机械手机电一体化课程设计
机电一体化技术课程设计
机电一体化技术课程设计引言机电一体化技术是一种新兴的技术，已经得到广泛的应用。
机电一体化技术能够有效解决机械工程的自动化问题，并且有效降低了生产成本。
在当前工业中，机电一体化技术已经成为了制造业的基础。
本文将详细介绍机电一体化技术的课程设计。
课程目标本课程设计旨在培养学生对机电一体化技术的理解，学生在本课程中将会了解机电一体化技术的原理、应用、以及实现方法。
此外，本课程还旨在培养学生解决机械制造过程中自动化问题的能力，以及掌握机电一体化控制系统的设计、实现、和维护技术。
课程内容第一部分：机电一体化技术原理本部分将会介绍机电一体化技术的原理，包括机电一体化系统的构成、自动化技术、传感器和执行器、以及机电一体化系统的硬件和软件架构等等。
学生需要掌握机电一体化技术的原理，以及机电一体化系统的构成和工作原理。
第二部分：机电一体化技术应用本部分将会介绍机电一体化技术的应用，包括机床、自动化生产线、以及工业机器人等等。
学生需要掌握机电一体化技术在实际应用中的情况。
第三部分：机电一体化控制系统本部分将会介绍机电一体化控制系统的设计、实现、和维护技术。
学生需要掌握机电一体化控制系统的设计方法、控制方法、软件和硬件平台等等。
课程作业学生将会数次完成小组课程作业。
学生需要组成小组，根据实际问题设计和实现机电一体化控制系统，例如控制一台简单的继电器控制电机的系统，或者控制一台工业机器人的系统，或者控制一条自动化生产线的系统等等。
期末项目学生将会在本学期结束时完成期末项目。
学生可以自选实现一个机电一体化控制系统，包括问题定义、方案设计、系统实现、以及系统测试和优化等等。
课程评估学生的评估将会根据学生在课堂作业和期末项目中的表现来评估。
学生需要达到一定的水平才能获得课程学分，在学生的评估中学生的主动学习和创造性的应用将会得到充分的认可。
结论本文介绍了机电一体化技术的课程设计内容和评估方式。
希望通过本课程的学习，学生将能够掌握机电一体化技术的原理、应用和控制系统的设计、实现、和维护技术，为未来从事机械工程、控制工程和自动化工程等等方面的研究和应用奠定基础。
机电一体化课程设计-三自由度机械手设计
摘要本次设计实验用三自由度机械手为实验用专用机械手，主要由手爪、手臂、机身、机座等组成，具备上料、搬运等多种功能，本机械手机身采用机座式，实验对象围绕机座布置，其坐标形式为关节式，具有水平旋转、手臂竖直摆动等3个自由度；驱动方式为电机驱动，利用电机带动减速机，减速机减速后带动旋转轴实现各个回转运动。
电动驱动的优点是控制精度高，能精确定位，反应灵敏，可实现高速、高精度的连续轨迹控制，伺服特性好。
本次设计的机械手能对不同物体完成多种动作。
采用单片机控制系统，最终实现关节的伺服控制和制动、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的在线修改程序、设置参考点和回参考点。
关键词：机械手；电机驱动；伺服。
目录摘要 (I)Abstract.................................................................................. 错误!未定义书签。
第1章绪论 (1)1.1 题目提出的意义 (1)1.2 国内外发展现状 (1)第2章方案的确定与比较分析 (3)2.1 机械手机械系统的比较与选择 (4)2.2 机械手驱动系统的比较与选择 (6)第3章驱动源的选择与设计计算 (9)3.1 主要技术参数的确定 (9)3.2 各关节电机的选择计算 (10)3.2.1 大臂旋转电机的选择 (11)3.2.2 小臂旋转电机的选择 (12)3.2.3 腰部旋转电机的选择 (13)第4章手部结构设计 (15)4.1 夹持式手部结构 (15)4.1.1 手指的形状和分类 (15)4.1.2 设计时考虑的几个问题 (15)4.2 手部夹紧气缸的设计 (16)4.2.1 弹簧的设计计算 (16)4.2.2 对于压缩弹簧稳定性的验算 (17)4.2.3 疲劳强度和应力强度的验算。
(17)4.2.4 手部驱动力计算 (18)4.2.5 气缸直径的设计计算 (19)4.2.6 缸筒壁厚的设计 (21)4.2.7 活塞杆运动行程的计算 (21)第5章各机械部件的设计选择与校核 (23)5.1 轴的设计与校核 (23)5.1.1 大臂旋转轴的设计 (23)5.1.2 大臂轴的强度校核 (24)5.2 键的选择与强度的校核 (27)5.3 轴承寿命的校核 (30)5.4 联轴器的选择与圆锥销的校核 (31)5.4.1 联轴器的选择. (31)5.4.2 联轴器圆锥销的校核 (32)第6章控制系统设计 (33)6.1 单片机最小系统 (33)6.1.1 8051单片机介绍 (34)6.2.2 复位电路 (36)6.1.3 振荡电路 (36)6.2 串行接口电路 (37)6.3 传感器 (38)6.3.1 传感器的选型 (38)6.3.2 硬件电路的设计 (39)6.4 电动机的控制 (40)6.4.1 L298N电机驱动芯片简介 (40)6.4.2 硬件电路图 (41)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)CONTENTS Abstract.................................................................................. 错误!未定义书签。
