机械手课程设计书
机械手课程设计工业机械手设计
仲恺农业工程学院机械系统设计课程设计说明书设计题目：工业机械手设计学院：机电工程学院班级：机械电子091班学号：202020834127姓名：朱小华指导教师：张日红、关秋菊、施俊侠完成日期：2021-5-25第一章机械手设计任务书 (3)课程设计目的 (3)设计内容和要求 (3)第二章腕部设计 (4)腕部设计的大体要求 (4)碗部的机构设计 (4)碗部设计的计算 (6)拉紧装置原理 (7)第三章手臂的设计 (8)手臂旋转机构设计 (8)驱动力矩的计算 (10)缸盖联接螺钉和动片联接螺钉计算 (11)夹紧缸弹簧的确信 (12)第四章液压系统操纵 (13)液压系统动作循环及电磁铁动作顺序表 (13)4.2 机械手总的液压操纵图 (13)4.3 现场器件跟PLC的连线 (14)4.4 PLC三菱编程梯形图： (15)第五章参考文献 (20)第一章机械手设计任务书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大体理论、大体知识与大体技术去解决专业范围内的工程设计问题而进行的一次大体训练。
这对学生即将从事的相关技术工作和以后事业的开拓都具有必然意义。
其要紧目的：一、培育学生综合分析和解决本专业的一样工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。
二、培育学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，把握工程设计的一样程序标准和方式。
三、培育学生树立正确的设计思想和利用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算，数据处置，编写技术文件等方面的工作能力。
四、培育学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的大体工作态度，工作作风和工作方式。
（一）原始数据及资料（1）原始数据：a、生产纲领：100000件（两班制生产）b、自由度（四个自由度）臂转动210°臂上下运动 300mm臂升长（伸缩） 400mm手部转动±180°（2）设计要求：a、上料机械手结构设计图、装配图、各要紧零件图（一套）b、液压原理图（一张）c、设计计算说明书（一份）（3）技术要求要紧参数的确信：a、坐标形式：圆柱坐标b、抓重：200Nc、自由度：4个d、臂的运动行程：伸缩运动400mm，回转运动210°，起落运动300mme、臂的运动速度：伸缩运动＜250mm/s，回转运动＜90°/s起落运动＜70mm/sf、腕部的运动行程：回转运动180°g、腕部的运动速度：回转运动＜90°/sh、定位方式：电位器（或接近开关等）设定，点位操纵i、手指夹持范围：棒料直径φ50－φ70mm，长度450－1200mmj、驱动方式：液压（中、低系统）k、定位精度：±3mml、操纵方式：PLC操纵（二）料槽形式及分析动作要求（1）料槽形式由于工件的形状属于小型回转体，此种形状的零件通常采纳自用输送的输料槽，该装置结构简单，不需要其他动力源和特殊装置，因此本课程题采纳此种输料槽。
课程设计--机械手
机械手设计任务书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。
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。
主要目的：一、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。
二、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。
三、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。
四、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。
目录1 械手设计任务书 (3)1.1设计目的 (3)1.2本课题的内容和要求 (3)1.3工业机械手简图 (4)2 臂部液压缸设计 (5)2.1臂部受力计算 (5)2.2臂部油缸驱动力计算 (6)2.3臂部活塞杆的稳定性校核 (7)2.4臂部缸体的螺栓链接计算 (7)3 臂部液压传动与控制系统计设 (8)3.1臂部伸缩油缸 (8)3.2液压元件的计算和选择 (10)3.3臂部液压原件及工作原理 (11)4 PLC控制系统设计 (13)4.1机械手可编程顺序控制 (14)4.2机械手PLC控制梯形图 (17)5 参考文献 (19)6总结 (19)1械手设计任务书1.1设计目的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。
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。
