六自由度机械手设计说明书
六自由度机械手设计说明书
六自由度机械手设计说明书设计参数摘要随着现代科技和现代工业的发展，工业的自动化程度越来越高。
工业的自动化中机械手发挥了相当大的作用，小到机床的自动换刀机械手，大到整个的全自动无人值守工厂，无一不能看到机械手的身影。
机械手在工业中的应用可以确保运转周期的连贯，提高品质。
另外，由于机械手的控制精确，还可以提高零件的精度。
机械手在工业中的应用十分广泛，如：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，目前几乎都设有机械手，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。
应用前景工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，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。
六自由度采摘机械臂长参数__解释说明
六自由度采摘机械臂长参数解释说明1. 引言1.1 概述机械臂是一种重要的工业自动化装备，具有广泛的应用领域。
随着科技的不断发展，六自由度采摘机械臂作为先进的机械臂形式，逐渐引起了人们的关注。
它具有六个独立的运动自由度，可以模拟人体手臂的运动特点，能够完成各种复杂的任务。
因此，对六自由度采摘机械臂进行长参数设计具有重要意义。
本文将详细介绍六自由度采摘机械臂长参数设计原则和过程，在理论上和实践中都具有一定的借鉴意义。
1.2 文章结构本文主要包括以下几个部分：引言、自由度机械臂简介、采摘机械臂长参数设计原则、解释六自由度采摘机械臂长参数设计过程以及结论。
通过这些内容的介绍和解释，旨在帮助读者更好地理解和应用六自由度采摘机械臂长参数设计。
1.3 目的本文旨在通过深入探讨和分析，对六自由度采摘机械臂长参数设计进行解释说明。
通过对长参数的定义和作用、满足采摘需求的选择方法以及考虑因素与约束条件等方面的论述，帮助读者了解和掌握六自由度采摘机械臂长参数设计的基本原则和过程。
同时，通过展望该领域未来发展方向，为相关研究提供一定的参考依据。
以上是文章引言部分内容，旨在介绍本文选题的背景和意义，并简要概述文章结构和目标。
2. 自由度机械臂简介2.1 机械臂定义与分类在工业领域和自动化应用中，机械臂是一种多关节的可编程机械装置，可以模拟人类手臂的动作完成各种任务。
机械臂通常由基座、多个关节和执行器构成，通过这些部件协调运动以完成特定的操作。
根据自由度的不同，机械臂可分为一维、二维和三维机械臂。
2.2 六自由度机械臂特点六自由度机械臂是指具有六个独立运动自由度的机械臂。
六个自由度分别对应于沿着空间坐标系中x、y、z轴方向的平移运动以及绕x、y、z轴的旋转运动。
这使得六自由度机械臂能够在工作空间内实现更大范围的灵活运动，并具备较强的适应性和精准性。
2.3 六自由度机械臂应用领域六自由度机械臂广泛应用于工业生产线上的物料处理、装配操作等领域。
六自由度机械手用户手册
第一章准备安装SG5/6机械手所需工具下面是安装SG5/6时所需要的工具：螺丝刀钻孔器1/8英寸的钻头小型号的活动扳手或套筒扳手剪钳少量润滑油或类似物品完全配置机械手物品清单SG5/6基本配置机械手包括下列元器件：电子电器类\软件：SG5：3个HiTec HS-475HB伺服电机，1个HS-805BB伺服电机，1个HS-645MG伺服电机SG6：3个HiTec HS-475HB伺服电机，1个HS-805BB伺服电机，1个HS-225MG伺服电机，1个HS-645伺服电机电机延长线：12英寸长2条，6英寸长2条1个SPST开关1个6V-4A电源（只在完全配置中提供）铝质部件：1个电路板固定支架1个底座底座上转盘下托板底座上转盘上托板3个电机支4个手臂部件2个左手爪部件2个右手爪部件4个扁平连接件1齿轮支架1个电机齿轮传动支架1个前臂支架1个上臂支架螺母、螺钉、垫圈和取间隔装置4个#2螺母4个#2弹垫4颗#2-5/16英寸螺钉35个#4平垫13颗#4-1/2英寸螺钉12颗#4-3/8英寸螺钉26颗#4-1/4英寸螺钉4颗#4-1英寸螺钉1颗#4-5/8英寸螺钉3颗#4-5/16英寸螺钉19颗#4螺母23颗#4锁紧螺母19个#4弹垫14个#4-1/4英寸取间隔尼龙支柱4个#4-5/16英寸取间隔尼龙支柱8个#4-3/16英寸取间隔尼龙支柱14个#6-3/8英寸螺钉1个#6-1/2英寸螺钉8个#6锁紧螺母8个#6螺母8个#6弹垫1个#6平垫6个1/4英寸SAE平垫4个球形支撑件其他1本SG5/6机械手手册10条扎带1根长弹簧1根短弹簧2个齿轮4个橡胶垫2个夹子第二章安装前准备注意：在一个整齐、干净有较大空间的环境下开展组装工作整理和恰当地摆放你的各类不规格的螺钉、螺母等配件，这样有利于你在装配时正确的使用特定大小的螺钉、螺母、垫圈等，也可以很方便地取用它们。
从容不迫！SG5/6机械手是一个精密的产品，它要求所有部件都按这个手册中讲的顺序安装。
六自由度并联机构设计说明书
