四自由度棒料搬运机械手设计
搬运场合应用的球类机械手设计【7KG】【液压】【4自由度】
XX学院课程设计(论文)搬运场合应用的球类机械手设计【7KG】所在学院专业班级姓名学号指导老师摘要搬运场合应用的各类机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。
该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。
本文介绍的搬运场合应用的各类机械手是由P LC 输出三路脉冲，分别驱动横轴、竖轴变频器，控制搬运场合应用的各类机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给P LC 主机；位置信号由接近开关反馈给P LC 主机，通过交流电机的正反转来控制搬运场合应用的各类机械手手爪的张合，从而实现搬运场合应用的各类机械手精确运动的功能。
本课题拟开发的物料搬运,搬运场合应用的各类机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。
关键词：搬运场合应用的各类机械手, 交流电机，AbstractManipulator industrial robot systems traditional mandate, Robot is one of the key components. Manipulator using the mechanical structure of screw-ball, slider, and other mechanical devices composition; Electric have AC motor, inverter, sensor, and other electronic device components. The device covers a programmable control technology, position control technology, detection technology, Mechatronics is a typical representative of one of the machines. This paper presents a manipulator by three PLC output pulse, driving horizontal, the vertical axis transducer, control manipulator axis horizontal and vertical positioning precision,micro-switches position signal transmission will host PLC; location close to the switching signal from the feedback from the mainframe to the PLC, through the exchange of Motor reversion to control the manipulator gripper Zhang, thus achieving accurate manipulator movement functions. The topics to be developed by the Manipulator grasping be up in space objects, movements flexible, diverse, can replace the artificial heat and dangerous operation conducted operations, According to the workpiece can change the campaign process and the requirements of any changes to the relevant parameters.Key Words:Manipulator, AC motor目录摘要 (2)Abstract (2)目录 (3)1 绪论 (5)1.1 课题背景及目的 (5)1.2 机器人的定义与发展状况 (5)1.2.1 定义 (5)1.2.2 机器人的发展 (6)1.3课题研究意义 (6)2 搬运场合应用的各类机械手介绍分析 (8)2.1搬运场合应用的各类机械手 (8)2.2搬运场合应用的各类机械手的组成 (11)2.3搬运场合应用的各类机械手的应用................... 错误！未定义书签。
4自由度机械手设计
四自由度机械手设计摘要：工业机械手由机械本体、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平，可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产机械手的结构形式比较简单，通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
本课题将设计一个四自由度机械手，其中，三个移动自由度，需完成X、Y、Z三维空间内的移动要求，另外一个旋转自由度，完成手部的旋转运动要求。
它能实现平面运动，具有柔顺性，全臂在垂直方向的刚度大，在水平方向的柔性大，广泛用于装配作业中。
关键字：机械手；机电一体化；自由度The design of four degrees freedom mechanical handAbstract: Industrial manipulator is composed of machine body, controller, servo drive system and detection sensor device, a humanoid operation, automatic control, can repeat programming, to complete the electromechanical integration automatic production equipment of various operations in three-dimensional space. Especially suitable for the production of a variety of flexible, variable volume. Its stability, improve product quality, improve production efficiency, plays a very important role in improve working conditions and the rapid upgrading of products. Production of mechanical hand can improve the automation level of production, can reduce labor intensity, to ensure product quality, realize the structure safety of the manipulator is relatively simple, general machinery hand can quickly change the working procedure, strong adaptability, widely cited small batch production so it is in changing varieties in production.This paper will design a four DOF Manipulator, wherein, three degrees of freedom of movement, to complete the X, Y, mobile Z in the three-dimensional space, another rotational degree of freedom, rotational movement of the hand requirements. It can achieve planar motion, with the flexibility, the arm in the vertical stiffness, flexibility in the horizontal direction of the large, widely used in assembly operations.Keywords：Manipulator; mechatronics; degree of freedom目录摘要................................................................................................ 错误!未定义书签。
四自由度机械手毕业设计
四自由度机械手毕业设计
四自由度机械手的毕业设计可以从以下几个方面入手：
1. 机械结构设计：根据所需的工作空间、负载要求、运动速度等参数，设计出四自由度机械手的整体结构。
其中，四自由度机械手的自由度一般包括三个旋转自由度和一个平移自由度。
2. 控制系统设计：根据机械手的运动方式和运动范围，设计出相应的控制系统。
可以采用传统的PID控制算法或者基于神经网络的控制算法，确保机械手的稳定性和精度。
3. 动力学分析：对机械手进行动力学分析，研究机械手在运动过程中的力学特性，比如加速度、速度、角加速度等参数，为机械手的优化提供理论依据。
4. 实验验证：经过机械结构设计、控制系统设计和动力学分析后，可以进行实验验证。
通过实验对机械手的运动精度、稳定性、负载承载能力等参数进行测试，对设计方案进行调整和优化。
以上只是一些可以从不同方面入手的思路，毕业设计的具体内容和难度还需要根据实际情况和要求进行具体确定。
四自由度物料搬运工业机器人设计——任务书
[3]原焕林.搬运机器人智能控制系统的设计[D].上海交通大学,2014.
