3自由度机械手设计说明书
本科毕业设计--3个自由度机械手设计
目录第一章引言 (2)1.1 机械手的分类 (2)1.2 机械手的组成 (5)1.3 应用机械手的意义 (7)第二章总体技术方案及系统组成2.1 原始数据 (8)2.2 工作要求 (8)2.3 系统组成 (9)2.4 总体技术方案 (9)2.4.1 动作分析 (10)2.4.2 手部 (10)第三章机修手的液压部分3.1 液压系统的工作原理 (12)3.2 液压传动的工作特性 (12)3.3 液压系统的组成 (12)3.4 液压系统的优,缺点 (13)第四章回转装置的总体组成和结构设计4.1 回转装置的组成 (15)4.1.1 执行件 (15)4.1.2 传递件 (15)4.1.3 驱动件 (15)4.1.4 控制系统 (16)第五章机械传动方案的设计与计算5.1 小车的主要组成部分 (17)5.2 同步带传动方式优缺点 (17)5.3 驱动动力源 (18)5.4 机械方案的传动设计计算 (19)5.4.1 设计数据确定 (19)5.4.2 同步带的结构设计计算 (20)总结与展望 (25)设计小结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)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的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、喷绘、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。
本课题将设计一台三自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。
首先。
本课题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。
AbstractIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises to improve production efficiency, guarantee the product quality, the general importance of the production process automation, industrial robots for automatic production line important members, the company gradually recognized and used. Industrial robot technology and applications to some extent reflect the level of a country's level of industrial automation, at present, the industrial robot is mainly responsible for the welding, printing, handling and stacking repetitive labor intensity and great work, work are normally taken to teaching and playback mode.This topic is to design a industrial robot with three DOFs, used for the transportation of materials to the stamping device. First. This topic will be the design of robot base, big arm, small arms and the structure of the manipulator, and then select the appropriate drive, driving mode, build the structure of robot platform.第一章引言机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
圆柱坐标型三自由度机械手设计及其控制
2.1.3 控制机构 在机械手控制上，有点动控制和连续控制两种，大多数用插销板进行点动控制，
也有用 PLC 进行控制，主要控制的是坐标位置。
2.2 机械手的规格参数
抓重：2kg 自由度：3 个 坐标形式：圆柱坐标式 输入电压：220V 或 24V 功率：50W 伸缩行程（X）： 200mm 伸缩速度： 3mm/s 升降行程（Z）： 200mm 升降速度： 3mm/s 回转范围： 0-270 度 回转速度： 20° / s
4 珠丝杠螺母副的选型 ........................................ 10
4.1 提升机构滚珠丝杠副的计算及选型 ................................. 10 4.2 伸缩机构滚珠丝杠副的计算及选型 ................................. 13
3.1 手部设计基本要求 ................................................. 4 3.2 手部手部力学分析 ................................................. 5 3.3 夹紧力与驱动力计算 ............................................... 5 3.4 手爪夹持范围计算 ................................................. 7 3.5 手爪夹持精度的计算 ............................................... 8
2.1 机械手组成 ..................................................... 2 2.2 机械手的规格参数 .............................................. 10
三个自由度工业机器人
工业机器人课程作业报告院（系）名称：机电工程学院作业题目：三自由度圆柱坐标工业机器人班级：姓名：学号：目录1.作业要求 (3)1.1作业目的 (3)1.2作业数据 (3)1.3运动功能图符号(本次作业圆柱坐标型) (3)2.总体设计 (4)2.1组成和关系 (4)2.2设计分析 (4)3.机械系统的设计 (5)3.1末端执行机构设计 (5)3.2手臂机构的设计 (6)3.3机座机构的设计 (7)4.附件 (8)4.1总装图 (8)1.作业要求1.1作业目的1：综合运用所学只是，搜集有关资料，独立完成三自由度圆柱坐标工业机器人操作机和驱动但愿的设计工作。
如驱动元、传动机构、腰身、手臂、手腕、手抓、关节、抓钳尺寸、开合力大小等，至少设计两种以上方案。
(注意：此处无需考虑传感器，控制部分和力学计算)1.2作业数据1：自动线上A、B两条输送带之间距离为1.5米，需设计工业机器人将一个零件从A带送到B带。
2：零件尺寸：内孔Φ100、壁厚10、高100。
3：零件材料：45钢1.3运动功能图符号(本次作业圆柱坐标型)表1-1 运动功能图符号(GB/T12643-90)2.总体设计2.1组成和关系工业机器人在GB/T12643-90定义为“是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的操作机，能搬运材料、工件或操持工具，用以完成各种作业”由执行系统、驱动系统、控制检测系统及检测系统组成。