主要目的：一、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。
二、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。
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。
机械手课程设计
机械手课程设计课程背景机械手是现代工业生产中常见的一种自动化装置，其具备高精度、高速度、高灵活性等特点，在工业生产中扮演着重要的角色。
因此，对机械手进行课程设计是培养学生对现代生产自动化装置的理解和应用能力的重要方式之一。
课程目标本课程的主要目标是让学生：1.了解机械手的基本原理和结构；2.掌握机械手的运动学分析方法；3.学会使用机械手编程软件进行机械手的控制；4.能够设计和实现简单的机械手应用。
课程大纲第一部分：机械手的基本原理1. 机械手的定义和分类•机械手的定义•机械手的分类：按动力源分类、按自由度分类2. 机械手的基本结构•机械手的关节和链节•机械手的传感器和执行器3. 机械手的运动学分析•Denavit-Hartenberg（D-H）参数的引入•坐标系的确定和转换•正解和逆解的求解方法第二部分：机械手的控制1. 机械手控制的基本要素•机械手的控制模型•机械手的感知和决策2. 机械手编程软件的应用•常见的机械手编程软件介绍•机械手编程语言的基本语法和命令3. 机械手编程实践•使用机械手编程软件进行简单的机械手控制任务第三部分：机械手应用设计1. 机械手在工业生产中的应用•机械手在装配线上的应用•机械手在物料搬运中的应用2. 机械手应用的设计原则•机械手应用的需求分析•机械手应用的设计流程3. 机械手应用设计实践•设计并实现一个简单的机械手应用课程评估方式1.平时成绩：包括课堂讨论、小组作业、实验报告等。
2.期中考试：检测学生对课程内容的理解和掌握程度。
3.期末项目：要求学生设计并实现一个机械手应用。
参考书目1.Craig, John J. Introduction to Robotics: Mechanics and Control. Pearson Education, 2019.2.Siciliano, Bruno, et al. Robotics: Modelling, Planning and Control. Springer, 2010.3.Spong, Mark W., et al. Robot Modeling and Control. Wiley,2006.通过本课程的学习，学生将对机械手的原理和应用有更深入的了解，培养出对自动化装置的设计和控制能力，为未来的工作和学习打下坚实的基础。
机械手-机械原理课程设计说明书
机械手工作频率：20/min；升降 0.3kw，摆动 0.1kw，伸缩 0.1kw，夹持 0.2kw。
2执行机构的选择与比较§2-1 转角机构（实现平面转角030功能）方案一实现平面转角030的过程：电机带动不完全齿轮运动，不完全齿轮带动全齿轮运动，与全齿轮固结的四杆机构，使滚子在预先设计好形状的槽内运动，左右运动的极限位置恰好是30度。
机构评价：优点：因为槽的形状固定，所以能保证在一个行程内，机构的平面转角就是30度。
不完全齿轮的使用，为机械手在抓放物体时留下了工作时间。
缺点：由于四杆机构的运动被槽限制住，最短杆无法做周转运动，导致机构的回程要求齿轮的翻转，必须在前面加入变速箱改变速度方向。
方案二实现平面转角030的过程：皮带轮传动给蜗轮蜗杆从而使不完全齿轮，有间歇地带动完全齿轮转动，齿轮通过杆拉动齿条，由齿轮来回往复地带动固接杆转动030机构评价：优点：同样具有结构简单，传力较小运动灵活，造价低准确地实现转角030的要求，可以控制间歇实现循环功能。
缺点：磨损较严重，效率较低，齿轮尺寸过大加工难。
方案三30的过程：使用实现平面转角0槽轮实现平面转角30度，只要计算好槽轮的槽数，就能在主动圆盘转360度时，使从动轮转30度。
机构评价：优点：结构简单，外形尺寸小，机械效率高，并能平稳的间歇地进行转位。
缺点：传动存在柔性冲击，且是单向的间歇运动，同样要求变速箱改变运动方向。
方案的选择与比较：只有第二个方案能较好的实现对传动系统的功能要求在平面转动上能准确地控制在30度，制造简单方便。
§2-2 上升机构（实现上升100功能要求）方案一实现上升的过程：皮带轮传动，使蜗杆带动蜗轮，蜗轮和齿条配合。
通过控制蜗杆的半径，使转动一周后，使齿条上升100.机构评价：优点：蜗杆的轮齿是连续的螺旋尺，故传动平稳，啮合冲击小。
缺点:啮合齿轮间的相对滑动速度较大，摩擦磨损较大，传动效率较低，易出现发热现象，常用耐磨材料制作，成本高。
(机械制造行业)机械手课程设计
（机械制造行业）机械手课程设计《机电系统》课程设计说明书课程设计任务书姓名班级学号设计题目简易型机械手的设计设计任务：（1）方案论证；在其基础上进行机械手的总体设计，并绘制总体布局图。