[4]张红霞.国内外工业机器人发展现状与趋势研究[J].电子世界,2013.
[5]李晓冬.并联机器人的特点及应用分析[J].黑龙江科技信息,2008.
4.撰写初稿，基本完成毕业设计初稿框架，开始做实验；
5.继续撰写毕业设计初稿,继续开展实验，整理实验数据；
6.完成毕业设计初稿，原理图等支撑文件；
7.完善毕业设计内容，规范格式，全部完成毕业设计工作；
8.打印、上交毕业设计材料；准备毕业设计答辩。
五.参考文献:
[1]毛丽.码垛搬运机器人机构设计与仿真[D].南京林业大学,2014.
[6]刘凤臣,姚赟峰,刘黎明,金杰锋,林纪良,郭湖兵.高速搬运机器人产业应用及发展[J].轻工机械,2012.
[7]王智兴,樊文欣,张保成,史源源.基于Matlab的工业机器人运动学分析与仿真[J].机电工程,2012.
指导教师（签字）：
年月日
教研室主任（签字）：
年月日
3.对并联机器人结构的主要参数进行初步计算；
4.对主要构件的受力部分进行有限元分析，对该结构进行优化设计；
5.完成毕业设计的全部工作，并审查。
四、进度安排：
1.课题调研，文献检索（中英文），整理文献，撰写开题报告；
2.制定毕业设计技术方案，完成外文翻译任务；
3.列出毕业设计章节提纲，准备所需实验设备；
3.到实地考查，开展有关研究；
4.做出毕业设计图，写出8000字以上毕业设计文字说明；
5.请专业技术人员对毕业设计方案进行指导与评议；
6.完成一篇3000汉字以上的外文资料的翻译工作。
四自由度棒料搬运机械手的设计
目录设计总说明 (III)INTRODUCTION ............................................................................................................... I V 第一章绪论. (1)1.1 工业机器人的概述与发展 (1)1.2 本设计中的四自由度棒料搬运机械手所实现的功能 (2)1.3 本设计中的四自由度棒料搬运机械手设计的意义 (2)2 机械手的总体设计 (3)2.1 设计要求 (3)2.2 机器手的组成 (3)2.3 总体方案拟定 (4)2.4 机器人的工作空间 (4)2.5 机械手驱动系统设计 (5)2.5.1 机械手驱动器 (5)2.5.2 机械手传动机构 (5)3 机械手的传动设计 (7)3.1 滚珠丝杠的选择 (7)3.2 谐波齿轮减速器参数的确定 (8)4 机械手的各电动机的选择 (12)4.1 机械手手臂升降步进电机的选择 (12)4.2 机械手底座回转驱动电动机的选择 (15)5 机械手各气动件的设计计算 (18)5.1 气爪夹紧力的计算与气爪的选择 (18)5.1.1 气爪夹紧力要求 (18)5.1.2 缸径的确定 (19)5.1.3 行程的确定 (20)5.1.4气缸的运动速度 (20)5.1.4 摆动气缸的选择 (21)5.2 手臂伸缩气缸的选择 (23)6 机器人控制系统设计 (26)6.1 机械手控制器的选择 (26)6.2 机器手控制系统的特点及对控制功能的基本要求 (26)6.3 控制系统的总体设计 (27)7 手臂验算与机械手参数 (29)7.1 手臂平衡的验算 (29)7.2 机械手参数 (30)设计总结 (31)鸣谢 (31)参考文献 (32)设计总说明在社会不断发展的今天，机器人在工业现场中的应用也越来越广泛，用机器的力量代替人力，而将人类从繁重的体力劳动中解放出来是历史发展的趋势。
球坐标式四自由度机械手项目设计方案
球坐标式四自由度机械手项目设计方案2 设计参数2.1设计题目球坐标式四自由度机械手设计2.2 初始参数与设计要求（1）抓重：100N（2）自由度：4个（3）臂部运动参数：表 2-1（4）腕部运动参数：表 2-2（5）手指夹持范围：棒料，直径φ40-φ60mm，长度450-1200mm（6）定位方式：电位器（或接近开关等）设定，点位控制（7）驱动方式：液压（中、低压系统）（8）定位精度：±3mm（9）控制方式：PLC控制3设计方案的拟定3.1初步分析该工业机械手的坐标形式是球坐标式，其臂部的运动由一个直线运动和两个转动组成，即沿X轴的伸缩，绕Y轴的俯仰和绕Z轴的回转。
这种机械手臂部的俯仰运动能抓取到地面上的物件，为了使手部能够适应被抓取对象方位的要求，常常设有手腕上下摆动，使其手部保持水平位置或其它状态。
这种形式的机械手具有动作灵活，占地面积小而工作范围大等特点，它适用于沿伸缩方向向外作业的传动形式。
但结构较复杂，此外，臂部摆角的误差通过手臂会引起手部中心处的误差放大。
3.2 执行机构3.2.1手部手部是用来直接抓取或握紧（或吸附）工件的部件。
由于被抓握工件的形状、尺寸大小、轻重和材料的性能、表面状况等不同，工业机械手的手部结构是多种多样的，大部分的手部结构都是根据工件的要求而设计的。
常用的手部结构有夹钳式、气吸式、电磁式以及其他形式。