a)机械系统：是执行完成抓取工件，实现抓取动作的必需的机构。
内容保函如下：手部(末端执行器)：直接抓取工件或夹具机构。
臂部：支承腕部的机构，作用是承受工件的负荷，并把它传递到预定的位置。
腕部：连接手部和臂部的机构，作用为调整及改变手部的动作。
机座：是机器人的基础部件支承手臂的部件，并承受相应的载荷，作用是带动臂部转动、升降动作。
b)驱动系统：为执行系统提供动力。
常用传动方式有机械传动、液压传动、气压传动和电传动。
c)控制系统：控制驱动系统，使执行系统按照产品的要求以及抓取的工件要求进行相应的动作，当发生系统错误或执行故障时发出提示报警信号。
51单片机控制的简单机械手
南京工程学院先进制造技术工程中心电测实验室三自由度气动爪式机械手说明书目录1.三自由度气动机械手简介 (1)2.安装说明 (3)3.操作说明 (6)A.机械手初始状态调整 (6)B.各部件常规检测和使用 (7)C.主控制系统的功能介绍及使用方法 (8)4.气缸使用简介........................................................................ (88)5.电磁阀使用简介.................................................................... (99)6.操作注意事项........................................................................ (99) (99)7.使用常见故障排除................................................................8.机械手的保养...................................................................... (1010)A.机械手的日常维护 (10)B.机械手的防尘 (10)11.参考C程序 (11)1.三自由度气动机械手简介随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对生产效率也不断提出新要求。
由于微电子技术和计算软、硬件技术的迅猛发展和现代控制理论的不断完善，使机械手技术快速发展，其中气动机械手系统由于其介质来源简便以及不污染环境、组件价格低廉、维修方便和系统安全可靠等特点，已渗透到工业领域的各个部门，在工业发展中占有重要地位。
本气动机械手有气控机械手、单片机控制器或是PLC控制、旋转基座等机械部分、气动元件以及气泵组成。
主要作用是完成机械部件的搬运工作，能放置在各种不同的生产线或物流流水线中，使零件搬运、货物运输更快捷、便利。
三自由度机械手的结构设计论文
三自由度机械手的结构设计摘要本文简要介绍了机械手的概念，机械手的组成和分类，国内外的发展状况及发展前景。
本文对机械手进行总体方案设计，结合生产实际及理论确定了机械手的结构及动作过程，坐标型式和自由度数，并列出了机械手的技术参数。
设计出了机械手的驱动方案、控制方案，在进行控制方案的选取时进行了不同方案的优缺点的对比，最后确定了具体的控制方案。
在进行机械手控制器件的选取时，对控制器件选择进行了详细的分析，如对步进电机参数的具体选取。
最后介绍了利用可编程序控制器对机械手进行控制，同时叙述了可编程序控制器选取原则及工作过程，并绘制出了可编程序控制器外部接线图。
在用可编程序控制器控制时分为手动和自动两种工作方式，并绘制了自动工作方式的顺序功能图。
关键词机械手的概念，机械手控制器件，可编程序控制器（PLC）ThREE DEGREES OF FREEDOM MANIPULATORDESIGNABSTRACT目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)一、引言1.1简要介绍机械手的概念 (4)1.2机械手的组成和分类 (5)1.2.1机械手的组成 (5)1.2.2机械手的分类 (5)1.3国内外发展状况 (6)二、三轴自由度机械手的结构及动作过程 (7)2.1机械手的结构 (7)2.2机械手的动作过程 (8)2.3机械手的驱动方案设计 (9)2.4机械手的控制方案设计 (9)2.5机械手的座标型式与自由度 (10)2.6机械手的技术参数列表 (11)三、控制器件选型 (11)3.1步进电机及其驱动器选择 (11)3.2直流电机及其驱动器选择 (12)3.3旋转编码器的选择 (14)四、机械手的PLC控制设计 (15)5.1可编程序控制器的选择 (15)5.2可编程序控制器的工作过程 (16)总结 (19)致谢 (20)参考文献 (20)附录 (21)一、引言随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对生产效率也不断提出新要求。
3自由度机械手设计说明书
目录一、确定机械手设计方案 (3)1.1、机械手基本形式和自由度数的选择 (3)1.2、机械手手部夹紧结构方案设计 (4)1.3、机械手的手臂（水平方向和垂直方向）结构方案设计 (4)1.4、机械手的腰座结构方案设计 (4)二、部分执行机构的理论分析和设计计算 (5)2.1、手爪执行机构的分析计算及相关尺寸的确定 (5)2.1.1、手抓的力学分析 (5)2.1.2、手爪夹紧力和驱动力的的计算 (7)2.1.3、液压缸主要参数的确定 (8)2.2、水平手臂的设计和计算 (10)2.3、机身升降机构的计算 (11)2.3.1、手臂偏重力矩的计算 (11)2.3.2、升降不自锁条件分析计算 (12)2.3.3、手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算以及相关尺寸的确定 (13)2.4、驱动回转轴回转的电机选型有关参数计算 (15)2.4.1、有关参数的计算 (15)2.4.2、电机型号的选择 (16)2.5、液压传动系统设计 (17)2.5.1、确定液压系统基本方案 (17)2.5.2、拟定液压执行元件运动控制回路 (17)2.5.3、液压源系统的设计 (17)2.5.4、绘制液压系统图 (18)三、机械手控制系统的硬件设计 (18)3.1、机械手工艺过程与控制要求 (18)3.2、机械手的作业流程 (18)3.3、机械手操作面板布置 (19)3.4、控制器的选型 (19)3.5、控制系统原理分析 (20)3.6、I/O地址分配 (20)3.7、PLC原理接线图 (21)四、参考文献 (21)一、确定机械手设计方案1.1、机械手基本形式和自由度数的选择常见的工业机械手根据手臂的动作形态,按坐标形式大致可以分为以下4种: (1)直角坐标型机械手;(2)圆柱坐标型机械手; ( 3)球坐标(极坐标)型机械手; (4)多关节型机机械手。
其中圆柱坐标型机械手结构简单紧凑,定位精度较高,占地面积小。
因为设计要求搬运的棒料的质量达40KG，且直径达160MM，长度大约为250MM，考虑在满足系统工艺要求的前提下，尽量简化结构，以减小成本、提高可靠度。
三自由度液压机械手机构设计说明书
题目三自由度液压机械手机构设计摘要随着工业技术的发展，人工的操作越来越不满足工业生产的要求，因此设计出了机械手。
本文简要地介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和座标型式以及国内外的发展形势。