（2）驱动系统设计：根据机械手的特点，选用舍党的驱动方式，根据总体设计要求进行电机选型。
进行电机选型相关计算。
进行驱动系统零部件的选型和设计。
绘制驱动系统布局图。
（3）控制系统设计：确定机械手的控制方式并进行控制系统的控制与编程。
绘制控制系统布局图。
（4）传感与测试系统设计：进行控制与驱动系统的传感与测试系统的设计。
（5）机械本体设计：进行机械本体零部件设计，绘制总体和零件图。
设计工作量:（1）设计说明书一份（2）CAD图纸5张（3）文档整理排版指导教师设计时间2011年1月3日～2011年1月21日目录第1章绪论 (1)1.1机械手概述 (1)1.2机械手的设计目的 (3)1.3机械手的设计内容 (4)1.4机械手的分类及其在生产中的应用 (5)1.5机械手的应用意义 (8)1.6机械手的技术发展方向 (9)第2章设计方案的论证 (10)2.1机械手的总体设计 (10)2.2机械手腰座结构的设计 (12)2.3机械手手臂结构的设计 (14)2.4工业机器人腕部的结构 (16)2.5机械手末端执行器（手爪）的结构设计 (18)2.6机械手的机械传动机构的设计 (21)2.7机械手驱动系统的设计 (26)2.8机器人手臂的平衡机构设计 (33)第3章理论分析和设计计算 (34)3.1液压传动系统设计计算 (34)3.2电机选型有关参数计算 (43)第4章控制系统的设计 (47)4.1可编程控制器PLC (47)4.2PLC的选型 (51)4.3机械手的工艺流程 (53)4.4机械手的PLC控制系统程序 (57)第5章机械手本体设计 (59)5.1机械手零部件设计 (59)5.2机械手总成和零件图 (61)致谢 (62)参考文献 (63)第1章绪论1.1机械手的概述机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。
机械手课程设计说明书
第二种方案：本方案是利用滑块在特制导轨中的滑动来达到传送机械手的目的。 利用凸轮加一个杠杆机构来完成来回摆动，摆杆带动滑块在导轨中运动.滑块上连 接了一个滚子，利用滚子在导轨中的滚动来代替滑块的直接滑动，有效减小了摩 擦。本方案的优点是只需要一个原动机就能带动机构循环工作运行，而且机构简
5
LA~O1 720 mm, LB~O1 72mm LC~O2 120 mm, LD~O2 360 mm
9
装箱机械手机构设计
盘式凸轮的形状如下：
/2 0O
3 / 2
圆柱凸轮侧面展开图如下：
工作原理： 当盘式凸轮绕着 O 旋转时，从 0 ~ ,凸轮推动滚子 E 将从左向右运动，即 B
点也是从左向右运动，通过杠杆后，A 点将从右向左运动。当从 ~ 2 时,A 点的 运动将会与上所述刚好相反，从而完成横向移动的可逆过程.
3.横移：横移过程是在这机构设计要求中位移量最大,这里要考虑用运动放大 装置来缩小原动件的动作范围，同时考虑到在横移过程中稳定性是很重要的一点， 如果移动不稳定，会对整个机械手成功运输物品造成不利的影响。根据机械手运 动轨迹图，在 K 点后，机械手由竖移转向横移，在 L 点，运动由横移转向竖移， 所以运动方向的转换也是我们考虑的重点，利用凸轮传动，曲柄滑块都是可以完 成这样的方向转换的。
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装箱机械手机构设计
根据机械手循环轨迹绘制各点位移如下表：
各点位移
机械手 J-K K—L L—M M-L
轨迹 各点 mm
E （+向左，—向右） 0
—60
0
0
L—K K—J
+60
0
A （+向左,-向右）
0 +600 0
PLC机械手课程设计报告
目录摘要 (I)1 设计目的和要求 (1)1.1 目的 (1)1.2 要求 (1)2 机械手的工艺和控制要求 (2)2.1 设备概况 (2)2.1.1 工艺介绍 (2)2.1.2 面板操作 (3)2.2 控制要求 (3)2.2.1液压系统油泵启动及停止 (3)2.2.2机械手工作方式 (3)2.2.3系统保护和报警功能。
(3)3 PLC控制系统发设计方法。
(5)3.1 确定输入输出 (5)3.2 选着PLC的型号。
(5)3.3 机械手设计框图: (4)3.4 为PLC的输入输出编址 (5)4 电气原理图设计 (7)4.1主电路设计 (7)4.2输入电路 (7)4.3输出电路 (7)4.4绘图注意事项 (7)5 PLC程序设计 (8)5.1主程序流程图 (9)5.2 手动子程序 (10)5.3回原点子程序流程图 (11)5.4 单步流程图 (12)5.5 单周期流程图 (13)5.5自动流程图 (14)5.6 程序调试 (14)6 总结 (15)附录1 机械手电气原理图附录2 机械手梯形图摘要机械手主要用于搬动或者装卸零件的重复动作, 动力来源于液压系统。
在机械手控制选用PLC, 其原因安全可靠。