智能机械手的机电一体化系统设计
智能机械手的机电一体化系统设计智能机械手的机电一体化系统设计包括以下几个方面：1、机械结构设计：机械手的结构设计是整个机械手系统的基础，包括机械手的臂长、关节数量、关节角度范围、端部执行器等等。
设计者需要考虑各种因素，如负载重量、精度要求、工作环境、安全等等。
2、电机选择与控制设计：电机是机械手里非常重要的组成部分。
设计者需要根据工作负荷重量、运动速度、精度要求等特征选取合适的电机。
同时，需要考虑电机控制电路的设计，包括电机驱动IC的选型、功率MOS管的功率容量、驱动电源的设计等等。
3、传感器与测量设计：为了让机械手能够感知和感应外界环境和负载信息，需要在机械手上安装各种传感器和测量设备，例如编码器、压力传感器、力矩传感器、距离传感器等等。
设计者需要根据具体需求选取合适的传感器，并设计相应的测量电路和信号处理电路。
4、控制系统设计：机械手的控制系统主要包括控制电路和控制软件两个方面。
控制电路主要通过硬件电路实现机械手的各个关节运动控制和传感器反馈。
控制软件通过编程实现控制电路的控制逻辑和算法，包括运动控制算法、反馈控制算法、故障检测与处理算法等等。
设计者需要考虑控制系统的实时性、可靠性、扩展性和安全性等方面。
5、通信和联网设计：现代智能机械手常常需要和其他设备、系统进行联网通信，例如工控机、PLC、MES等。
设计者需要根据不同的通讯协议、网络协议，在机械手控制系统中设计适合的通讯接口和通讯协议，并确保通讯的稳定性和安全性。
综上所述，智能机械手的机电一体化系统设计需要深入整个机械手应用场景的需求，尊重并满足机械力学、控制理论、电子电路、通信等多方面的要求，从而才能保证机械手的运动精度、稳定性、效率和安全性。
机械手机电一体化课程设计
设计检测方案：选择合适的检测方法和设备
执行系统设计
设计系统维护：设计系统的维护方案和维护计划
设计系统测试：设计系统的测试方案和测试用例
设计系统安全他系统的接口
设计系统架构：确定系统的硬件和软件架构
确定系统需求：明确系统需要实现的功能
系统性能测试与优化
优化策略：根据测试结果，对系统进行优化，提高性能
测试方法：模拟实际使用环境，进行性能测试
测试指标：包括响应时间、稳定性、准确性等
优化效果：优化后系统性能提升，满足实际使用需求
设计方案的改进与完善
优化设计流程：提高设计效率，降低设计成本
增加设计元素：丰富设计内容，提高设计质量
改进设计方法：采用先进的设计方法，提高设计水平
设计背景：为了提高生产效率，降低人工成本
设计目标：实现自动化生产，减少人工干预
设计成果：成功设计出一条自动化生产线，提高了生产效率，降低了人工成本
案例二：机器人设计与制作
机器人设计：包括机械结构、控制系统、传感器等
机器人应用：包括工业自动化、服务机器人、医疗机器人等
机器人测试：包括功能测试、性能测试、稳定性测试等
评价标准与方法
课程目标：是否满足学生需求，是否与行业发展相适应
教学内容：是否涵盖机械、电子、控制等核心知识，是否具有实践性和创新性
教学方法：是否采用案例教学、项目教学等教学方法，是否注重培养学生的实践能力和创新能力
教学效果：学生是否掌握相关知识和技能，是否具备解决实际问题的能力，是否具备创新意识和创新能力
案例四：智能农业装备设计与实现
添加标题
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设计内容：包括智能灌溉系统、智能施肥系统、智能病虫害防治系统等
机械臂plc机电一体化课程设计
机械臂PLC机电一体化课程设计可以包括以下几个方面的内容：
1. 机械臂基本原理介绍：首先需要对机械臂的结构、运动学原理和工作空间进行介绍，包括关节式和笛卡尔式机械臂的特点和应用领域。
2. PLC基础知识：介绍PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理、组成部分和工作原理，包括PLC的输入输出模块、编程软件以及PLC编程语言等内容。
3. 机械臂控制系统设计：通过结合机械臂和PLC技术，设计一个能够完成特定任务的机械臂控制系统。
包括控制系统的硬件选型、电路设计、传感器选择与接口、执行器驱动和控制程序编写等。
4. 机械臂运动规划与控制：介绍机械臂的运动规划方法，如逆运动学算法、轨迹生成和插补等。
