可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，因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用气动驱动和PLC 控制的设计方案。
采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。
对玻璃搬运机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。
在其驱动系统中采用气压驱动，控制系统中选择PLC 的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。
最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。
通过以上部分的工作，得出了经济型、实用型、高可靠型玻璃搬运机械手的设计方案，对其他经济型PLC 控制系统的设计也有一定的借鉴价值。
关键词:机械手；气动控制；可编程控制器（PLC）；自动化控制AbstractManipulator plays an extremely important role in the field of advanced manufacturing. It can carry goods, sort materials and do heavy works instead of the human being. It also can realize mechanization and automation of the production, do the jobs in harmful environment to protect the personal safety. So it is widely used in metallurgy, machinery manufacturing, electronics, light industry and atomic energy etc.In this paper,by reviewing the developmental status of the manipulator in recent years, combining the design of manipulator and systematic analyzing technology of the manipulator, We proposed the design scheme that the manipulator was driven by the pneumatic and the system was controlled by PLC. Integrative idea was adopted in this design to fully consider the characteristics of the software and hardware and complementary optimization. We analyzed and designed the overall structure, the implementation of structural, driving system and control system of the manipulator. We used pneumatic-driven in the driving system, PLC control unit in the control system to complete initialization of the system, manipulator's moving, failure alarm and so on. Finally we put forward a control strategy which is simple, easy to realize, and clear theoretical significance.Through the work above, a practical, economical, high-reliability sorting material manipulator was designed, which also had certain reference value for the other types of economical PLC control system design.Key words:Manipulator ；Pneumatic-driven；Programmable logic controller; Automatic control目录第1 章绪论 (1)1.1 研究的目的及意义 (1)1.2 机械手在国内外现状和发展趋势 (1)1.3 主要研究的内容 (2)1.3.1玻璃搬运机械手执行系统的分析与选择1.3.2玻璃搬运机械手驱动系统的分析与选择1.3.3玻璃搬运机械手控制系统的设计1.4 解决的关键问题 (3)第2 章执行系统的分析与选择 (4)2.1 执行机构坐标形式的选择 (4)2.2 执行机构的组成 (6)2.3 驱动系统2.4 控制系统2.5 位置检测装置第3 章机械手的整体设计方案3.1 机械手的左边形式和自由度3.2 机械手的手部结构方案设计3.3 