本文以三自由度液压机械手为研究对象，结合理论与生产实际，确定机械手的坐标形式及自由度，并给定出机械手的技术参数。
根据确定的手臂的升降，回转，伸缩三个自由度，采用圆柱坐标系，设计了夹钳式手部结构，同时设计了手臂结构做各种运动的驱动结构。
在液压传动机构中，机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸，手腕回转采用回转油缸，立柱的转动采用齿条油缸，机械手的升降采用升降油缸，并绘制出相关机构图。
关键词：机械手，圆柱坐标，液压驱动AbstractWith the development of industrial technology, the artificial operation more and more do not meet the requirements of industrial production, therefore the design of a mechanical hand。
This paper briefly introduces the concept of industrial robots, composing and classification of the manipulator, the degrees of freedom manipulator and the coordinate type as well as the domestic and foreign development situation。
In this paper, taking the three DOF hydraulic manipulator as the research object, combines theory with the actual production, identify manipulator coordinates forms and degrees of freedom, and given out the technical parameters of mechanical hand。
PLC控制三自由度机械手控制部分分析与设计
图 ３机械 手 循 环 动 作 过 程示 意 图
停止信号 ： 下限位开关得 电。 动作 ７ ： 开始信号 ： 下限位开关得 电。 动 作 ： 手指松开动作 。 停止信号 ： 手指限位开关得 电。
动 作 ８ ： 开始信 号 ： 手指限位开关得电。
・
ｌ ２・
动 作 ： 手臂上摆 动作 。 停止信号 ： 上限位开关得 电。 动作 ９ ： 开始信号 ： 上限位开关得 电。 动 作 ： 回转腰右转动作 。 停止信号 ： 右限位开关得 电。机械手 回复初始状态 。
科 技 论 坛
・１ １・
Ｐ Ｃ控制三 自由度机械手控制部分分析 与设计 Ｌ
黄 智 英
（ 巴音 郭楞职业技术学院， 疆 巴音郭楞 ８ １０ ） 新 ４ ０ ０
摘
要： 本文主要 分析 和论述如何利 用 Ｐ Ｃ控制技 术 ， Ｌ 实现机械 手的握 、 移 等动作 ， 实现机 械手在 左右， 举、 并 前后 ， 上下三方向 自由
图 ２ 三 自 由度 机 械 手 结构 示 意 图
开始信号 ： 压力感应器得电。
动 作 ： 手臂 上 摆 动 作 。 停 止信号 ： 上限位开关得电。 动作 ４ ： 开始信号 ： 限位开关得电。 上 动 作 ： 回转腰左转动作。 停止信号 ： 限位开关得电。 左 动作 ５ ： 开始信号 ： 限位开关得 电。 上 动 作 ： 回转腰左转动作。 停止信号 ： 左限位开关得电。 动作 ６ ： 开始信号 ： 限位开关得电。 左 动 作 ： 臂 下 摆 动 作 。 手
一
表 １ 三 自 由度 机 械 手 Ｉ 分 配 表 ： ／ Ｏ
最 大 抓 重 ：Ｏ ｇ ｌＯ
手 指 夹 持 工 件 最 大 直径 ：０ ｍ ４ｒ ａ 手臂上下摆动角度 ：０ ６。 手臂 回转角度 ：Ｏ ９。 运料频率 ： ５次 ／ ｉ ｍｎ 三 自由度机械手结构如 图 ２所示 ，主要 由机械手指夹持机构 、 机械手臂上下摆动机构 、 机械腰 回转机构 、 固定底座等构成。 ２ 工 作原 理 及 分 析
658 基于框架式三自由度机械手设计及控制
1 绪论机械手装置在工业生产中以得到广泛使用，列如在机械加工、冲压、铸、锻、焊 接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面有也得到越来越广泛的 使用。
本课题旨在掌握机械手装置及其控制， 可见该项目的研发具有重要的现实意义和 工程应用价值。
框架式三自由度机械手可以模仿人的手进行抓取、移动的动作，实现对工件的抓取及转 移。
框架式三自由度机械手主要由控制部分以及机械部分两大部分组成：机械手主体以 及控制部分。
其工作原理是用机械手代替人工搬运，通过丝杠传动、电机、单片机控制 装置、使机械手的水平旋转、伸缩、夹取等动作，从而使机械手完成对工件的抓取搬运。
达到节省劳动力的目的。
1.1 机械手的概述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，它可以根据任务的 需要编制程序，以完成各项规定的操作。
其特点是具备普通机械的性能之外，还具备通 用机械、记忆智能的三元机械 [6] 。
第二类是需要人工操作的，称为操作机。
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。
第三类是用专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和工件 送。
它是为主机服务的，由主机驱动；工作程序一般是固定的。
随着近代的工业革命，机器产业的不断发展成为近代工业的主要支柱。
由于科学幻 想所系的“永动机”、太空探险以及梦想解决人的机能所无法达致境界的求新意念，推 动科学家想研究创造出种种能够代替人的机械。
上世纪六、七十年代的自动化机器、无 人操纵的飞行器等等，即是此产业发展链条上的一个大胆的尝试与突破。
虽然，后来电 脑、电子产业的发达引开了人们关注的热点， 但关于机械手的研究与开发一直在持续进 行着。
而近二十年中，因为电脑技术、电子产品及生物遗传工程等技术的大踏步发展，成为一种综合科研能力的开 “机械手”的研发热潮已从专业人士的实验室中走了出来，发活动，参与者也打破了各行各业的划地为牢、各自为政的困局，开始了纵横连合，争 奇斗妍，蔚成热潮的研究与制作尝试 [7] 。
3个自由度搬运机械手的设计
轴承坯料搬运机械手的设计摘要机械手是一种机械技术与电子技术相结合的高技术产品。
采用机械手是提高产品质量与劳动生产率，实现生产过程自动化，改善劳动条件，减轻劳动强度的一种有效手段。
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装备。
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，提高劳动生产率和生产自动化水平。
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、放射性和其它有毒、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。
本课题的主要内容是采用机械设计原理，进行三自由度搬运机械手的设计，熟悉三自由度机械手的运用场合和相关的设计步骤。
机械手可以代替很多重复性的体力劳动，从而减轻工人的劳动强度，提高生产效率。
结合三自由度设计的各方面的知识，在设计过程中学会怎样发现问题．解决问题.研究问题。