同时，结合PLC编程，实现机械臂的各种运动控制，如点位运动、直线运动、圆弧运动等。
5. 机械臂安全设计：讲解机械臂在工作过程中的安全性设计，包括碰撞检测、紧急停止装置、安全门和光栅等安全保护装置的选型与布置。
6. 实验与实践：设计一系列的实验，使学生能够动手实践机械臂PLC
机电一体化控制系统的设计与调试。
通过实际操控机械臂完成任务，加深对课程内容的理解和掌握。
7. 项目设计：学生可以进行一个小型的机械臂PLC机电一体化项目设计，例如模拟工业生产线上的物料搬运或组装任务。
要求学生从系统设计、编程实现到实际操作，全面考察他们对课程知识的综合应用能力。
以上是一个大致的机械臂PLC机电一体化课程设计方案，具体的内容可以根据教学目标、时间安排和学生水平等进行适当调整和补充。
希望对你有所帮助！。
机电一体化课程设计---机械手
机电一体化课程设计---机械手机电一体化课程设计机械手一、机械手及其应用机械手:mechanical hand，也被称为自动手，auto hand 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。
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。
在中国工业韧带发展中，很多高生产率高精度的机械加工设备从国外引进，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。
机械手是一种模仿人体上肢运动的机器，它能按照预定要求输送工种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。
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，有时候还要用行车员工件，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、宇宙、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。
国内外机械工业、铁路部门中机搬运械手主要应用于以下几方面。
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书一、课程设计的目的机电一体化系统设计是一门综合性很强的课程，通过本次课程设计，旨在让我们将所学的机电一体化相关知识进行综合运用，培养我们独立设计和解决实际问题的能力。
具体来说，课程设计的目的包括以下几个方面：1、加深对机电一体化系统概念的理解，掌握系统设计的基本方法和步骤。
2、熟悉机械、电子、控制等多个领域的知识在机电一体化系统中的融合与应用。
3、培养我们的工程实践能力，包括方案设计、图纸绘制、参数计算、器件选型等。
4、提高我们的创新思维和团队协作能力，为今后从事相关工作打下坚实的基础。
二、课程设计的任务和要求本次课程设计的任务是设计一个具有特定功能的机电一体化系统，具体要求如下：1、确定系统的功能和性能指标，包括运动方式、精度要求、速度范围等。
2、进行系统的总体方案设计，包括机械结构、驱动系统、控制系统等的选择和布局。
3、完成机械结构的详细设计，绘制装配图和零件图。
4、选择合适的驱动电机、传感器、控制器等器件，并进行参数计算和选型。
5、设计控制系统的硬件电路和软件程序，实现系统的控制功能。
6、对设计的系统进行性能分析和优化，确保满足设计要求。
三、系统方案设计1、功能需求分析经过对任务要求的仔细研究，确定本次设计的机电一体化系统为一个小型物料搬运机器人。
该机器人能够在规定的工作空间内自主移动，抓取和搬运一定重量的物料，并放置到指定位置。
2、总体方案设计（1）机械结构采用轮式移动平台，通过直流电机驱动轮子实现机器人的移动。
机械手臂采用关节式结构，由三个自由度组成，分别实现手臂的伸缩、升降和旋转，通过舵机进行驱动。
抓取机构采用气动夹爪，通过气缸控制夹爪的开合。
（2）驱动系统移动平台的驱动电机选择直流无刷电机，通过减速器与轮子连接，以提供足够的扭矩和速度。
机械手臂的关节驱动选择舵机，舵机具有控制精度高、响应速度快等优点。
抓取机构的气缸由气泵提供气源，通过电磁阀控制气缸的动作。
机电一体化电气自动化机械手毕业设计
机电一体化电气自动化机械手毕业设计第1章设计课题................................................................................................... 错误!未定义书签。
第2章设计目的.. (1)第3章课题任务的操纵要求 (5)第4章 PLC外部硬件连接线 (9)第5章输入输出点地址分配 (10)第6章顺序功能图 (11)第7章梯形图程序 (12)第8章指令语句表 (12)第9章模拟调试的过程和显现问题的分析 (15)第10章调试程序所用的试验设备 (15)第11章毕业设计的体会 (18)第12章参考文献 (19)3．课题任务的操纵要求机械手移动工作动作示意图如图1所示。