机械手的手腕结构方案设计3.4机械手的手臂结构方案设计3.5机械手的驱动方案设计3.6机械手的控制方案设计3.7机械手的主要技术参数3.8执行机构各部分的分析与选择3.8.1手部的选择与计算3.8.2手部的选择3.9真空吸盘的计算3.10腕部的设计计算3.10.1腕部设计的基本要求3.10.2腕部的结构以及选择3.10.3腕部的驱动力矩计算3.10.4腕部的驱动力的计算3.10.5液压缸盖螺钉的计算3.10.6动片和输出轴间的连接螺钉3.11臂部的合计及有关计算3.11.1臂部设计的基本要求3.11.2手臂的典型机构以及结构的选择3.11.3手臂伸缩液压缸的尺寸设计与校核3.11.4导向装置3.11.5平衡装置3.11.6手臂摩擦力的分析与计算3.11.7手臂惯性力的计算3.11.8密封装置的摩擦阻力3.11.9液压缸工作压力和结构的确定3.12机身的设计计算3.12.1机身的整体设计3.12.2手臂升降液压缸的尺寸设计与校核3.13机身回转机构的设计计算3.13.1回转缸驱动力矩的计算3.13.2回转缸尺寸的初步确定3.14机身升降机构的计算3.14.1臂偏重力矩的计算3.14.2升降不自锁条件的分析计算3.14.3手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算3.14.4轴承的选择分析3.14.5设计液压系统图3.14.6液压回路的工作原理2.3 执行机构各部分的分析与选择 (6)2.3.1 手部的选择及计算 (6)2.3.2 手臂结构的选择 (7)2.3.3 纵向直动气缸的设计计算与校核 (8)2.3.4 横向气缸的设计计算与校核 (14)2.3.5 机身回转力矩的计算 (17)2.3.6 回转液压缸所驱动力矩计算 (18)2.3.7 气压缸盖螺钉的计算 (19)2.3.8 静片和输出轴间的连接螺钉 (20)2.3.9 矩形导轨的弯曲强度及挠度的校核 (21)2.3.10 机座结构的选择 (22)2.3.11 机身部位轴承选择与校核 (23)2.4 执行机构的工作原理 (23)第3 章驱动系统的分析与选择 (24)3.1 驱动系统的分析与选择 (24)3.2 机械手驱动系统的控制设计 (25)3.3 气动元件选取及工作原理 (26)3.3.1 气源装置 (26)3.3.2 执行元件 (27)3.3.3 控制元件 (28)3.3.4 辅助元件 (29)3.3.5 真空发生器 (29)IV3.3.6 吸盘 (30)3.4 气动回路的工作原理 (30)第4 章控制系统的分析设计 (33)4.1 控制系统的组成结构 (33)4.2 控制系统的性能要求 (33)4.3 传感器的选择 (34)4.3.1 位置检测装置 (34)4.3.2 滑觉传感器 (34)4.4 控制系统PLC 的选型及控制原理 (35)4.4.1 PLC 控制系统设计的基本原则 (35)4.4.2 PLC 种类及型号选择 (39)4.4.3 I/O 点数分配 (39)4.4.4 PLC 外部接线图 (41)4.4.5 机械手控制原理 (42)4.5 PLC 程序设计 (43)4.5.1 总体程序框图 (43)4.5.2 初始化及报警程序 (45)4.5.3 手动控制程序 (47)4.5.4 自动控制程序 (48)总结 (51)参考文献 (52)致谢 (53)附录：英文及翻译.......................................................... 。
气动机械手回转臂结构设计
科 技 创 新
２ ０ １ ３ 年 第２ ８ 期Ｊ 科技创 新 与应 用
气动机械 手 回转臂结构设计
包 欢 欢
（ 中国第一重型机械股份公司 ， 黑龙江 齐齐哈 尔 １ ６ １ ０ ４ ２ ）
摘 要 ： 气动机 械 手 是 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 。本 次设 计 的机 械 手 是 通 用 气动 上 下料 机械 手 ， 是 一种 适 合 于成批 或 中 、 小批 生产 的 、 可 以改 变动 作 程序 的 自动搬 运或 操 作 设备 ， 动 强度 大
和操作单调频繁的生产场合。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
直进回转式机械手设计
摘要随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手在工业上的 应用也逐渐普及，主要在汽车、电子、机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货 物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式 的限制和不足，满足现代经济发展的要求。
本直进回转式搬运机械手的机械结构主要包括水平移动、机身回转运动和手臂摆 动，末端执行器为抓取物料的机械爪，完成三个自由度的动作。
由一个电磁阀控制的气 压缸，来实现机械手的伸缩杆移动及机械抓夹紧工件的动作，三个步进电机带水平导轨 移动、机身旋转和手臂摆，从而实现搬运工作。
其动作转换靠设置在各个不同部位的行 程开关、接近开关(SQ1SQ11)产生的通断信号传输到PLC控制器，通过PLC内部程 序输出不同的信号， 从而驱动外部线圈来控制步进电机的正反转， 实现导轨的水平移动、 机身回转和手臂摆动，或电磁阀产生不同的工作位，实现气缸上下伸出、缩进，可实现 机械手的精确定位，来满足生产中的操作要求。