机械手控制分为手动、回原点、单步、单周期、自动五大部分。
各个功能运用转换开关进行切换, 切后按照以前步骤继续执行。
通过PLC输出驱动中间继电器, 接通电磁阀。
首先运用AUTOCAD绘制实际工程电气接线图, 在实验室运用实验模拟设备, 进行编程模拟。
关键字: 机械手PLC 电气接线图电磁阀中间继电器1 设计目的和要求1.1 目的（1）用PLC实现对机械手手、自动控制。
（2）用PLC设计具有多种操作方式的电控系统的程序结构。
（3）掌握一般控制系统操作方式切换时保持系统状态连续的程序设计思路和方法。
（4）自行设计手动、回原点、单步、单周期和自动五种工作方式下的控制程序。
1.2 要求（1）绘制电气原理图时要符合国家标准。
机械设计课程设计机械手课程设计说明书
二、传动方案修改
1.系统运动方案图
2.工作条件：使用年限6年，每年工作300天，载荷平稳，环境清洁。
3.原始数据：纸箱尺寸A*B*C=150*120*200mm，纸箱重量M=10Kg，车厢位置L*K*H=1350*1120*120mm，生产率240件/小时
N
三、总体设计计算
1、电机型号选择
=[2x1.3×27540×(4+1)/0.8x4(2.42x189.9x1.289x0.985
/11368)2]1/3mm
=34.23mm
模数：m=d1/Z1=34.23/28=1.22mm
取标准模数：m=2mm
(6)校核齿根弯曲疲劳强度
根据课本P201（10-5a）式
σF=(2kT1/φdm3Z12)YFaYSa≤[σF]
∴选dmin=20mm
（2）轴的结构设计
a）轴上零件的定位，固定和装配
轴1做成齿轮轴，大齿轮下面由轴肩定位，上面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以端盖和套筒定位，则采用过渡配合固定。
b）确定轴各段直径和长度
I-Ⅱ段：d1=20mm长度取L1=36mm，挡圈D=24mm
II-Ⅲ段:d2=d1+2h=20+2×3=26mm,L2=24mm
m=2mm
d1=56mm
d2=224mm
b=44.8mm
YFa1=2.54
YSa1=1.63
YFa2=2.19
YSa2=1.81
σFlim1=950Mpa
σFlim2=710Mpa
YNT1=0.94
YNT2=0.96
SF=1.4
σF1=39.6Mpa
σF2=4.63Mpa
机械手课程设计
目录第1章机械手臂搬运加工流程控制工艺流程分析 (1)1.1机械手臂搬运加工流程控制过程描述 (1)1.2机械手臂搬运加工流程控制工艺分析 (1)第2章机械手臂搬运加工流程控制系统总体方案设计 (3)2.1机械手臂搬运加工流程控制系统硬件组成 (3)2.2机械手臂搬运加工流程控制方法分析 (3)2.3机械手臂搬运加工流程控制系统的I/O分配 (3)2.4机械手臂搬运加工流程控制系统接线图设计 (3)第3章机械手臂搬运加工流程控制系统梯形图程序设计 (5)3.1机械手臂搬运加工流程控制程序流程图设计 (5)3.2机械手臂搬运加工流程控制程序梯形图设计 (5)第4章机械手臂搬运加工流程控制监控系统设计 (6)4.1PLC与上位监控软件通讯 (6)4.2上位监控系统组态设计 (6)4.3实现的效果 (6)第5章机械手臂搬运加工流程控制监控系统调试及结果分析 (8)5.1机械手臂搬运加工流程控制系统调试及解决的问题 (8)5.2结果分析 (8)课程设计心得 (9)参考文献 (10)附录 (11)第1章机械手臂搬运加工流程控制工艺流程分析1.1 机械手臂搬运加工流程控制过程描述专用机械手经过几十年的发展，如今已进入以通用机械手为标志的时代。
由于通用机械手的应用和发展，进而促进了智能机器人的研制。
目前国内外对发展这一新技术都很重视，几十年来，这项技术的研究和发展一直比较活跃，设计在不断地修改，品种在不断地增加，应用领域也在不断地扩大。
如图1-1所示，有两部机械装置对工作物进行加工，对象由输送带A送到加工位置，然后再由机械手臂将加工物送至工作台1的位置进行第一步骤加工。
当第一步骤加工完成后，机械手臂将工作物夹起再送至工作台2进行第二步骤加工；当第二步骤加工完成后，机械手臂将工作物放到输送带B送走，最后由7段数码管显示加工完成的数量。
图1-1机械手臂搬运加工流程控制过程示意图1.2 机械手臂搬运加工流程控制工艺分析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。
机械手课程设计(doc 69页)
机械手课程设计(doc 69页)《机电系统》课程设计说明书课程设计任务书姓名班级学号设计题目简易型机械手的设计设计任务：（1）方案论证；在其基础上进行机械手的总体设计，并绘制总体布局图。
（2）驱动系统设计：根据机械手的特点，选用舍党的驱动方式，根据总体设计要求进行电机选型。
进行电机选型相关计算。
进行驱动系统零部件的选型和设计。
绘制驱动系统布局图。