并且在设计中融入自己的想法和构思，提高自己的创新能力。
尽力使机械手使用方便，结构简单。
！！所有下载了本文的注意：本论文附有CAD图纸和完整版word版说明书，凡下载了本文的读者请加QQ 83753222，或留下你的联系方式（QQ邮箱）最后，希望此文能够帮到你！关键词：机械手，输送工件，搬运，三自由度ABSTRACTManipulator is a mechanical technology and electronic technology with the combination of high technology products. Using manipulator is to improve product quality and productivity, and realize the automatic production process, improve working conditions, and reduce labor intensity of a kind of effective method. It is an imitation of the upper part of the human body function, according to the predetermined requirement or parts transportation holding tools for operation of the automation technology and equipment. Robots can replace the hands of heavy labor, significantly reduce the labor intensity, improve working conditions, and improve labor productivity and production automation level. Industrial production often appears in the handling of the heavy and long-term, frequent, drab operation, USES the manipulator is effective; In addition, it can be in high temperature, low temperature, deep water, the universe, radioactive and other toxic, pollution environment conditions operation, more shows its superiority, with broad prospects.This topic is the main content of the mechanical design principle of the design of the three dof carrying manipulator, familiar with three degrees of freedom of the manipulator using occasions and related design steps. Robots can replace a lot of repeatability of physical labor, so as to reduce the labor intensity, improve production efficiency. Combined with three degrees of freedom all aspects of design knowledge, in the design process learn how to find out the problem to solve problems. And in the design idea and into their idea, improve their innovation ability. Try to make robots easy to use simple structure.Key Words: Manipulator, conveying work piece, handling, three degrees of freedom目录第1章绪论 (4)1.1机械手的历史 (4)1.2机械手的组成 (5)1.3机械手的分类 (6)第2章搬运机械手机构总体方案设计 (8)2.1搬运机械手设计要求 (8)2.2基本设计思路 (1)2.3搬运机械手结构设计 (11)2.4 机械手材料的选择 (11)2.5机械臂的运动方式 (11)2.6搬运机械手驱动与控制系统分析 (12)第3章搬运机械手机械结构设计与计算 (13)3.1搬运机械手手爪设计 (13)3.2 搬运机械手手臂设计 (13)3.3 手部设计计算................................................. - 23 -3.4腕部设计计算 (20)3.5液压驱动系统设计 (21)3.6机身结构的设计 (23)第4章机械手控制系统的设计 (27)4.1 PLC简介 (27)4.2 PLC工作原理 (27)4.3 PLC机型的选择 (27)4.4 PLC控制面板的拟定 (29)4.5 机械手工艺过程和控制方案的确定 (30)4.5 PLC程序编写 (33)总结与展望 (40)参考文献 (41)致谢 (42)1 绪论随着人类科技的进步，社会经济的发展，机器人学成为近几十年来迅速发展的一门综合学科。
三自由度机械手毕业设计
图2.3.1机械手基座的旋转运动
电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到蜗杆，蜗杆与齿轮啮合传动，齿轮转动带动整个底座进行旋转运动。
2、自由度二：机械手的水平运动，如图2.3所示
图2.3.1机械手的前后运动
电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到丝杆，再通过链条和螺旋机构转化为工作台的前后运动。
3、自由度三：机械手的垂直运动
图2.3.2机械手的上下运动
电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到丝杆，再通过链条和螺旋机构转化为水平前后运动，最后经连杆机构转化为机械手的上下运动
4、机械手爪的夹紧与放松运动
图2.3.3通过上面的电机控制开夹
图2.3.4机械手夹紧与放松运动
电机输出动能，经减速箱调节速度并传递到传动轴，不同轴线的各传动杆通过万向铰链进行连接并传递动力，最近将杆件的旋转运动通过螺旋机构转化为手爪的夹紧或松开运动。
三自由度机械手
一、概述
1.1机电一体化技术
1.1.1机电一体化技术的定义和内容
机电一体化技术综合应用了机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术,接口技术及系统总体技术等群体技术,从系统的观点出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智能、动力、结构、运动和感知等组成要素为基础,对各组成要素及相互之间的信息处理、接口耦合、运动传递、物质运动、能量变换机理进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质和能量的有规则运动,在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。