关键词：搬运机械手，可编程控制器（PLC），气压，步进电机，电磁阀ABSTRACTWith the popularization and development of industrial automation, the demand for the controller has been increasing year by year, carrying manipulator in industrial application also gradually universal, mainly in cars, electronic, mechanical processing, food, medicine and other areas of production line or cargo handling scheduling,we can be more good to save energy and improve transport efficiency equipment or products, to reduce restrictions on the mode of transportation and inadequate to meet requirements of modern economic development.This straight into rotary carrying manipulator mechanical structure includes the main including horizontal migration, the rotary motion and swinging arm, end actuators for grab materials mechanical claw, completed three degrees of freedom of action. By a solenoid control the pressure in the cylinder, to finished the telescopic rod manipulator mobile and mechanical grip the action of clamping workpiece, three step motor guide moving, the fuselage with level rotation and arm is placed, so as to realize the movement. The conversion by setting its action in various different parts of the trip switch (SQ1SQ9) generated onoff signal transmission to the PLC controller, through the PLC internal different output signal, which drives the external coil to control the motor' normalreverse transfer to realize The horizontal movement of the lead rail, the rotary and arms move swinging; solenoid valves have a different action, the robot can achieve precise position; to meet the production requirements of various operations and maintenance .Key words: carrying manipulator, the programmable controller (PLC), air pressure, step motor, solenoid valves.目 录1 绪论 (1)1.1 工业机械手应用简况及意义 (1)1.2 气动机械手的简介 (1)2 直进回转式机械手的整体设计 (4)2.1 设计内容及要求 (4)2.2 机械手的设计思路及方案 (4)2.3 电气设计思路及方案 (5)3 设计各机构、零件及校核计算 (6)3.1气缸的选型与计算 (6)3.2 轴的选择及校核计算 (8)3.3选蜗杆蜗轮减速器 (10)3.4步进电机的选取和校核 (12)3.5 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (22)3.6 轴承的选择及校核 (25)3.7 齿轮的设计及校核 (27)3.8 螺纹连接件的校核 (31)4 机械手控制部分的设计、选型及程序内容 (33)4.1 总述 (33)4.2 总体方案的设计 (33)4.3机械手控制系统硬件组成 (33)4.4 电气控制系统分析 (36)4.5小结 (38)5 结论 (39)参考文献 (40)致 谢 (41)附 录1 绪论1.1 工业机械手应用简况及意义在工业上， 工业机器人有着广泛的应用， 机械手而是相较新的机械电子设备， 它正开始改变现代和未来化工业的面貌。
机械手手部的设计计算