（3）控制系统设计：确定机械手的控制方式并进行控制系统的控制与编程。
绘制控制系统布局图。
（4）传感与测试系统设计：进行控制与驱动系统的传感与测试系统的设计。
（5）机械本体设计：进行机械本体零部件设计，绘制总体和零件图。
设计工作量:（1）设计说明书一份（2）CAD图纸5张（3）文档整理排版指导教师设计时间2011年1月3日～2011年1月21日目录第1章绪论 (1)1.1机械手概述 (1)1.2机械手的设计目的 (3)1.3机械手的设计内容 (4)1.4机械手的分类及其在生产中的应用 (5)1.5机械手的应用意义 (8)1.6机械手的技术发展方向 (9)第2章设计方案的论证 (10)2.1机械手的总体设计 (10)2.2机械手腰座结构的设计 (12)2.3机械手手臂结构的设计 (14)2.4工业机器人腕部的结构 (16)2.5机械手末端执行器（手爪）的结构设计 (18)2.6机械手的机械传动机构的设计 (21)2.7机械手驱动系统的设计 (26)2.8机器人手臂的平衡机构设计 (33)第3章理论分析和设计计算 (34)3.1液压传动系统设计计算 (34)3.2电机选型有关参数计算 (43)第4章控制系统的设计 (47)4.1可编程控制器PLC (47)4.2 PLC的选型 (51)4.3机械手的工艺流程 (53)4.4 机械手的PLC控制系统程序 (57)第5章机械手本体设计 (59)5.1 机械手零部件设计 (59)5.2 机械手总成和零件图................................................ . (61)致谢 (62)参考文献 (63)第1章绪论1.1机械手的概述机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。
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。
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。
简易机械手课程设计
简易机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解简易机械手的基本结构，掌握其运作原理；2. 学生能够描述并解释杠杆、滑轮、齿轮等简单机械在机械手中的应用；3. 学生能够运用物理知识分析并计算简易机械手中的力的作用和运动关系。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并制作一个简易机械手模型；2. 学生能够通过小组合作，进行有效的沟通和问题解决，提高团队协作能力；3. 学生能够运用科学探究方法，进行实验操作和数据分析，培养实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对科学技术的兴趣和好奇心，增强创新意识和实践欲望；2. 学生能够认识到物理知识在生活中的应用，提高学以致用的意识；3. 学生能够在团队合作中学会尊重他人，培养团结协作、共同进步的精神。
课程性质：本课程为初中物理学科实验课程，旨在通过实践操作，让学生深入了解简单机械的原理和应用。
学生特点：初中学生具有较强的动手能力和好奇心，对实验课程有较高的兴趣，但部分学生可能对物理知识掌握不够牢固。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，提高其物理素养和综合能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导，确保每个学生都能在课程中取得具体的学习成果。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合物理学科教材，组织以下教学内容：1. 简易机械手基本原理学习：- 杠杆原理及其在机械手中的应用；- 滑轮原理及其在机械手中的应用；- 齿轮原理及其在机械手中的应用。
2. 简易机械手设计与制作：- 设计原理及步骤；- 机械手模型的制作方法；- 小组合作与分工。
3. 实践操作与数据分析：- 实验操作方法及注意事项；- 数据收集与处理；- 结果分析与讨论。
教学大纲安排如下：第一课时：介绍简易机械手基本原理，学习杠杆、滑轮、齿轮等简单机械的应用；第二课时：讲解简易机械手设计原理，布置设计任务；第三课时：分组讨论，进行机械手设计；第四课时：指导学生制作机械手模型，并进行实践操作；第五课时：对实践结果进行数据分析，总结课程内容。
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。
机械手课程设计书