机械手需要将工件从工作台A移送至工作台B上，其动作过程为下降、上升、右移、再下降、在上升、左移。
这些动作均由电磁阀操纵液压系统来驱动完成。
此外，机械手在夹送工件右行到位后，假如工作台B上的工件尚没运走，机械手那么停止运动，待工作台B上的工件被运走后，机械手才能下降。
操作时，机械手分为手动操作方式、回原点操作方式、单步点动操作方式、单周期操作方式、自动循环操作方式。
4．PLC外部硬件连接图5．输入输出点地址分配表1：工件传送机械手的输入/输出〔I/O〕点分配表表2：工件传送机械手的输入/输出〔I/O〕点分配表6．顺序功能图7．梯形图程序8．指令语句表ORGANIZATION_BLOCK 主程序:OB1 TITLE=程序注释BEGINNetwork 1// 原点指示灯LD I0.2AN Q0.1A I0.0= Q0.5Network 2// 手动操作方式选择开关LD I1.0JMP 1Network 3// 回原点操作方式选择开关LD I1.1JMP 2Network 4// 单步点动操作方式选择开关LD I1.2JMP 3Network 5// 单周期操作方式选择开关LD I1.3JMP 4Network 6// 自动循环操作方式选择开关LD I1.4JMP 5Network 7// 手动操作方式LBL 1Network 8// 夹紧与松开LD I2.1O Q0.4AN I2.2= Q0.4Network 9// 机械手下降LD I0.4AN I0.1 = Q0.1 Network 10// 机械手上升LD I0.5AN I0.0= Q0.0 Network 11// 机械手左移LD I0.6AN I0.2= Q0.3 Network 12// 机械手右移LD I0.7AN I0.3= Q0.2 Network 13// 回原点操作方式LBL 2Network 14// i1.5为启动按钮LD I1.5O M2.2= M2.2 Network 15// 机械手上升LDN I0.1A M2.2= Q0.1 Network 16// 机械手左移LDN I0.3A M2.2= Q0.3 Network 17// 松开电磁阀LD M2.2R Q0.4, 1 Network 18// 单步点动操作方式LBL 3Network 19// i6.0为点动按钮，计数器开始计数LD I6.0EULD T37O SM0.1CTU C1, 8Network 20// 机械手下降LDW= C1, 1AN I0.1= Q0.1Network 21// 机械手夹紧LDW= C1, 2= Q0.4Network 22// 机械手上升LDW= C1, 3AN I0.0= Q0.0Network 23// 机械手右移LDW= C1, 4AN I0.3= Q0.2Network 24// 机械手下降LDW= C1, 5AN I0.1= Q0.1Network 25// 机械手松开LDW= C1, 6R Q0.4, 1Network 26// 机械手上升LDW= C1, 7AN I0.1= Q0.0Network 27// 机械手左移LDW= C1, 8LPSAN I0.2 = Q0.3LPPTON T37, 100 Network 28// 单周期操作方式LBL 4Network 29LD I1.3S S0.0, 1 Network 30LSCR S0.0 Network 31// 机械手下降LD SM0.0AN I0.1= M1.1 Network 32// 夹紧和开始计时LD I0.1= M1.5TON T37, 10 Network 33// 跳转LD T37SCRT S0.1 Network 34SCRENetwork 35LSCR S0.1 Network 36// 机械手上升与夹紧LD SM0.0LPSAN I0.0= M1.3LPP= M1.6 Network 37// 计时LD I0.0TON T38, 10 Network 38// 跳转LD T38SCRT S0.2 Network 39SCRENetwork 40LSCR S0.2 Network 41// 机械手右移与夹紧LD SM0.0LPSAN I0.3= Q0.2LPP= M1.7 Network 42// 计时LD I0.3TON T39, 10 Network 43// 跳转LD T39SCRT S0.3 Network 44SCRENetwork 45LSCR S0.3 Network 46// 机械手下降与夹紧LD SM0.0AN I2.0AN I0.1= M1.2= M2.0 Network 47LD I0.1TON T40, 10 Network 48LD T40SCRT S0.4 Network 