机械手手部的设计计算1.1 手部设计基本要求（1）应具有适当的夹紧力和驱动力。
应当考虑到在一定的夹紧力下，不同的传动机构所需的驱动力大小是不同的。
（2）手指应具有一定的张开范围，手指应该具有足够的开闭角度（手指从张开到闭合绕支点所转过的角度）γ∆，以便于抓取工件。
（3）要求结构紧凑、重量轻、效率高，在保证本身刚度、强度的前提下，尽可能使结构紧凑、重量轻，以利于减轻手臂的负载。
（4）应保证手抓的夹持精度。
1.2 典型的手部结构（1）回转型包括滑槽杠杆式和连杆杠杆式两种。
（2）移动型移动型即两手指相对支座作往复运动。
（3）平面平移型。
1.3 机械手手抓的设计计算1.1.1 选择手抓的类型及夹紧装置本设计是设计平动搬运机械手的设计，考虑到所要达到的原始参数：手抓张合角γ∆=060，夹取重量为60Kg。
常用的工业机械手手部,按握持工件的原理,分为夹持和吸附两大类。
吸附式常用于抓取工件表面平整、面积较大的板状物体,不适合用于本方案。
本设计机械手采用夹持式手指,夹持式机械手按运动形式可分为回转型和平移型。
平移型手指的张开闭合靠手指的平行移动,这种手指结构简单, 适于夹持平板方料, 且工件径向尺寸的变化不影响其轴心的位置, 其理论夹持误差零。
若采用典型的平移型手指, 驱动力需加在手指移动方向上,这样会使结构变得复杂且体积庞大。
显然是不合适的，因此不选择这种类型。
通过综合考虑，本设计选择二指回转型手抓，采用滑槽杠杆这种结构方式。
夹紧装置选择常开式夹紧装置，它在弹簧的作用下机械手手抓闭和，在压力油作用下，弹簧被压缩，从而机械手手指张开。
1.1.2 手抓的力学分析下面对其基本结构进行力学分析：滑槽杠杆 图1.1（a ）为常见的滑槽杠杆式手部结构。
(a)(b)图1.1 滑槽杠杆式手部结构、受力分析1——手指 2——销轴 3——杠杆在杠杆3的作用下，销轴2向上的拉力为F ，并通过销轴中心O 点，两手指1的滑槽对销轴的反作用力为F 1和F 2，其力的方向垂直于滑槽的中心线1oo 和2oo 并指向o 点，交1F 和2F 的延长线于A 及B 。
气动机械手回转臂结构设计
气动机械手回转臂结构设计作者：包欢欢来源：《科技创新与应用》2013年第28期摘要：气动机械手是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。
本次设计的机械手是通用气动上下料机械手，是一种适合于成批或中、小批生产的、可以改变动作程序的自动搬运或操作设备，动强度大和操作单调频繁的生产场合。
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。
关键词：气动机械手；设计；优化气动机械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。
在现代工业技术应用的气动机械手能够实现4个自由度的运动，其各自的自由度的驱动全部由气动肌肉来实现。
最前端的气爪抓取物品，通过气动肌肉的驱动实现各自关节的转动，使物品在空间上运动，根据合理的控制，最终实现机械手的动作要求。
气动机械手回转臂的设计主要是选择合适的控制阀，设计合理的气动控制回路，通过控制和调节各个气缸压缩空气的压力、流量和方向来使气动执行机构获得必要的力、动作速度和改变运动方向，并按规定的程序工作。
1 气动机械功能以及优点气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。
它巧妙地应用力的平衡原理，使操作者对重物进行相应的位移，就可在空间内平衡移动定位负荷。
重物在提升或下降时形成浮动状态，靠气路实现微重力的物料位移，操作力受工件重量影响。
无需熟练的点动操作，操作者用手推拉重物，就可以把重物正确地放到空间中的任何位置，或者通过操作台控制工件的位移。
可完成以下动作：送料、预夹紧、手臂上升、手臂旋转、小臂伸长、手腕旋转。
图1 机械手回转臂系统工作原理图气动技术有以下优点：（1）全程平衡、运动顺滑，可使不同物料或工件达到重力平衡状态，实现物料的精确位移操作。
回转机械手的PLC控制设计
Ｐ Ｌ Ｃ的控制 程序采 用 移位指 令实 现机械 手按顺 序循环 动作 ，具 体程序 梯形 图见 图 ２ ｃ ：
ｘ ｏ ｏ ｏ
０
Ｍ ２
— —
Ｍ Ｉ
Ｍ１
＿ — —
Ｍ ３
（ Ｍ ２
Ｍ ２
一
Ｍ１
一
（ Ｍ３
Ｍ ３ Ｍ ３
（ Ｙ Ｏ ０ ４
（ Ｙ Ｏ ０ ６
ｌ Ｏ ６
（ Ｔ Ｏ
Ｍ １ ｌ １ １ ５
１ １ ７
（ Ｙ Ｏ ０ ７
［ Ｅ Ｎ Ｄ
图２ 程序 梯 形 图
张
姝 ，等
回转机械手的 Ｐ Ｌ Ｃ控 帝 Ｊ 设 计
２ ． ３ Ｐ ＬＣ连 线 图
Ｐ Ｌ Ｃ采 用启／ 停 开关 与保 护开关 并 联 的方 式 ，配合 Ｐ Ｌ Ｃ程 序 ，实 现 机 械 手 的启 动／ 停 止 控制 和安 全保 护控 制 ，具 体 Ｐ Ｌ Ｃ连线 图见 图 ３ ［ ４ ］ ：
带 Ａ远 行． 当光 电开 关 Ｐ Ｓ １ 检 测 到物 品 已进 人 手 指范 围时 ，手 指 抓 物 品． 当 物 品抓 紧时 ，抓 紧 限位
开关 Ｌ Ｓ １动作 ，手 臂上 升 ；到 上 限位 时 ，上 升 限位 开关 Ｌ Ｓ ４闭合 ，手臂 右 旋 ；右 旋 到位 时 ，右旋 限 位开关 Ｌ Ｓ ３闭合 ，手臂 下 降 ；下 降到下 限位 时 ，下 降 限位 开 关 Ｌ Ｓ ５闭合 ，手 指放 开 ，物 品被 放到 传 送带 Ｂ上 ；延 时 ２ Ｓ 后 ，一个 循 环结 束 ，下一个 循环 开始 ．