201240140218课程设计说明书课程名称单片机课程设计（机械手）教学院机电工程学院专业械电子工程班级12机械电子2班小组成员万明重指导教师李涛, 雷才洪2015 年 6 月9 日目录摘要 (2)第1章概述 (3)1.1设计目的 (3)1.2课题的内容和要求 (4)1.3进度安排 (4)1.4设计进度安排 (4)1.5基本要求 (5)第2章课程设计的总体方案 (6)2.1总体方案的确定 (6)2.2 机械结构的设计 (6)2.3 软件设计 (6)第3章机械部分设计 (7)3.1 元器件选型 (7)3.2 机械结构构件及说明 (7)3.3 工作台外形尺寸及重量初步估算 (8)3.4 滚珠选择 (8)3.5滑块导轨的选择与校核 (8)3.6 弯曲应力σm的计算 (9)3.7选择联轴器的考虑因素 (10)3.8 轴承的选用与校核 (11)第4章控制系统的设计 (14)4.1 控制系统硬件电路的设计 (14)4.2控制系统软件编程设计 (16)参考资料 (18)附录一：cad图纸 (19)附录二：proe图 (20)附录三：程序 (22)摘要机械手技术涉及到电子、机械学、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
随着工业自动化发展的需要，机械手在工业应用中越来越重要。
文章主要叙述了机械手的设计过程，文章中介绍了机械手的设计理论与方法。
本课题以52单片机为核心设计，通过AutoCAD，proe技术对机械手进行结构设计，实现所需要的功能。
关键词：机械手、52单片机、AutoCAD、Proe第1章概述机械化、自动化已成在现代工业中突出的主题。
化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。
但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的，机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。
机械手，多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置（国内称作工业机械手或通用机械手）。
机械手课程设计
目录摘要 (1)第一章机械手设计任务书 (1)1.1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 (8)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 (12)3.3小臂伸缩缸液压回路 (13)3.4总体系统图 (14)第四章机身机座的结构设计 (15)4.1电机的选择 (16)4.2减速器的选择 (17)4.3螺柱的设计与校核 (17)第五章机械手的定位与平稳性 (19)5.1常用的定位方式 (19)5.2影响平稳性和定位精度的因素 (19)5.3机械手运动的缓冲装置 (20)第六章机械手的控制 (21)第七章机械手的组成与分类 (22)7.1机械手组成 (22)7.2机械手分类 (24)参考资料 (25)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设计目的课程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。
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课程设计说明书2015 年 6 月9 日目录摘要 (2)第1章概述 (3)1.1设计目的 (3)1.2课题的内容和要求 (4)1.3进度安排 (4)1.4设计进度安排 (4)1.5基本要求 (5)第2章课程设计的总体方案 (6)2.1总体方案的确定 (6)2.2 机械结构的设计 (6)2.3 软件设计 (6)第3章机械部分设计 (7)3.1 元器件选型 (7)3.2 机械结构构件及说明 (7)3.3 工作台外形尺寸及重量初步估算 (8)3.4 滚珠选择 (8)3.5滑块导轨的选择与校核 (8)3.6 弯曲应力σm的计算 (9)3.7选择联轴器的考虑因素 (10)3.8 轴承的选用与校核 (11)第4章控制系统的设计 (14)4.1 控制系统硬件电路的设计 (14)4.2控制系统软件编程设计 (16)参考资料 (18)附录一：cad图纸 (19)附录二：proe图 (20)附录三：程序 (22)摘要机械手技术涉及到电子、机械学、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
随着工业自动化发展的需要，机械手在工业应用中越来越重要。
文章主要叙述了机械手的设计过程，文章中介绍了机械手的设计理论与方法。
本课题以52单片机为核心设计，通过AutoCAD，proe技术对机械手进行结构设计，实现所需要的功能。
关键词：机械手、52单片机、AutoCAD、Proe第1章概述机械化、自动化已成在现代工业中突出的主题。
化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。