夹钳式手部设计的基本要求（1）应具有适当的夹紧力和驱动力（2）手指应应具有一定的开闭范围（3）应保证工件在手指内的夹紧精度（4）要求结构紧凑、重量轻、效率高（5）应考虑通用性和特殊要求3.2.2腕部连接手部与臂部的部件，主要作用是在臂部运动的基础上进一步改变或调整手部在空间的方位，使机械手适应复杂的动作要求。
要求0-180°的回转动作，因此选用具有单自由度的回转液压缸驱动结构。
此结构特点是结构紧凑，灵活，但回转角度较小，并且要求严格密封，否则就很难保证稳定的输出扭矩。
四自由度机械手设计
四自由度机械手设计四自由度机械手是指具有四个独立运动自由度的机械手。
它可以在三维空间内进行灵活的运动和操作，广泛应用于工业制造、医疗护理、服务机器人等领域。
本文将从机械结构设计、运动控制系统、应用领域等方面进行论述，介绍四自由度机械手的设计。
首先，机械结构设计是四自由度机械手设计的关键。
通常，机械手由机械臂、末端执行器、关节驱动装置等组成。
在设计机械臂时，需要考虑结构的刚度、轻量化和尺寸设计等因素。
关节驱动装置可以采用电机驱动、气动驱动或液压驱动等方式，根据具体应用场景选择不同的驱动方式。
末端执行器是机械手最重要的部件之一，其设计要充分考虑操控对象的形状、尺寸和质量等要素。
其次，运动控制系统是确保机械手运动精度和灵活性的关键。
四自由度机械手通常采用闭环控制系统，通过传感器实时反馈机械手的位置、速度和力等信息，通过控制器计算控制命令，控制机械手的运动。
在控制系统设计中，需要考虑传感器的精度、控制器的计算能力和控制算法的设计等因素。
常见的控制算法有PID控制、模糊控制和自适应控制等。
最后，四自由度机械手应用领域广泛。
在工业制造中，机械手可以替代人工完成重复性、危险性和高精度的任务，如焊接、装配和搬运等。
在医疗护理领域，机械手可以用于手术助力、康复训练和辅助生活等。
在服务机器人领域，机械手可以用于家庭服务、餐厅服务和残疾人辅助等。
随着无人驾驶技术的普及，机械手还可以用于车辆维修保养和物流配送等场景。
总之，四自由度机械手的设计涉及机械结构、运动控制系统和应用领域等多个方面。
通过合理设计机械结构，构建高刚性、轻量化的机械手。
运动控制系统的设计保证机械手的运动精度和灵活性。
各个应用领域广泛使用四自由度机械手，提高生产效率和人类生活质量。
随着科技的不断进步，四自由度机械手在未来的应用前景将会更为广阔。
浅析四自由度物料搬运机械手的初步设计
ＺＨＡＯ Ｚｈ ｏ ｎ ｇ — ｖ ｕ， ＧＥ Ｚｈ ａ ｎ — ｆ ｕ
（ Ｗｕ ｗｅ ｉ Ｏｃ ｃ ｕ ｐ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ｗｕ ｗｅ ｉ ７ ３ ３ ０ ０ ０ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： ［ ｎ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｙ ｅ ａ ｒ ｓ ， ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｓ ｏ ｃ ｉ ｅ ｔ ｙ ， ｐ ｅ ｏ ｐ ｌ ｅ ｕ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｍｏ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｍ ｏ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ， ｔ ｈ ｅ
手臂伸 缩 、 手爪 升降 、 手 爪松 紧 ） 的动作 完成物 料搬运 的工 作 。大 臂 、 小臂 、 手爪动作 的执行原件采用 气缸和气动马 达 ，
行程 可调节 。
械手的设计 ， 一 般应先做一下几项工 作 ： ①根据机械 手的使
用场合 ， 明确设计 械手的 目的和 任务 。 ②分 析机械手所 在
运 物 料 到指 定位 置 。 本 文主 要 完成 了机 械手 的 总体 结 构 、 驱动 系统和 控制 系统 的初 步设计 。
关键 词 ： 四 自由度 ； 机 械手 ； 结构 设 计 中图 分 类号 ： Ｔ Ｐ ２ ４ １ 文 献标 识 码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ０ ０ ２ — ５ ０ ６ ５ （ ２ ０ １ ７ ） １ ７ — ０ ２ ８ ２ — ２
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏｎ Ｅｌ ｅｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｒ ｙ Ｄｅ ｓｉ ｇｎ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅｒ ｉ ａ ｌ Ｈａ ｎｄｌ ｉ ｎ ｇ Ｍａｎ ｉ ｐ ｕｌ ａ ｔ ｏｒ Ｗｉ ｔ ｈ Ｆ ｏｕ ｒ Ｄｅ ｇｒ ｅｅ ｓ ｏ ｆ Ｆｒ ｅ ｅ ｄｏｍ