Ｙ
７ ９ ８ ３ ８ ７ １ ９ ０ １ ９ ４ ９ ８ ９ ４
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手在工业上的应用也逐渐普及，主要在汽车、电子、机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。
本直进回转式搬运机械手的机械结构主要包括水平移动、机身回转运动和手臂摆动，末端执行器为抓取物料的机械爪，完成三个自由度的动作。
由一个电磁阀控制的气压缸，来实现机械手的伸缩杆移动及机械抓夹紧工件的动作，三个步进电机带水平导轨移动、机身旋转和手臂摆，从而实现搬运工作。
其动作转换靠设置在各个不同部位的行程开关、接近开关(SQ1---SQ11)产生的通断信号传输到PLC控制器，通过PLC内部程序输出不同的信号，从而驱动外部线圈来控制步进电机的正反转，实现导轨的水平移动、机身回转和手臂摆动，或电磁阀产生不同的工作位，实现气缸上下伸出、缩进，可实现机械手的精确定位，来满足生产中的操作要求。
关键词：搬运机械手，可编程控制器（PLC），气压，步进电机，电磁阀ABSTRACTWith the popularization and development of industrial automation, the demand for the controller has been increasing year by year, carrying manipulator in industrial application also gradually universal, mainly in cars, electronic, mechanical processing, food, medicine and other areas of production line or cargo handling scheduling,we can be more good to save energy and improve transport efficiency equipment or products, to reduce restrictions on the mode of transportation and inadequate to meet requirements of modern economic development.This straight into rotary carrying manipulator mechanical structure includes the main including horizontal migration, the rotary motion and swinging arm, end actuators for grab materials mechanical claw, completed three degrees of freedom of action. By a solenoid control the pressure in the cylinder, to finished the telescopic rod manipulator mobile and mechanical grip the action of clamping workpiece, three step motor guide moving, the fuselage with level rotation and arm is placed, so as to realize the movement. The conversion by setting its action in various different parts of the trip switch (SQ1---SQ9) generated on-off signal transmission to the PLC controller, through the PLC internal different output signal, which drives the external coil to control the motor' normal-reverse transfer to realize The horizontal movement of the lead rail, the rotary and arms move swinging; solenoid valves have a different action, the robot can achieve precise position; to meet the production requirements of various operations and maintenance .Key words: carrying manipulator, the programmable controller (PLC), air pressure, step motor, solenoid valves.