（需微要信 swan165本科毕业设计说明书学校代码： 10128 企鹅号： 1663714557 题 目：六自由度伸缩式并联机床结构设计 学生姓名： 学 院：机械学院 系 别：机械系 专 业：机械电子工程 班 级：机电10-4班 指导教师：讲师摘红字要并联系联机微床信，也可叫获取做整套并联结构机床(Parallel Structured Machine Tools)、虚拟轴机床(Virtual Axis Machine Tools)，曾经被称为六条腿机床、六足虫(Hexapods)。
并联机床是近年来国内外机床研究的方向，它具有多自由度、刚度高、精度高、传动链短、制造成本低等优点。
但其也不足之处，其中位置正解复杂就是关键的一条。
6-THRT伸缩式并联机床是Stewart 机床的一种变形结构形式，它主要构成是运动和静止的两个平台上的6个关节点分别分布在同一个平面上，且构成的形状相似。
并联机床是一种气动机械，集气（液），在一个典型的机电一体化设备的控制技术，它是很容易实现“六轴联动”，在第二十一世纪将成为主要的高速数控加工设备。
本次毕业设计题目结合本院实验室现有的六自由度并联机床机构进行设计，使其能根据工艺要求进行加工。
提高学生的工程素质、创新能力、综合实践及应用能力。
此次毕业设计的主要内容是对并联机床结构设计，其内容主要包括机器人结构设计总体方案的确定，机器人机构设计的相关计算，以及滚珠丝杠螺母副、步进电机、滚动轴承、联轴器等主要零部件的计算选用，并利用CAXA软件绘制各相关零部件的零件图和总装配图，以期达到能直观看出并联机床实体机构的效果。
关键词：并联机床；步进电动机；空间变换矩阵；滚珠丝杠螺母副AbstractPMT (Parallel Machine Tools), also known as the parallel structure machine (Parallel Structured Machine Tools), Virtual Axis Machine Tool, has also been known as the six-legged machine, six-legged insects (Hexapods).Parallel machine is in recent years the domestic machine tool research hot spot, it has multiple degrees of freedom, high rigidity, high precision, short transmission chain, with low manufacturing cost.But its shortcomings, in which the forward solution of position of a complex is the key. 6-THRT telescopic type parallel machine tool is Stewart machine tools, a deformable structure form, it is the main characteristics of dynamic, static platform on the 6joints are respectively distributed on the same plane, and form the shape similarity.Parallel machine is a mechanical, pneumatic (hydraulic), control technology in one of the typical electrical and mechanical integration equipment. Parallel machine is easy to achieve "six-axis", is expected to become the 21st century, the main high-speed light CNC machining equipment. The combination of hospital laboratory construction project, located six-DOF parallel machine tool sector, so that it can be processed according to process requirements. Improve their engineering quality, innovation, comprehensive practice and application of skills.The main topics for the design of parallel machine tool design, its content includes the determination of robot design, robot design and calculation, and the ball screw pair, stepping motor, bearings, couplings, limit switch, spindle ,and other major components using CAXA software to draw the relevant parts of the parts drawings, and