慧鱼创意组合模型的主要部件采用优质尼龙塑胶制造，尺寸精确，不易磨损，可以保证反复拆装的同时不影响模型结合的精确度；构件的工业燕尾槽专利设计使六面都可拼接，独特的设计可实现随心所欲的组合和扩充。它由各种型号和规格的零件构成，类似于积木。零件的种类很多，几乎包括了机械课程和日常生活中的所有零件，如机械零件： 连杆、凸轮、齿轮（普通齿轮、锥齿轮、斜齿轮、内啮合齿轮、外啮合齿轮等）、蜗轮、蜗 杆、螺杆、铰链、带、链条、轴（直轴和曲轴）、联轴器、弹簧、减速器、齿轮箱、车轮等；电气零件：直流电机、灯泡、电磁气阀、行程开关、传感器（光敏、热敏、磁敏、触敏）、可调直流变压器、电脑接口板、PLC 接口板、红外线发射接收装置等；气动零件：储气罐、汽缸、活塞、气弯头、手动气阀、电磁气阀、气管等。由这些零件的不同组合便可构造出各式各样的模型，这些模型主要可分为两大类：技术组和机器人组。技术组又包括传感器技术组、气动技术组、汽车技术组、太阳能技术组、万能组合包。机器人组又包括3D 机器人、计算机器人、实验机器人、工业机器人、移动机器 人和气动机器人。
三自由度搬运机械手机构设计
三自由度搬运机械手机构设计搬运机械手机构设计-三自由度机械手臂一、引言随着科技的发展，机器人在工业生产、物流等领域发挥着越来越重要的作用。
机械手臂作为机器人的重要组成部分，具有广泛的应用前景。
本文将介绍一种三自由度搬运机械手机构的设计。
二、设计目标本设计的目标是设计一种具备三个自由度的搬运机械手臂，能够实现灵活的运动，达到高效搬运的目的。
具体要求如下：1.三自由度：机械手臂具备三个关节，分别可以实现水平旋转、垂直旋转和前后伸缩的运动。
2.高承载能力：机械手臂需要具备足够的承载能力，能够稳定搬运重物。
3.灵活性：机械手臂需要具备足够的灵活性，能够适应不同的工作环境和搬运任务。
4.可控性：机械手臂需要具备良好的控制性能，能够通过外部控制实现精确的运动。
三、设计方案基于上述设计目标，我们提出以下设计方案：1.结构设计：机械手臂由三个关节组成，分别为水平旋转关节、垂直旋转关节和前后伸缩关节。
其中，水平旋转关节和垂直旋转关节采用舵机作为驱动装置，前后伸缩关节采用滑轨设计。
这种结构设计既能满足机械手臂的运动需求，又能够实现紧凑的机械结构。
2.材料选择：机械手臂的主要材料选择应考虑强度和重量的平衡。
我们可以采用铝合金作为机械手臂的主要材料，既能够满足强度要求，又能够降低自身的重量。
3.控制系统设计：机械手臂的控制系统应具备良好的控制性能，能够通过外部控制实现精确的运动。
我们可以采用嵌入式控制系统，通过编程控制机械手臂的运动，并且可以与其他设备进行数据交互，实现智能化的控制。
4.承载能力设计：机械手臂的承载能力需要根据实际应用需求进行设计。
我们可以根据机械手臂的结构和材料选择，进行力学分析和仿真，来确定机械手臂的承载能力。
四、设计步骤1.结构设计：设计机械手臂的结构，确定关节类型和数量，并确定机械手臂的整体尺寸。
2.材料选择：根据机械手臂的要求和预算限制，选择合适的材料，并确定机械手臂的材料规格。
3.控制系统设计：根据机械手臂的运动要求，设计控制系统的硬件和软件部分，并确定控制系统的接口和通信方式。
PLC控制直角坐标机械手设计
摘要工业机械手有能模仿人手和手臂的某些动作功能，用固定程序搬运，抓取物体或操作工具的自动操作装置，机械手主要由手部和运动机构组成。
按照搬运或者抓取的物件形状、尺寸、重量、材料和作业环境等的要求的不同，手结构形式有吸附型和夹持型等。
运动机构的功能是使手部完成各种动作：移动、转动等运动来实现规定的动作。
机构的伸缩、升降和旋转等运动方式，称为机械手的自由度。
本设计选用三自由度直角坐标型工业机器人，其自由度为X轴，Y轴和Z轴方向，是通过滚珠丝杠来实现小臂与大臂的伸缩，升降。
而这些动作都是通过在步进电机的带动下进行。
在控制器的作用下，它将执行将工件从一条流水线抓取并运送到另一条流水线这一简单的动作。
本篇论文主要对机械手的传动部分滚珠丝杠与步进电机进行了计算，计算内容主要包括工业机器人的传动机构的设计，以及其机械传动装置的选择。
另外对控制部分的描述主要有PLC的控制方案，接线原理图以及程序流程图等。
关键词：三自由度，直角坐标，PLC，机械手ABSTRACTIndustrial manipulator can imitate some action feature of manpower and arms, with a fixed program handling, automatic operation device for grabbing objects or tools, robotics mainly by hand, and sports organizations. By handling or grabbing the object shape, size, weight, materials and environment requirements are different. The hand structure has absorbed and clamp type. Features of motion mechanism are to complete a variety of movements of hands: mobile, turning movements to implement the provisions of the action. Institutions such as stretch lift and rotate the movement, known as freedom of manipulator. The design selection of three - degree-of-freedom Cartesian - industrial robot, its degrees of freedom for the X axis, Y axis and Z axis direction is achieved by ball screw arm and boom extension lift. These actions are driven by stepping motor. Under the action of the Controller, it will perform the work from one line to grab and shipped to another line of this simple action. This paper mainly on robotic stepping motor drive ball screws and calculation, the calculation includes design of transmission mechanism of industrial robots, as well as its selection of mechanical transmission device. In addition to the Control section describes the main PLC Control Program, wiring schematics, and programs such as flowchart.Key words: three degrees of freedom, Cartesian coordinates, PLC, manipulator目录1 绪论 (1)1.1课题来源 (1)1.2课题目的、意义 (1)1.3国内外发展基本情况 (1)2 工业机械手的总体设计 (3)2.1机械手的组成 (3)2.2工业机械手的设计分析 (4)2.3总体设计方案 (4)3.机械手的机械系统设计 (8)3.1机械手手爪设计 (8)3.2机械手传动部分设计 (15)3.3机械手基座部分设计 (21)3.4轴承的选取 (28)4 PLC控制系统设计 (29)4.1可编程序控制器的选择及工作过程 (29)4.2PLC控制系统 (30)5 结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)1 绪论1.1 课题来源本课题来自于企业项目。