49SCRENetwork 50LSCR S0.4 Network 51// 机械手上升LD SM0.0AN I0.0= M1.4 Network 52LD I0.0TON T41, 10 Network 53LD T41SCRT S0.5 Network 54SCRENetwork 55LSCR S0.5 Network 56// 机械手左移LD SM0.0AN I0.2= Q0.3 Network 57SCRENetwork 58// 机械手下降LD M1.1O M1.2= Q0.1 Network 59// 机械手上升LD M1.3O M1.4= Q0.0 Network 60// 机械手夹紧LD M1.5O M1.4O M1.7O M2.0= Q0.4 Network 61LBL 5Network 62// 启动自动循环操作LD I1.6S S0.0, 1 Network 63LSCR S0.0 Network 64// 机械手下降LD SM0.0AN I0.1AN I1.7= M1.1 Network 65LD I0.1= M1.5TON T37, 10 Network 66LD T37SCRT S0.1 Network 67SCRENetwork 68LSCR S0.1 Network 69// 机械手夹紧与上升LD SM0.0LPSAN I0.0AN I1.7= M1.3LPP= M1.6 Network 70LD I0.0TON T38, 10 Network 71LD T38SCRT S0.2 Network 72SCRENetwork 73LSCR S0.2 Network 74// 机械手夹紧与右移LD SM0.0LPSAN I0.3AN I1.7= Q0.2 LPP= M1.7 Network 75LD I0.3TON T39, 10 Network 76LD T39SCRT S0.3 Network 77SCRENetwork 78LSCR S0.3 Network 79// 机械手夹紧与下移LD SM0.0AN I2.0AN I0.1LPSAN I1.7= M1.2LPP= M2.0 Network 80LD I0.1TON T40, 10 Network 81LD T40SCRT S0.4 Network 82SCRENetwork 83LSCR S0.4 Network 84// 机械手上升LD SM0.0AN I0.0AN I1.7= M1.4 Network 85LD I0.0TON T41, 10 Network 86LD T41SCRT S0.5Network 87SCRENetwork 88LSCR S0.5Network 89// 机械手左移LD SM0.0AN I0.2AN I1.7= Q0.3Network 90LD I0.2TON T42, 10Network 91// 跳转到s0.0从而实现循环执行程序LD T42SCRT S0.0Network 92SCRENetwork 93// 机械手下降LD M1.1O M1.2= Q0.1Network 94 // 机械手上升LD M1.3O M1.4= Q0.0Network 95// 机械手夹紧LD M1.5O M1.4O M1.7O M2.0= Q0.4END_ORGANIZATION_BLOCK SUBROUTINE_BLOCK SBR_0:SBR0 TITLE=子程序注释BEGINNetwork 1 // 网络标题// 网络注释END_SUBROUTINE_BLOCK INTERRUPT_BLOCK INT_0:INT0 TITLE=中断程序注释BEGINNetwork 1 // 网络标题// 网络注释END_INTERRUPT_BLOCK9．模拟调试的过程和显现问题的分析模拟调试能够通过仿真软件来代替PLC硬件在运算机上调试程序。
机电一体化课程设计：机械手伸缩臂设计
机械手伸缩臂的测试与验证
第六章
测试环境与设备
测试环境：实验 室、工厂、户外 等
测试设备：传感 器、控制器、执 行器等
测试工具：测量 仪器、数据分析 软件等
测试标准：行业 标准、国家标准、 国际标准等
测试方法与流程
测试目的：验证机械手伸缩臂的性能和可靠性
测试项目：包括伸缩速度、精度、稳定性、负载能力等
实时性：采用多线程、异步I/O等 术，保证控制系统的实时性
控制系统的通信协议
通信协议类型：CAN总线、以太网、RS485等 通信协议特点：实时性、可靠性、安全性 通信协议应用：控制指令传输、状态信息反馈、故障诊断等 通信协议优化：提高传输速度、降低传输延迟、增强抗干扰能力
控制系统的安全防护
伸缩臂的材料选择
铝合金：轻质、高强度、 耐腐蚀
碳纤维：高强度、低密度、 耐高温
钛合金：高强度、耐腐蚀、 耐高温
复合材料：高强度、轻质、 耐腐蚀、耐高温
机械手伸缩臂的控制系统设 计
第四章
控制系统的硬件组成
控制器： 负责控制 机械手的 动作和速 度