assembly drawings to achieve the parallel machine tool can directly see the effect of physical bodies.Keywords: parallel machine；Six axis linkage；space transformation matrix；ball screw pair目录第一章绪论 (1)1.1 课题的研究背景 (1)1.2 课题研究的意义 (2)1.3 课题的研究内容步骤 (2)1.3.1并联机构介绍 (3)1.3.2并联机床设计类型的选定 (3)1.3.3 并联机床结构设计的相关计算 (4)1.3.4 各零部件与装配图的设计出图 (4)第二章并联机床部件设计与计算 (6)2.1 6-THRT 伸缩式并联机床位置逆解计算与分析 (6)2.1.1 6-THRT并联机器人机械结构简介 (7)2.1.2坐标系的建立 (7)2.1.3 初始条件的确立 (8)2.1.4 空间变换矩阵的求解 (9)2.1.5 新坐标及各轴滑块移动量的计算 (10)2.2 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (12)2.2.1 最大工作载荷的计算 (12)2.2.2 最大动载荷的计算 (13)2.2.3 规格型号的初选 (13)2.2.4 传动效率的计算 (13)2.2.5 刚度的验算 (14)2.2.6 稳定性的校验 (15)2.3 滚动轴承的选用 (15)2.3.1 基本额定载荷 (15)2.3.2 滚动轴承的选择 (16)2.3.3 轴承的校核 (16)2.4 步进电动机的计算与选型 (17)2.4.1 步进电机转轴上总转动惯量的计算 (17)2.4.2 步进电机转轴上等效负载转矩的计算 (18)2.4.3 步进电动机尺寸 (21)2.5 联轴器的选用 (21)第三章并联机床的结构设计 (23)3.1 机床中的并联机构 (23)3.1.1概念设计 (23)3.1.2运动学设计 (23)3.2杆件的配置 (23)3.2.1 杆件设计 (24)3.2.2 伸缩套筒 (25)3.3铰链的设计（虎克铰） (25)3.4机床框架和床身的设计 (26)第四章并联机床的装配出图 (28)4.1 Pro/E软件的概述 (28)4.2 Pro/E的功能 (28)4.3 CAXA电子图版简介 (28)4.4 二维图的绘制处理 (29)第五章并联机床面临的主要技术问题及前景 (30)5.1 引言 (30)5.2机床的关节运动精度问题 (30)5.3 并联机床的未来展望 (31)结论 (32)参考文献 (33)谢辞 (34)第一章绪论1.1 课题的研究背景为了改善生产环境的适应性，满足快速变化的市场需求，近年来制造设备和系统，全球机床制造业正在积极探索和开发新的功能，其中在机床结构技术上的突破性进展当属90年代中期问世的并联机床(Parallel Machine Tools)，又称虚(拟)轴机床(Virtual Axis Machine Tool)或并联运动学机器(Parallel Kinematics Machine)[12]。
六自由度机械手设计说明书要点
六自由度机械手设计说明书设计参数摘要随着现代科技和现代工业的发展，工业的自动化程度越来越高。
工业的自动化中机械手发挥了相当大的作用，小到机床的自动换刀机械手，大到整个的全自动无人值守工厂，无一不能看到机械手的身影。
机械手在工业中的应用可以确保运转周期的连贯，提高品质。
另外，由于机械手的控制精确，还可以提高零件的精度。
机械手在工业中的应用十分广泛，如：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，目前几乎都设有机械手，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。
应用前景工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，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。
(完整版)六自由度工业机器人毕业设计
摘要在当今轮毂制造业中，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。
本文设计和研究了一个六自由度的工业机器人，用于生产线的进送料和装配。
首先，本文对生产线布局进行改造设计，提高生产的工作效率，然后，根据设计要求设计了机器人的整体方案和具体的机械结构，选择了合适的传动方式、驱动方式，设计了机器人的底座、大臂、小臂和手部的结构；并且对机器人的传动结构进行设计，机器人为六自由度关节型机器人，全部采用转动关节，关节处采用电机，减速机，齿轮传动机构，蜗轮蜗杆传动机构来实现各个自由度，从而实现所需的运动。
在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，采用PC+DSP运动控制卡的控制方式，确定了控制系统的总体方案，设计了PCI 总线接口电路和DSP。
关键词: 六自由度工业机器人；生产线；结构设计；控制系统；各位如果需要此设计的全套内容（包括二维图纸、中英文翻译、完整版论文、程序、答辩PPT）可加解。
AbstractIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the production 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 jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take playback way.In this paper ,I will design an industrial robot with six DOFs.First, I will transform line layout and design the structure of the baseto improve the work efficiency of production ,and then, according to the design requirements ,I design the robot mechanical structure of the overall plan and specific ,and chose the right means of transmission and drive mode,Then ,I design the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot,and I design the transmission structure, This robot is a 6-DOF joint robot,These joints are all rotary joints, joints used motor, reducer, gear transmission, worm gear and worm drive mechanism to realize various degrees of freedom, so as to achieve the required movement.On this basis, this paper will design the control system of the robot, which controlled by PC and DSP motion control card, and determine the overall scheme of the control system, design DSP and PCI bus interface circuit .Keywords: 6-DOF industrial robot, line layout , structure design, the control system目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................. I I 第1章绪论 . (5)1.1 课题背景及研究的目的和意义 (5)1.2国内外在该方向的研究现状及分析 (6)1.3 本文的主要研究内容 (9)第2章生产线布局及总体方案的确定 (9)2.1 生产线布局方案 (9)2.1.1机械手 (10)2.1.2 工作流程 (10)2.1.3方案预期达到的目标 (11)2.2总体方案的设计 (11)2.2.1机构的选型 (11)2.2.2驱动方式的选择 (12)2.2.3 传动方案的选择 (13)2.2.4 总体结构方案设计 (14)2.2.5控制方案的设计 (17)2.2.6技术参数列表 (17)2.3 本章小结 (18)第3章结构的设计 (19)3.1 引言 (19)3.2 电机力矩的计算以及驱动电机的选择 (19)3.3减速器的设计 (21)3.4 腰部的设计 (21)3.5 手臂的设计 (22)3.5.1手臂的设计基本要求 (22)3.5.2大臂和小臂 (22)3.5.3连杆 (24)3.6手腕部的设计 (24)3.7末端执行器的设计 (24)3.8本章小结 (26)第4章传动系统的设计及校核 (26)4.1腰部蜗轮蜗杆设计及校核 (26)4.2 腕部传动系统设计及校核 (27)4.2.1传动方案 (27)4.2.2齿轮的设计及校核 (27)4.2.2.1齿轮组设计 (27)4.2.2.2 直齿圆锥齿轮的设计 (27)4.2.3 轴的设计 (27)4.3 本章小结 (29)第5章控制系统设计 (29)5.1 引言 (29)5.2 控制系统的设计 (29)5.2.1 控制系统的类型选择 (29)5.2.2 控制系统的硬件电路 (30)5.3 PCI的接口设计 (30)5.4 DSP的设计 (31)5.4.1 DSP概述 (31)5.4.2 DSP硬件电路 (31)5.4.3 DSP软件 (32)5.5本章小结 (32)结论 (32)参考文献 (34)致谢 (35)第1章绪论1.1 课题背景及研究的目的和意义轮毂制造业属于劳动密集型的行业，除了繁重的体力工作外，几乎每个工序都存在着对人体有害的污染源和潜在的工伤事故:热加工工序烫灼伤的危险，大量易燃易爆燃料及消耗材料时时刻刻威胁着操作手的安全;铝液除气除渣产生的有毒烟尘，机加工冷却液的有害蒸汽，以及涂装工序液体漆、粉漆、前处理药液等等都会严重影响工人的健康;无处不在的轰鸣及刺耳的噪音会使你情绪坏到极点。