但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的，机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。
机械手，多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置（国内称作工业机械手或通用机械手）。
机械手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。
机械手具有结构简单、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械手称为专用机械手，而把工业机械手称为通用机械手。
简而言之，机械手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。
机械手一般分为三类。
第一类是不需要人工操作的通用机械手，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。
工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。
第三类是专业机械手，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。
这种机械手在国外通常被称之为“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动。
除少数外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。
机械手按照结构形式的不同又可分为多种类型，其中关节型机械手以其结构紧凑，所占空间体积小，相对工作空间最大，甚至能绕过基座周围的一些障碍物等这样一些特点，成为机械手中使用最多的一种结构形式。
要机械手像人一样拿取东西，最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节等部分组成的抓取和移动机构——执行机构；像肌肉那样使手臂运动的驱动－传动系统；像大脑那样指挥手动作的控制系统。
这些系统的性能就决定了机械手的性能。
一般而言，机械手通常就是由执行机构、驱动－传动系统和控制系统这三部分组成1.1设计目的《单片机原理及接口技术课程设计》是机械电子工程专业的学生在完成《单片机原理及接口技术》等专业课程的学习之后，进行综合性设计训练的实践性教学环节。
目的是在老师的指导下，使学生通过课程设计，对所学课程理论知识进行一次系统的回顾检查、复习和提高，并运用所学理论，通过调研，设计一个单片机方面的系统，受到从理论到实践应用的综合训练，培养学生独立运用所学理论解决具体问题的能力。
1. 能够正确运用《单片机原理及接口技术》等课程的基本理论和相关知识，复习单片机基本结构，了解一般应用系统的设计方法和步骤，掌握常用开发工具的使用方法。
培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生具有单片机应用系统的初步设计能力。
2. 通过控制电路的设计，掌握常用控制电路的设计方法。
3. 通过控制系统方案设计，掌握单片机编程和调试的思想，方法，过程。
4. 通过检索查阅运用有关手册、标准及参考资料，培养起学生检索查阅资料、使用资料的方法和能力。
5. 通过回顾查阅课程理论知识、运用所学的基础课,专业技术课和专业课知识，培养学生根据实际问题正确设计总体方案, 分析具体问题、进行工程设计的能力。
1.2课题的内容和要求采用合适的结构设计直线抓取机械手。
该机械手应完成如下功能：（1）机械手爪可以夹紧、松开（2）机械手可以左右做直线运动，停止位置可调、可控（3）手爪可以升降运动（4）可以完成一次完整的货物运动过程（手爪到达货物位置→下降→抓取→上升→移动到指定位置→下降→手爪松开→上升→回原点）1.3进度安排成员分工表1.4设计进度安排1. 熟悉任务，查阅资料； 1天2. 确定方案； 2天3. 详细设计（硬件原理图及软件程序） 5天4. 整理设计说明书，答辩。
2天1.5基本要求1. 课程设计应在教师的指导下由学生独立完成，严格地要求自己，不允许相互抄袭；2. 认真阅读《课程设计任务书》，明确题目及具体要求；3. 认真查阅题目涉及内容的相关文献资料、手册、标准；4. 大胆创新，确定合理、可行的总体设计方案；5. 控制系统方案可行，硬件选择合理，软件框图正确；6. 机械结构合理，标准件选择正确，图纸符合国家标准；7. 控制系统电气原理，图纸符合国家标准，布图合理，内容完整表达清晰；8. 设计说明书手写和打印均可。
课程设计第一天由各设计小组组长根据指导教师给的电子任务书拟定出适合本小组的课程设计任务书，并统一打印后分发各组员；第2章课程设计的总体方案2.1总体方案的确定X-Z型机械手，两方向自由度。