传感器： 检测机械 手的位置 和速度
驱动器： 驱动机械 手的伸缩 和旋转
伸缩臂的尺寸设计
伸缩臂的长度：根据实际需求确定， 通常在100mm-1000mm之间
伸缩臂的材质：选择高强度、轻量 化的材料，如铝合金、碳纤维等
添加标题
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伸缩臂的直径：根据负载和速度要 求确定，通常在10mm-100mm之 间
伸缩臂的连接方式：选择可靠的连 接方式，如螺纹连接、卡扣连接等
改进与优化建议
增加测试次数，提 高测试准确性
优化测试环境，确 保测试条件一致
《机电一体化》课程标准
《机电一体化》课程标准课程名称：机电一体化适用专业：机电技术应用专业、机电设备安装与维修专业一、课程性质《机电一体化》的主要任务是加强学生机学生电一体化的系统知识，将所学“机”和“电”的知识和技能融合使用，凭借着对常用的机电一体化的操作、调试和维护，全面提高学生机电一体化知识与技能。
本课程的前叙课程是：机械制图、电机拆装维修、机床电气控制、PLC可编程技术、单片机技术，机电一体化课程是将综合应用上述课程的知识，让学生科学地建立机电一体化的概念和结构，掌握机电一体化的操作、调试、维护方法，培养机电一体化岗位素质，为后续的顶岗实习做准备。
二、课程设计思路中职机电一体化专业毕业生的就业岗位主要是企业机电岗位群，岗位人员持有电工上岗证和维修电工证书。
机电岗位的典型工作任务之一是对机电一体化的安装、调试和操作，常用的仪表有万用表、钳表、兆欧表、示波器等，常用的工具有电烙铁、螺丝刀、尖嘴钳、剥线钳、剪线钳、验电笔等。
完成岗位工作任务需要掌握机电一体化的相关理论知识和操作技能。
《机电一体化》是机电一体化三年制中职专业设置的核心课程之一，是一门集合了机械知识、电力电子知识、自动控制知识于一体的课程。
课程从工作过程分析出发，根据企业机电岗位岗位，职业能力需求，使课程的目标、内容、设计和评价贴近真实的工作岗位的需求，培养学生胜任实际工作岗位的能力。
工作项目是课程实施的载体，《机电一体化》课程的工作项目的内容选取应当具备以下特点：选用典型的机电一体化作为开展教学活动的载体；工作项目中应当使用岗位常用的工具、有操作规范的训练；工作项目应当尽量使用机电一体化各种常用的器件，例如：电机、变频器；工作项目中应当包含典型机电一体化的安装、调试、维护和维修各个完整的工作过程。
《机电一体化》本课程开设一学期，教学课时数为80学时，4学分。
三、课程培养目标通过对常见典型机电一体化的分析、安装、调试和操作等活动，使中职学校机电一体化专业的学生了解机电一体化学习领域的专业知识和技能，学会装调机电一体化的基本理论和基本方法，提高实际动手能力和群职业素养。
机电一体化课程设计报告书
《机电一体化创新设计项目》实验教学大纲(一)一、课程简介课程名称：机电一体化创新设计项目Creative Design of Electromechanical Integration课程代码： 112010学分和总学时： 3学分 72学时实验（上机）学时： 30学时开课单位：机电工程学院选课对象：机械设计制造及其自动化专业二、课程内容与实验目的：本项目课程以德国慧鱼公司生产的机电产品模型为对象，学生通过装配机电设备模型，对设备进行较为细致的观察和分析，从而完成综合性的设计训练过程。
虽然用模型学生可装配出各种各样的产品，但学生学习的重点是选定其中一个产品进行分析研究；对产品进行编程运行，检验其功能、性能等效果；初步掌握开发、设计一个产品的有关过程；学习查阅资料，为自己的设计和分析提供理论依据。
加强实践教学，培养学生的动手能力，在一定程度上改变工科教学重理论教学，轻实践环节的现状，使学生生动活泼地进行学习，较全面地掌握各类机械机构，机电一体化机构、计算机编程等基本知识。
本课程的任务是，在简明扼要的介绍各类装置之后，对指定装置进行测绘，学生完成所有零件图、部件图、最后完成总装图设计。
根据学生的能力，还可进行相关的改进设计、动画设计等。
在设计过程中，学生还可接触到机械装备的控制、驱动、传动的技术，学习机械制造中的工艺、工装、测量等知识。
三、实验教材与实验考核本课程通过对指定的装置或模型进行测绘和设计，设计时采用三维设计软件，使学生对设备的结构和组成等获得较为丰富的感性认识，对机械装置的设计过程和设计要点有基本概念，为完成后面的设计任务，以及完成将来的学习任务提供思维源泉。
实验教材有实验指导书、实验设备供学生使用。
项目过程中学生要自学Solidworks等三维设计软件，独立的完成课程内容。
实验考核评分参考平时成绩和实验报告成绩，设计图纸的质量，以及答辩的情况给定。
比例基本参考如下：平时成绩10%，实验报告成绩10%，设计图纸的质量40%，答辩的情况40%。
《机电一体化系统设计》电子教案 项目十 PLC控制搬运机械手设计