目录1 绪论 (1)1.1 工业机械手应用简况及意义 (1)1.2 气动机械手的简介 (1)2 直进回转式机械手的整体设计 (4)2.1 设计内容及要求 (4)2.2 机械手的设计思路及方案 (4)2.3 电气设计思路及方案 (5)3 设计各机构、零件及校核计算 (6)3.1气缸的选型与计算 (6)3.2 轴的选择及校核计算 (8)3.3选蜗杆蜗轮减速器 (10)3.4步进电机的选取和校核 (12)3.5 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (22)3.6 轴承的选择及校核 (25)3.7 齿轮的设计及校核 (27)3.8 螺纹连接件的校核 (31)4 机械手控制部分的设计、选型及程序内容 (33)4.1 总述 (33)4.2 总体方案的设计 (33)4.3机械手控制系统硬件组成 (33)4.4 电气控制系统分析 (36)4.5小结 (38)5 结论 (39)参考文献 (40)致谢 (41)附录1 绪论1.1 工业机械手应用简况及意义在工业上，工业机器人有着广泛的应用，机械手而是相较新的机械电子设备，它正开始改变现代和未来化工业的面貌。
通过自动化的机械手能提高工作效率，加强产品质量，改善劳动条件和劳动强度起着十分重要的作用。
大量运用在装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。
在现代生产加工过程中，机械手被广泛运用于自动生产线中，虽然机械手目前还不如人手那样灵活，但它具有不断重复工作和劳动，不知疲惫，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到更多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，机械手的意义如下：（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，用人直接操作是有危险或根本不可能的情况。
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。
（3）可以减少人力，便于有节奏地生产应用机械手代替人手工作，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。
综上所述，机械手在工业上的应用是发展机械工业的必然趋势。
1.2 气动机械手的简介这次课题的机械手选用气动传动，这里介绍一下气动机械手的发展、现状和未来。
随着工业机械化和自动化的发展，以及气动技术本身的一些优点和特点，气动机械手已经被广泛应用在自动化生产的各个行业。
1.2.1气动技术及气动机械手的发展过程气动技术是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递或信号传递的工程技术，是实现各种生产控制、自动控制的重要手段之一。
大约开始于1776年，Johnwilkimson发明能产生1个大气压左右压力的空气压缩机。
1880年，人们第一次利用气缸做成气动刹车装置，将它成功地用到火车的制动上。
20世纪30年代初，气动技术成功地应用于自动门的开闭及各种机械的辅助动作上。
至50年代初，大多数气压元件从液压元件改造或演变过来，体积很大。
60年代，开始构成产业控制系统，自成体系，不再与风动技术相提并论。
在70年代，由于气动技术与电子技术的结合应用，在自动化控制领域得到广泛的推广。
80年代进进气动集成化、微型化的时代。
90年代至今，气动技术突破了传统的死区，经历着奔腾性的发展，人们克服了阀的物理尺寸局限，真空技术日趋完美，高精度模块化气动机械手问世，智能气动这一概念产生，气动伺服定位技术负气缸高速下实现任意点自动定位，智能阀岛十分理想地解决了整个自动生产线的分散与集中控制题目[3]。
1.2.2 气动机械手的应用现状由于气压传动系统使用安全、可靠，可以在高温、震动、易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射等恶劣环境下工作。
而气动机械手作为机械手的一种，它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境、轻易实现无级调速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等优点。
所以，气动机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、化肥和化工，食品和药品的包装、精密仪器和军事产业等。
1.2.3 发展远景及方向（1）重复高精度精度是指机器人、机械手到达指定点的精确程度，它与驱动器的分辨率以及反馈装置有关。
重复精度是指假如动作重复多次，机械手到达同样位置的精确程度。
随着微电子技术和现代控制技术的发展，以及气动伺服技术走出实验室和气动伺服定位系统的成套化。
气动机械手的重复精度将越来越高，它的应用领域也将更广阔，如核产业和军事产业等。
（2）模块化模块化拼装的气动机械手比组合导向驱动装置更具灵活的安装体系。
它集成电接口和带电缆及气管的导向系统装置，使机械手运动自如。
由于模块化气动机械手的驱动部件采用了特殊设计的滚珠轴承，使它具有高刚性、高强度及精确的导向精度。
优良的定位精度也是新一代气动机械手的一个重要特点。
模块化气动机械手使同一机械手可能由于应用不同的模块而具有不同的功能，扩大了机械手的应用范围，是气动机械手的一个重要的发展方向。
（3）无给油化为了适应食品、医药、生物工程、电子、纺织、精密仪器等行业的无污染要求，不加润滑脂的不供油润滑元件已经问世。