三自由度气动机械手的设计
编号: 毕业论文(设计)题目三自由度气动机械手的设计指导教师学生姓名学号专业机械设计制造及其自动化教学单位目录摘要及关键词 (1)1引言 (1)2三自由度气动机械手的结构设计 (2)2.1机械手自由度分析 (2)2.2机械手气动分析 (3)2.3气动机械手的结构设计 (5)2.4机械手的特性分析 (7)3三自由度气动机械手控制系统的设计 (7)3.1控制系统的组成 (7)3.2系统控制算法设计 (9)3.3基于LabVIEW的控制系统设计 (9)3.4实验分析 (13)4结论 (14)参考文献 (14)谢辞 ................................................................................................. 错误！未定义书签。
三自由度气动机械手的设计摘要：本设计是基于一种三自由度气动机械手，应用三个气缸及其附属机构完成了一种气动的三自由度机械手。
它解决了目前机械手使用不便的问题，具有结构简单、操作方便、控制性能好、可实现多种运动形式并能牢固夹持工件，并且生产效率高，工作强度大，可夹持大工件等优点。
关键词：气缸；气动；牢固；夹持；控制1引言在机械加工及注塑加工行业，很多工位为物体的拾取操作。
这种操作一般动作简单，重复性很大。
目前针对这种需求，设计了很多拾取机械，这些拾取机械包括电动的、液动的以及气动的。
但是目前种种操作机械或机械手的主要结构形式为直角坐标式的，而在许多场合这种操作需要圆周运动，需要具有旋转功能的操作机械，但这种机械目前尚未见到。
针对上述现有技术的不足，本设计提供了一种结构简单、操作方便、可实现多种运动形式的三自由度气动机械手[1]。
气动技术是流体控制的一个重要分支，具有成本低廉、工作效率高、较高的功率重量比、无污染、使用维护方便以及对环境要求低等一系列优点，已经在工业生产各部门得到越来越广泛的应用。
三轴机械手设计说明书
目录前言 (2)第一章绪论 (3)1.1 引言 (3)1.2 工业机械手的含义 (4)1.3 选题背景与意义 (4)1.4 工业机械手的组成 (6)1.5 工业机械手的发展及国内外发展趋势 (7)第二章三轴伺服驱动机械手结构设计方案 (12)2.1 机械手的设计方法 (12)2.1.1 机械手的选择与分析 (12)2.1.2 直角坐标机械手的设计方法 (13)2.2 机械手的结构设计 (18)2.2.1 机械手的总体设计 (18)2.2.2 机械手的传动部件设计 (19)2.2.3 机械手的臂部设计 (20)2.3 三轴伺服驱动机械手机构的特点 (21)第三章工业机械手的运动系统分析 (22)3.1 工业机械手的运动系统分析 (22)3.1.1机械手的运动概述 (22)3.1.2 机械手的驱动方式 (24)第四章三轴伺服驱动机械手零件的设计 (33)4.1 伺服电机的选择 (33)4.2 减速机的选择 ..................错误!未定义书签。
4.3 齿轮齿条的选择 (35)4.4 导轨的选择 (43)第五章结论 (45)致谢.............................错误!未定义书签。
参考文献.. (46)前言进入21世纪后,FANUC公司开发成功了配备有视觉传感器和力觉传感器的智能机械手。
到现在已拥有可搬运质量从 2 公斤到1.2 吨的种类丰富的商品系列。
随后，FANUC公司又开发了运用这一智能机械手的长时间连续机械加工系统机械手单元。
在整个加工工序中加工作业本身使用数控机床进行自动化加工已经非常普遍了。
但是，附带作业，毛比如在加工中心的夹具上进行加工材料装卸的作业，以及去毛刺边，清洗等作业中的很多部分，现在还是依靠人工来完成。
机械手单元使用智能机械手，不但实现了这些作业的自动化，而且在世界上最早实现了。
小时的长时间连续加工，现在在FANUC公司的工厂共运转着13 套这样的机械手单元。
三自由度机械手设计说明书
三自由度机械手【中文摘要】在工业上，自动控制系统有着广泛的应用，如工业自动化机床控制，计算机系统，机械手等。
而机械手是相对较新的电子设备，它正开始广泛应用于各个领域。
本设计为三自由度直角坐标型下棋机器手，其工作方向为三个直线方向。
在控制器的作用下，它实现的是将棋子从棋盘上A拿棋子到棋盘B位置这一简单的动作,本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。
【关键词】三自由度，直角坐标，机械手，爪部，丝杠，齿条。
Robotic manipulator with Three-Degree-of-Freedom Abstract: Industrially, automatic control systems are found in numerous applications, such as automation machine tool control, computer systems and robotics. Industrial robots are relatively new electromechanical devices that are beginning to change the appearance of modern industry. This scheme introducedacylindricalrobot for three degree of freedom. It is composed of three linear axes current control only allows these devices move from one assembly line to other assembly line in space, perform relatively simple tasks. This paper is more comprehensive introduction and summing-up for the for the whole design work.Key words：three degrees of freedom, cylindrical, mechanical hand.目录第一章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2特点 (1)1.3国内外研究现状 (2)第二章总体设计 (4)2.1 机械手的组成及各部分关系概述 (4)2.2机械手的设计分析 (7)2.2.1 设计要求 (7)2.2.2总体方案拟定 (7)2.2.3 机械手主要技术性能参数 (8)第三章机械手的机械系统设计 (10)3.1 机械手的运动系统分析 (10)3.1.1 机械手的运动概述 (10)3.2机械手的执行机构设计 (11)3.2.1 末端执行机构（爪部）设计 (11)3.2.2手臂机构的设计 (14)3.2.3 腰部和基底设计 (17)3.2.4步进电机和轴承的选取 (20)第四章控制系统简述 (23)4.1 控制流程 (23)4.1.1 运动过程分析如下表4-1 (23)4.1.2 机械手的运动和执行过程如图4-1 (23)4.2 控制方式 (24)第五章机械手运行时应采取的安全措施 (25)5.1 操作以及安全要求 (25)第六章整体评价以及心得体会............................ 错误！未定义书签。