• 从本任务的机械手来看，在选用材料时不需要很大的负载力，一也不 需要很高的弹性模量和抗变形能力，在综合考虑材料的成本、可加工 性及工作状况等条件下，可初步选用铝合金作为机械臂的构件。
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10. 1搬运机械手设计案例导入
• 10. 1. 4 PLC模块设计
• 设计PLC控制系统时，要全面了解被控对象的机构和运行过程，明确 动作的逻辑关系，最大限度地满足生产设备和生产过程的控制要求， 同时力求使控制系统简单、经济、使用及维护方便，并保证控制系统 安全可靠。
项目十 PLC控制搬运机械手设计
• 10. 1搬运机械手设计案例导入 • 10. 2回转搬运机械手设计
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10. 1搬运机械手设计案例导入
• 现引入一个自动搬运零件的机械手设计案例，外形如图10一1所示。 • 此搬运机械手能完成的基本动作顺序如下:垂直气缸向下，抓取零件，
气爪夹子关5s;垂直气缸向上，水平气缸向左;垂直气缸向下，夹子开 5s，放开零件;垂直气缸向上，水平气缸向右。循环。
• (3)纤维增强合金:如硼纤维增强合金、石磨纤维增强镁合金，其(E/P) 比高达11.4 x 107 m2/s和8. 9 x 107 m2/s。这种纤维增强合金属材料 具有非常高的(E/P)比，且没有无机材料的缺点，但价格较昂贵。
模板-机械手机电一体化课程设计
模板-机械手机电一体化课程设计河北工程大学课程设计机电工程学院课程设计任务书课题名称工业机械手设计机电工程学院机械设计制造及其自动化教学系、部、室专业指导教师2021年01月05日河北工程大学课程设计机电一体化课程设计工业机械手设计任务书摘要工业机械手即工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代化制造业重要的自动化装备。
自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，工业机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）、自动化工厂（FA）的自动化工具。
广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。
同计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改善着人类的生产和生活方式。
关键词：机械手伸缩臂升降臂 PLC一、伸缩臂设计伸缩臂底板固定在升降臂上，前端法兰安装机械手，完成直线伸缩动作。
设计参数1、伸缩长度：300mm2、单方向伸缩时间：1.5～2.5s3、定位误差：要有定位措施，定位误差小于2mm。
4、前端安装机械手，伸缩终点无刚性冲击。
二、升降臂设计升降臂固定在底座上，升降部分联接伸缩臂的底板，利用升降臂的升降带动伸缩臂的上下移动。
设计参数1、行程：0～500mm，任意可凋。
2、运动时间：0～5s3、运动平稳，定位可靠、精确。
三、液压控制系统设计本次设计的工业机械手属于圆柱坐标式的液压驱动机械手，具有手臂升降、伸缩、回1河北工程大学课程设计转等三个自由度。
因此相应地有手臂伸缩机构、手臂升降机构、手臂回转机构等组成。
每一部分均用液压缸驱动与控制。
要求画出液压传动系统图。
对系统图的具体要求如下：伸缩臂4、升降臂5、机械手6、液压缸3、底座12河北工程大学课程设计1、满足工业机械手动作顺序要求。
动作顺序的各个动作均由电控系统发讯号控制相应的电磁铁(电磁换向阀)，按程序依次步进动作而实现的。
机电一体化系统课程设计指导书
附一：题目一：——自动分拣工件机械手的设计要求：1。
机械手将传送带A上的大号物品传送到传送带B上，其他小号的物品让其流走.机械手的结构和各部分动作过程的示意如图1所示。
机械手所有的动作均由液压驱动，上升，下降，左移，右移均由(双线圈)三位四通电磁阀控制，夹紧，放松用一个(单线圈)二位四通电磁阀控制，通电夹紧，断电放松。
所有电磁线圈驱动电源：直流，电压24V，电流1A,位置检测用：行程开关，光电开关，压力继电器。
2．系统操作可实现单循环，自动循环功能。
3．设计PLC(PLC(单片机))的控制系统和输入/输出信号调理电路及功率驱动电路原理图。
4．设计控制系统程序流程图并用汇编语言编写其中的某一段程序。
5．设计操作台面板布置示意图。
6．编写设计说明书和使用说明书。
7．在满足控制要求的前提下，力求控制系统简单，经济。
题目二：——自动搬运工件机械手的设计要求：1．工件在左工作台上加工完第一道工序后机械手将其搬到右工作台上进行第二道工序加工.请设计机械手将左工作台上的工件搬到右工作台上的控制系统。
机械手的结构和各部分动作过程如示意图1所示。