(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。
毕业设计(论文)六自由度搬运机械手的设计(全套图纸)
1.4.1 外机器手发展趋势 ..................................................................................... 6 1.4.2 内机器手研究现状 ..................................................................................... 7
4. R/C 伺服电机程序编写 ................................................................... 30 4.1 R/C 伺服电机介简介.........................................................................30
六自由度搬运机械手的设计
六自由度搬运机械手的设计 摘要
本文主要针对六自由度机械手在国内外的发展现状，并结合我国在当前工资水 平较低的制造业中，尽管仍属于劳动密集型，但机械手的使用却相当普遍这一现状， 以及目前世界上对于机械手的整体研究，尤其是六自由度机械手的研究拥有深刻的意 义。根据当前世界各先进国家对于机械手的应用情况及各先进国家对于机械手乃至机 器人这一领域的深入研究，本文主要从六自由度搬运机械手的结构设计与制作，电路 图的设计与绘制，控制系统的程序编写三个方面入手，并分别给予详细的介绍，从而 让在校大学生或机器人爱好者能以此为基础，从而自己动手，一步步的从机械手的结 构设计与制作，电路图的设计与绘制，控制系统的程序编写，来设计自己的机械手， 从而为以后更深层次的研究打下基础。
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机械设计课程设计说明书
六自由度机械手
上海交通大学机械与动力工程学院专业机械工程与自动化
设计者：李晶（52）
李然（16）
潘楷（45）
彭敏勤（47）
童幸（49）
指导老师: 高雪官
前言
在工资水平较低的中国，制造业尽管仍属于劳动力密集型，机械手的使用已经越来越普及。
那些电子和汽车业的欧美跨国公司很早就在它们设在中国的工厂中引进了自动化生产。
但现在的变化是那些分布在工业密集的华南、华东沿海地区的中国本土制造厂也开始对机械手表现出越来越浓厚的兴趣，因为他们要面对工人流失率高，以及交货周期缩短带来的挑战。
机械手可以确保运转周期的一贯性，提高品质。
另外，让机械手取代普通工人从模具中取出零件不仅稳定，
而且也更加安全。
同时，不断发展的模具技术也为机械手提供了更多的市场机会。
可见随着科技的进步，市场的发展，机械手的广泛应用已渐趋可能，在未来的制造业中，越来越多的机械手将被应用，越来越好的机械手将被创造，毫不夸张地说，机械手是人类是走向先进制造的一个标志，是人类走向现代化、高科技进步的一个象征。
因此如何设计出一个功能强大，结构稳定的机械手变成了迫在眉睫的问题。
目录
一.设计要求和功能分析 4
二.基座旋转机构轴的设计及强度校核 5
三.液压泵俯仰机构零件设计和强度校核8
四.左右摇摆机构零件设计和强度校核11
五.连腕部俯仰机构零件设计和强度校核14
六.旋转和夹紧机构零件设计和强度校核19
七.机构各自由度的连接过程25
八.设计特色28
九.心得体会28
十.参考文献30
十一.任务分工31
十二.附录（零件及装配图）31
设计要求
该机械臂用于物流生产线上物品的抓取和易位。
整个机械臂安装在一个回转支座上，回转角度范围为360度；小臂相对于大臂可摆动，摆动范围为60-120度；小臂末端的手腕也可以摆动，摆动范围为-60度到+60度；手腕的末端安装一机械手，机械手具有开闭能力，用于直径30-45mm工件的抓取，工件长度350mm，重量8kg。
功能分析
系统共有6个自由度，分别是夹紧、旋转、俯仰（1）、左右摇摆、俯仰（2）及基座的回转。
基座的回转自由度可以进行360度的回转；与基座相连的俯仰机构（包含液压缸）可进行俯仰动作，幅度较大，可
以满足60-120度的俯仰要求，与此相连部分为左右摇摆机构，能够完成-60~60度的左右来回摆动，接着下去的是俯仰机构，与摇摆机构内部类似，亦可完成-60~60度的上下俯仰动作，最后的是旋转部分与手指部分，旋转部分可以正反旋转，手指部分通过在手腕上滑槽来控制收放动作。
机构采用液压控制各自由度的动作，简单方便且功率大，各自由度之间相互联系且独立，动作时互不干涉。
基座旋转机构轴的设计及强度校核
液压泵俯仰机构零件设计及强度校核
左右摇摆机构设计及强度校核
连腕部俯仰机构零件设计及强度校核
旋转和夹紧的设计及强度校核
一.机械手指部基座与回转体的螺栓连接
将前部指部和轮胎简化为一简支梁结构，在其质心处受到一集中力。
二.手部旋转液压缸叶片与夹紧缸连接螺钉的设计手部旋转旋转液压缸剖视图:
三.机械手指部设计及夹紧力计算
机械手指部机构简图:
机构各自由度的连接过程