三自由度机械手臂设计说明书讲解
SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ课程设计说明书三自由度机械手臂设计学院：农业工程与食品科学学院专业：农业机械化及其自动化学生姓名：赵国0911034036学生姓名：李继飞0911034030学生姓名：程小岩0912034039指导教师：程卫东2013 年1 月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。
目录第1章绪论 (5)1.1 机器人概述 (5)第2章机器人实验平台介绍及机械手的设计 (6)2.1自由度及关节 (6)2.2 基座及连杆 (6)2.2.1 基座 (6)2.2.2 机械臂 (6)2.3 机械手的设计 (6)2.4 驱动方式 (8)2.5 传动方式 (9)2.6 制动器 (10)第3章控制系统硬件 (11)3.1 控制系统模式的选择 (11)3.2 控制系统的搭建 (11)3.2.1 工控机 (12)3.2.2 数据采集卡 (12)3.2.3 伺服放大器 (13)3.2.4 端子板 (14)3.2.5电位器及其标定 (15)3.2.6电源 (16)第4章控制系统软件 (16)4.1预期的功能 (16)4.2 实现方法 (16)4.2.1实时显示各个关节角及运动范围控制 (16)4.2.2直流电机的伺服控制 (16)4.2.3电机的自锁 (16)4.2.4示教编程及在线修改程序 (17)第5章总结 (18)5.1 所完成的工作 (18)5.2 设计经验 (18)参考文献 (20)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。
3自由度工业机器人(外文翻译)
动态优化的一种新型高速，高精度的三自由度机械手①彭兰（兰朋）②，鲁南立，孙立宁，丁倾永(机械电子工程学院，哈尔滨理工学院，哈尔滨 150001，中国)( Robotics Institute。
Harbin Institute of Technology，Harbin 150001，P。
R。
China)摘要介绍了一种动态优化三自由度高速、高精度相结合，直接驱动臂平面并联机构和线性驱动器，它可以提高其刚度进行了动力学分析软件ADAMS仿真模拟环境中，进行仿真模拟实验.设计调查是由参数分析工具完成处理的，分析了设计变量的近似的敏感性，包括影响参数的每道光束截面和相对位置的线性驱动器上的性能.在适当的方式下，模型可以获得一个轻量级动态优化和小变形的参数。
一个平面并联机构不同截面是用来改进机械手的.结果发生明显的改进后的系统动力学仿真分析和另一个未精制一个几乎是几乎相等.但刚度的改进的质量大大降低，说明这种方法更为有效的。
关键词: 机械手、 ADAMS、优化、动力学仿真0 简介并联结构机械手（PKM）是一个很有前途的机器操作和装配的电子装置，因为他们有一些明显的优势，例如：串行机械手的高负荷承载能力，良好的动态性能和精确定位的优点等. 一种新型复合3一DOF臂的优点和串行机械手，也是并联机构为研究对象，三自由度并联机器人是少自由度并联机器人的重要类型。
三自由度并联机器人由于结构简单，控制相对容易，价格便宜等优点，具有很好的应用前景。
但由于它们比六自由度并联机器人更复杂的运动特性，增加了这类机构型综合的难度，因此对三自由度并联机器人进行型综合具有理论意义和实际价值。
本文利用螺旋理论对三自由度并联机器人进行型综合，以总结某些规律，进一步丰富型综合理论，并为新机型的选型提供理论依据，以下对其进行阐述。
如图-1所示机械手组成的平面并联机构(PPM)包括平行四边形结构和线性驱动器安装在PPM.两直接驱动电机c整合交流电高分辨率编码器的一部分作为驱动平面并联机械装置.线型致动器驱动的声音线圈发动机.这被认为是理想的驱动短行程的一部分.作为一个非换直接驱动类，音圈电机可以提供高位置敏感和完美的力量与中风的角色，高精密线性编码作为回馈部分保证在垂直方向可重复性。
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目录一、确定机械手设计方案 (3)1.1、机械手基本形式和自由度数的选择 (3)1.2、机械手手部夹紧结构方案设计 (4)1.3、机械手的手臂（水平方向和垂直方向）结构方案设计 (4)1.4、机械手的腰座结构方案设计 (4)二、部分执行机构的理论分析和设计计算 (5)2.1、手爪执行机构的分析计算及相关尺寸的确定 (5)2.1.1、手抓的力学分析 (5)2.1.2、手爪夹紧力和驱动力的的计算 (7)2.1.3、液压缸主要参数的确定 (8)2.2、水平手臂的设计和计算 (10)2.3、机身升降机构的计算 (11)2.3.1、手臂偏重力矩的计算 (11)2.3.2、升降不自锁条件分析计算 (12)2.3.3、手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算以及相关尺寸的确定 (13)2.4、驱动回转轴回转的电机选型有关参数计算 (15)2.4.1、有关参数的计算 (15)2.4.2、电机型号的选择 (16)2.5、液压传动系统设计 (17)2.5.1、确定液压系统基本方案 (17)2.5.2、拟定液压执行元件运动控制回路 (17)2.5.3、液压源系统的设计 (17)2.5.4、绘制液压系统图 (18)三、机械手控制系统的硬件设计 (18)3.1、机械手工艺过程与控制要求 (18)3.2、机械手的作业流程 (18)3.3、机械手操作面板布置 (19)3.4、控制器的选型 (19)3.5、控制系统原理分析 (20)3.6、I/O地址分配 (20)3.7、PLC原理接线图 (21)四、参考文献 (21)一、确定机械手设计方案1.1、机械手基本形式和自由度数的选择常见的工业机械手根据手臂的动作形态,按坐标形式大致可以分为以下4种: (1)直角坐标型机械手;(2)圆柱坐标型机械手; ( 3)球坐标(极坐标)型机械手; (4)多关节型机机械手。
其中圆柱坐标型机械手结构简单紧凑,定位精度较高,占地面积小。
因为设计要求搬运的棒料的质量达40KG，且直径达160MM，长度大约为250MM，考虑在满足系统工艺要求的前提下，尽量简化结构，以减小成本、提高可靠度。
该机械手在工作中需要3种运动,其中手臂的伸缩和立柱升降为两个直线运动,另一个为手臂的回转运动,考虑到2流水线之间的距离仅为300MM，只需将手臂设计到足够长度，便可省略手臂伸缩这个自由度，因此综合考虑，机械手的坐标形式选择圆柱坐标形式，自由度取为3个，即：手抓张合；手臂回转；手臂升降3个主要运动。
图1.1 是机械手搬运物品示意图。
图中机械手的任务是将送流水线1的棒料搬运到流水线2上。
图1.1 机械手搬运物品示意图1.2、机械手手部夹紧结构方案设计本机械手是用来搬运圆柱形棒料，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，并使用液压柱塞缸驱动，当活塞向前运动时，滑槽通过销子推动手爪合并，产生夹紧动作和夹紧力，当活塞向后运动时，手爪松开。