机械手所有的动作均由液压驱动，上升，下降，左移，右移均由(双线圈)三位四通电磁阀控制，夹紧，放松用一个(单线圈)二位四通电磁阀控制，通电夹紧，断电放松。
所有电磁线圈驱动电源：直流，电压24V，电流1A,位置检测用：行程开关，光电开关，压力继电器。
2．系统操作可实现单循环，自动循环功能。
3．设计PLC(PLC(单片机))的控制系统和输入/输出信号调理电路及功率驱动电路原理图。
4．设计控制系统程序流程图并用汇编语言编写其中的某一段程序。
5．设计操作台面板布置示意图。
6．编写设计说明书和使用说明书。
7．在满足控制要求的前提下，力求控制系统简单，经济。
进程安排:(共周)题目三：——自动往返定位加料上料小车的设计要求: 1. 小车结构及工作示意图如图1所示:小车左右行驶及车门开关操作均由三相交流异步电动机驱动，功率为3KW.电动机的主控制电器为接触器，其接触器的电磁线圈驱动电压：交流220V，电流0.5A加料呼叫由按钮发出,加料定位由行程开关检测。
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工业机械手机电一体化课程设计
工业机械手即工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代化制造业重要的自动化装备。
自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，工业机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）、自动化工厂（FA）的自动化工具。
广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。
同计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改善着人类的生产和生活方式。
本次设计的机械手如图1-1所示，主要由伸缩臂4、升降臂5、机械手6、液压缸3、底座1组成。
一、伸缩臂设计
伸缩臂底板固定在升降臂上，前端法兰安装机械手，完成直线伸缩动作。
设计参数
1、伸缩长度：300mm
2、单方向伸缩时间：1.5～2.5s
3、定位误差：要有定位措施，定位误差小于2mm。
4、前端安装机械手，伸缩终点无刚性冲击。
二、升降臂设计
升降臂固定在底座上，升降部分联接伸缩臂的底板，利用升降臂的升降带动伸缩臂的上下移动。
设计参数
1、行程：0～500mm，任意可凋。
2、运动时间：0～5s
3、运动平稳，定位可靠、精确。
图1-1
三、液压控制系统设计
本次设计的工业机械手属于圆柱坐标式的液压驱动机械手，具有手臂升降、伸缩、回转等三个自由度。
因此相应地有手臂伸缩机构、手臂升降机构、手臂回转机构等组成。
每一部分均用液压缸驱动与控制。
要求画出液压传动系统图。
对系统图的具体要求如下：
1、满足工业机械手动作顺序要求。
动作顺序的各个动作均由电控系统发讯号控制相应的电磁铁(电磁换向阀)，按程序依次步进动作而实现的。
2、手臂伸缩运动采用单出杆双作用缸。
手臂伸出时采用单向调速阀进行回油节流调速，其伸出速度为200毫米／秒左右，当快到端点时，提前发讯切断油路，手臂靠惯性滑行缓冲，此外，采用电液换向阀，换向时间可调。
定位由死挡铁保证精度。
手臂缩回，没有定位精度要求，由终点行程开关控制，适当提前发讯号切断油路，由活塞与缸筒端盖相接触来定位。
3、手臂回转采用摆动液压缸(齿条缸)，正反方向均采用单向调速阀调速。
由于回转部分的重量大，回转长度长，手臂中心的线速度为毫米／秒(回转角速度约为45度／秒)，因此手臂回转时具有很大的动能。
为此，除采用调速阀的回油节流调速外，还在回油路上安装行程节流阀，进行减速缓冲。
四、PLC电控系统设计方案
设计内容
1、设计该系统液压泵电机及各部件总成驱动电机的主电路。
2、参照主电路及液压控制系统图设计控制柜，画出所有元件的柜中布置图。
3、确定全部的行程开关的安装、调试方案。
4、选择电控系统中所有电机及元气件的型号。
5、以FX系列基本指令、移位寄存指令、步进指令编程。
要求编写I/O分配图、程序总框图、各部分的梯形图并编写出完整的语句表。
工业机械手课程设计
说明：提交课程设计说明书一份，伸缩臂图纸、PLC接线图1章工业机械手综述
（发展概况、应用、组成及原理）
1.1
1.2
1.3
2章工业机械手伸缩臂机械部分设计
2.1
2.1.1
2.1.2
2.2
2.2.1
2.3
3章工业机械手伸缩臂电器部分设计
3.1
3.1.1
3.2
3.3
参考
一、机械手伸缩臂机械部分设计计算
1.1 设计方案论证以及确定
1.2 机械手伸缩臂总体结构设计方案
1.3 执行装置的设计方案
1.3.1 滚珠丝杠的选择计算
1.3.2 齿轮的有关计算
1.3.3.电动机的选择
二、机械手伸缩臂电器部分设计
1.1 PLC的构成及工作原理
1.2 选择PLC
1.3 PC外部I/O分配器
1.4软件设计。