1.手指和活塞（Finger and piston）
2.旋转机构（ratatable institution）
3. 俯仰机构（swing_institution）
4.摇摆机构（Waver_institution）
5.液压泵俯仰机构（hydraulic_pressure_Pitching）
6.总装（Total Assembling）
设计特色
该机构是一个六自由度的工业机械手，能完成夹紧、旋转、俯仰、摇摆以及回转动作，可用于工业流水线上的操作。
我们主要针对设计的是在轿车生产过程中，后车箱备胎的放置，机构简便、效率高，可控范围大，沉重量大，基座运用齿轮传动，效率高，强度大，液压泵俯仰机构承载性强，可调角度大，回转机构和俯仰机构都是-60度到60度。
机构所用零件便于加工，标准件较多，便于机构的组装，相应的成本也不高。
心得体会
从开学时接受设计任务到现在的即将答辩，不知不觉已经过去了三个多月了，这三个月我们小组五人都在交流沟通中进步着，每一周的设计进程，我们都十分用心的去做，虽然我们上学期做了机械原理的课程设计，但是涉及到的只是机构的选择，而这一次更多的是对机构强度的校验和工程图的绘制，难免会有些纰漏，在设计时，我们本着互相探讨，共同设计的原则，在许多方面取得了成绩。
虽然课程设计的题目是开学时布置的，可是那时候机械零件的课程还没学习，而且工程图的绘制也没有学习，因此相对来说，进程并不是很快，我们只是在机构的选择和机械手的原理上进行探讨。
随着时间的推移，尤其是在12周工程图的课程结束后，我们开始全面的行动起来。
虽然设计是通过我们五个人最终确定的，但设计的实施我们却有着明确的分工，我们每个人负责一个自由度的三维实体建模、零件图的绘制以及相应文档的整理，李晶负责夹紧和旋转自由度，童幸和彭敏勤负责俯仰(连腕部)和左右摇摆自由度的设计，李然负责俯仰(含液压泵)机构自由度的设计，潘楷负责最后底座回转自由度的设计。
而部件图由李晶绘制，ppt由彭敏勤和潘楷制作，童幸负责最后的设计说明书的制作。
我们机械手的原型来自于宝马汽车制造过程中安放轮胎的机械手，但是我们也有所改动，左右摇摆和俯仰机构的位置变换了一下，这样看上去更加实用和美观。
接下来是机构内部的设计，我们在图书馆找到了相应的书籍—工业机械手，考虑到安放轮胎的机械手功率相对比较大，我们选择用液压控制来实行机构的动作。
在参考资料的过程中，由于书中机构相对介绍的不够详细，因此我们花了很大力气去消化，终于明白了原理。
随后是零件的计算和选择，虽然我们学习了机械零件的课程，但是真正应用到实际中还是有很大的难度，对于不同连接位置的螺钉、销，要满足不同性质的强度条件，计算繁琐而且枯燥，但是最终我们还是克服了困难，把所有重要零件进行了校验，并最终得到相应的数据。
下一步是三维的实体建模，有了上一步的数据后，三维的建模就容易多了，我们使用的UG建模，UG建模比较容易，而且图像非常直观，而且还有标准零件库，为最后的装配图的绘制做出了很大的贡献。
零件图的绘制又是一个难点，我们学过UG，但是工程图却没有学习过，本来我们打算用CAD绘图，但是我们的
机构内部极其复杂，因此我们决定直接用UG导出来的方法得到最后的零件图。
而最后每个人各自数据的整理已经最后一个人文档的整理使得最后的任务完成。
答辩马上就要到来了，我们的设计也快结束了，当我们看着最后的成果，内心不禁澎湃，我们看到的在设计的过程中，每个人的刻苦，每个人的努力，每个人的尽力而为。
在设计的过程中我看到了teamwork的强大和重要性，没有合作的精神，就不可能会有最后的成功，李晶在绘图经常到凌晨两三点，而李然则经常在旁边陪他一起绘图；彭敏勤和童幸经常在一起计算，一方面是由于两人设计的机构相似，更重要的是在计算过程中，两个人在一起更能避免错误的产生，潘楷和彭敏勤联手完成的ppt也非常完美。
虽然这学期的设计就此结束，但是我们在这个过程中学习到的东西却不会忘记，在下学期的机电课程设计中，相信这学期的设计一定会有很大的帮助。
参考文献
1.<<机械设计手册>>第四版第2卷主编:成大先化学工业出版社 200
2.1
2.<<工业机械手设计基础>> 天津大学<<工业机械手设计基础>>编写组编
天津科学技术出版社 1980.8
3.<<机械手及其应用>> 王承义机械工业出版社 1981.6
4.<<机械设计与理论>> 主编:李柱国编者:高雪官许敏等科学出版社2003.8
5.<<现代机械工程图学>> 蒋寿伟强敏德蒋丹高等教育出版社 1999.6
6.<<液压与气压传动>> 章洪甲王积伟黄谊机械工业出版社 2005.6
6.<<UGNX CAD快速入门指导>> 洪如谨陈炎清华大学出版社 2003.3
7.<<UGNX 高级开发实例>> 曾向阳谢国明王学平电子工业出版社
2004.1
任务分工
李晶：前三个自由度的机构设计及其零件的校核验算；UG三维建模装配；零件图，装配图的绘制；前三个自由度的文档整理
李然：手臂俯仰机构的设计和校验；UG三维建模；及该自由度的文档整理
童幸：手部左右摇摆机构自由度的设计和校验；UG三维建模，零件图的绘制；
该自由度的文档整理；最后设计说明书的汇总整理
潘楷：机座旋转自由度的设计和校验；UG三维建模；及该自由度的文档整理彭敏勤：手部上下俯仰机构自由度的设计，校验和文档整理；手部左右摇摆机构自由度UG三维建模；演示文稿的制作
附录
零件图及装配图。