手部具体结构图见附图——执行手爪结构图。
1.3、机械手的手臂（水平方向和垂直方向）结构方案设计本机械手的垂直手臂（大臂）升降为直线运动，水平手臂（小臂）固定在垂直手臂上，不做任何相对垂直手臂的运动。
直线运动的实现一般是气动传动，液压传动以及电动机驱动滚珠丝杠来实现。
考虑到搬运棒料的重量较大，达40KG，属中型重量，同时考虑到机械手的动态性能及运动的稳定性，安全性，对手臂的刚度有较高的要求。
综合考虑，垂直手臂的驱动选择液压驱动方式，通过液压缸的直接驱动，液压缸既是驱动元件，又是执行运动件，不用再设计另外的执行件了。
因为液压系统能提供很大的驱动力，因此在驱动力和结构的强度都是比较容易实现的，关键是机械手运动的稳定性和刚度的满足。
因此手臂液压缸的设计原则是缸的直径取得大一点（在整体结构允许的情况下），再进行强度的较核。
同时，因为控制和具体工作的要求，机械手的水平手臂的结构不能太大，应在不明显增加总体重量的前提下，合理设计水平手臂的结构，尽量增加其刚度；另外，垂直方向的大臂增设了四个导杆，成正四边形布置，为减小质量，各个导杆均采用空心结构。
通过增设导杆，能显著提高机械手的运动刚度和稳定性，比较好的解决了结构、稳定性的问题。
1.4、机械手的腰座结构方案设计腰座回转的驱动形式要么是电机通过减速机构来实现，要么是通过摆动液压缸或液压马达来实现，本设计采用前者。
因为电动方式控制的精度能够很高，而且结构紧凑，不用设计另外的液压系统及其辅助元件。
考虑到腰座是机器人的第一个回转关节，对机械手的最终精度影响大，故采用电机驱动来实现腰部的回转运动。
一般电机都不能直接驱动，考虑到转速以及扭矩的具体要求，采用大传动比的齿轮传动系统进行减速和扭矩的放大。
因为齿轮传动存在着齿侧间隙，影响传动精度，故采用一级齿轮传动，采用大的传动比（大于100），同时为了减小机械手的整体结构，齿轮采用高强度、高硬度的材料，高精度加工制造，尽量减小因齿轮传动造成的误差。
腰座具体结构如图2-3所示：图1.2 腰座结构图二、部分执行机构的理论分析和设计计算、手爪执行机构的分析计算及相关尺寸的确定 2.1.1、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2.1（a ）为常见的滑槽杠杆式手部结构。
αααααα(a) (b)图2.1 滑槽杠杆式手部结构、受力分析1——手指 2——销轴 3——杠杆(活塞杆)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 。
由x F ∑=0 得 12F F =由 y F ∑=0 得 12cos F F α=而 '11F F =-由01M ∑()F =0 得'1N F F =hcos a h α= ∴ F 22cos N b F aα= （3.1）式中 a ——手指的回转支点到对称中心的距离（mm ）.α——工件被夹紧时手指的滑槽方向与两回转支点的夹角。
由分析可知，当驱动力F 一定时，α角增大，则握力N F 也随之增大，但α角过大会导致拉杆行程过大，以及手部结构增大，因此最好α=030040。
2.1.2、 手爪夹紧力和驱动力的的计算手指加在工件上的夹紧力，是设计手部的主要依据。
必须对大小、方向和作用点进行分析计算。
一般来说，需要克服工件重力所产生的静载荷以及工件运动状态变化的惯性力产生的载荷，以便工件保持可靠的夹紧状态。
手指对工件的夹紧力可按公式计算： 123N F K K K G ≥ （3.2） 式中 1K ——安全系数，通常1.2 2.0；2k ——工作情况系数，主要考虑惯性力的影响。
可近似按下式估21b K a=+其中a ，重力方向的最大上升加速度；max v a t =响max v ——运载时工件最大上升速度t 响——系统达到最高速度的时间，一般选取0.030.5s3K ——方位系数，根据手指与工件位置不同进行选择。
G ——被抓取工件所受重力（N ）。
表2-1 液压缸的工作压力 1 30000 4.0 100002.0 50000 5.0 10000200002.53.0 以上 8.0计算：设a=115mm,b=180mm,010<α<040;机械手达到最高响应时间为0.5s ，求夹紧力N F 和驱动力F 和 驱动液压缸的尺寸。
(1) 设1 1.5K = 21b K a =+ =0.10.519.8+=1.02 3 1.03K =根据公式，将已知条件带入：∴ N F =1.5⨯1.02 1.03409.8617.8N N ⨯⨯⨯=（2）根据驱动力公式得： ()202180cos30617.8115F ⨯=⨯计算=1450N （3）取0.85η=则 145017060.85F F N η===计算实际2.1.3、液压缸主要参数的确定（1）确定液压缸的内径D 和活塞杆直径d ()224F D d p π=-实际选取活塞杆直径d=0.5D,根据表3-1选择液压缸压力油工作压力P=0.81MPa,∴60.12mm == 表2-2 液压缸的内径系列（JB826-66） （mm ）根据表2-2，选取液压缸内径为：D=63mm则活塞杆直径为:D=63⨯0.5=31.5mm ，选取d=32mm 。
活塞杆直径校核，按公式[]σπ≤24/d F t 其中[]σ=120MPa, F t =F 实际=1706N则: 3217061.5120(3210)4MPa MPa σπ-==<<⨯⨯，满足设计要求。
(2).确定液压缸缸筒壁厚缸筒直接承受液压油压力，必须有一定厚度。
一般液压缸缸筒壁厚与内径之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式计算:[]0.1/2p D DP δσ>=>=式中: δ—— 缸筒壁厚 mmD ——液压缸内径 mmP p ——实验压力，取P p =1.5P n材料为 : 45钢,[p σ] = /350/3116s p s σ== Mpa代入己知数据，则壁厚为:[]/2p P DP δσ>==()6663 1.50.810/211610⨯⨯⨯⨯⨯= 0.3mm取δ=6.5 mm 即可满足强度要求，则缸筒外径为:D=63+6.5⨯2 =76mm 。
（3）、确定液压缸长度L 液压缸的长度L 应根据所需最大工作行程长度而定，液压缸的行程系列可查表2-3，同时要注意考虑制造工艺的可能性。
液压缸的长度L 一般不大于缸筒内径的20倍。
表2-3液压缸行程系列（mm ）10 16 20 25 32 40 50 60 (70) 80(90) 100 (110) 125 (140) 160 (180) 200 (220) 250(280) 320 (360) 400 (450) 500 (560) 630 (710) 800(900) 1000 (1120) 1250 (1400) 1600 (1800) 2000 (2240) 2500最大工作行程长度为67mm ，故根据表2-3取L=80m m 。
综上，手爪执行柱塞缸的参数确定如下表所示：表2-4手爪执行柱塞缸参数 缸内径D mm 壁厚δ （mm ） 活塞杆直径mm 缸筒长L（mm ）工作压力P （MPa ） 6313.5 32 80 0.8~12..2、水平手臂的设计和计算水平手臂的总长度应该满足整个系统水平方向的平衡（即不会倾覆）要求，因此本设计结合机械手的整体尺寸确定手臂总长为650mm ，与执行手爪机构连结的部分的长度为235mm ，该长度范围内手臂的横截面为如图的矩形，剩余部分为直径90mm 的圆柱，与手臂联接座配合，以固定手臂。