因为基于单片机STC89C52RC控制，从节约经济，注重性价比的角度考虑。
由于节点型两自由度机械手，需要两个步进电机（或两个伺服电机，或其组合），和相应的伺服驱动器，价格就会贵很多。
全用气缸，位置容易发生移动，精度低。
本次课程设计采用一个步进电机驱动X方向，Z方向运动，手爪采用气缸驱动。
X方向还用到丝杆螺母，以及电磁阀控制气缸。
2.2 机械结构的设计用PRO/E 3D软件造型2.3 软件设计用汇编语言编写程序，然后烧录到单片机里面第3章机械部分设计3.1 元器件选型电磁阀选型：根据实验要求需要电磁阀控制气缸升降，机械手开合因为每个电磁阀有两种控制状态，选用2位3通且基于24V直流控制，因此我们选择的型号：3V 210-08-NC 电源选型：单片机需要5V电源，所以我们选择5V直流电源，电机选用24V安全电压，也与电磁阀电源电压一致，因此我们选择了两个电源：5V电源,24V电源。
限位开关选型：物理型，碰到限位强行停止单片机电源，因提供5V直流电压选择，所以我们选择的型号为：CMRON HL-5000定位开关选型：定位于不宜接触以免损坏，选择光电开关由5V直流电源控制，因此我们选择的型号为：S-120-24气缸选型：因为初步计算气缸的行程为100mm，所以我们选择的型号为：TN20*100 继电器选型：因为需单片机程序控制气缸升降和机械手开合，则需用继电器实现控制电压5V直流，被控电压24V，因此我们选择的型号为：SRD-05VDC-5L-C机械手爪选型：基于手爪是气缸型和对被抓取物体尺寸考虑，我们选择的型号为：MHC2-200联轴器选型：由于电机输出轴外直径10mm，丝杆校核直径15mm，因此我们选择为联轴器10~15mm电动机选型：直流电动选择的型号86BYGH450A-06配套驱动器选择24~50V 型号为M452 5.03.2 机械结构构件及说明1.步进电机，步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。
这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。
使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单2电磁阀，本次实验考虑到实验需求以及经费问题，选择二位三通电磁阀。
两位三通电磁阀通常与单作用气动执行机构配套使用，两位是两个位置可控：开-关，三通是有三个通道通气，一般情况下1个通道与气源连接，另外两个通道1个与执行机构的进气口连接，1个与执行机构排气口连接3.光电开关，光电开关即光电传感器如图3-4，是光电接近开关的简称，利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。
光电开关是传感器的一种，它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。
4.限位开关，在实际生产中，将限位开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换如图3-5。
因此，行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。
限位开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。
5.电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的3.3 工作台外形尺寸及重量初步估算底架，底架由铝合金材料搭建而成，高580mm宽180mm，长565mm。
导轨，580mm，宽15mm轴承座，孔的直径为31.75mm3.4 滚珠选择滚珠丝杆传动具有摩擦阻力小，操作轻便灵活，运动平稳，精度高等优点。
但滚珠丝杆的制造周期较长，能制造长度长、直径大、精度高的滚珠丝杆的企业较少; 另外长度较长的丝杆本身的自重引起的挠度较大，需要增加丝杆托持机构等，使结构变得复杂。
故当机械手的精度要求较高，且行程较短的话，采用滚珠丝杆比较适宜。
滚珠丝杠的刚度与直径大小直接相关,直径大,刚度好,但直径大,转动惯量也大大增加。
所以,一般是在兼顾二者的情况下选取最佳直径。
推荐如下:小型加工中心采用32、40mm,中型加工中心采用40、50mm,大型加工中心采用50、63mm的滚珠丝杠。
3.5滑块导轨的选择与校核滚动直线导轨副安装步骤及注意事项：导轨侧面的压紧方式设计：严禁将导轨用过盈配合的方式镶进一个非精密加工的槽内，那样导轨会被槽本身的误差强行扭曲而失去精度. 正确的方法是将导轨的基准侧面贴紧安装基面，导轨的另一个侧面用适当间隔的压块压紧。
导轨行程的确认：导轨长度L=期望的行程S+安全行程余量Sa+空余行程S0+全部滑块间的总间距LJ+全部滑块总长Lb ，其中空余行程S0按导轨规格最少取一个导轨孔距以上. 最好对行程加装限位装置，严禁滑块任何一个端面超出导轨运行。