四自由度上下料机械手结构设计
四自由度上下料机械手结构设计英文回答：Designing a four-degree-of-freedom (4-DOF) pick-and-place robotic arm requires careful consideration of various factors. In this response, I will discuss the structural design of such a robotic arm and provide examples to illustrate my points.Firstly, the choice of materials for the robotic arm's structure is crucial. It should be lightweight yet sturdy enough to handle the weight of the objects being picked and placed. For example, carbon fiber or aluminum alloy can be suitable options due to their high strength-to-weight ratio.Next, the mechanical design of the arm should allow for smooth and precise movements. This can be achieved by using high-quality bearings and joints that minimize friction. Additionally, the arm should be designed to minimize backlash, which is the play or looseness in the joints thatcan affect accuracy. For instance, using precision gears and belts can help reduce backlash and ensure precise movements.Another important aspect of the design is the choice of actuators. Electric motors are commonly used as actuators for robotic arms due to their precise control and ability to generate high torque. For example, brushless DC motors can provide high torque and speed control, making them suitable for the arm's movements.Furthermore, the design should consider the workspace and reach of the robotic arm. It should be able to reachall desired locations within its workspace without any obstructions. For example, if the arm needs to pick and place objects on a conveyor belt, the design should ensure that the arm can reach all points on the belt without any interference.Additionally, the robotic arm should incorporate sensors for feedback and control. For example, position sensors can be used to accurately measure the arm'sposition and adjust its movements accordingly. Forcesensors can also be integrated to provide feedback on the amount of force applied during grasping and placing objects.中文回答：设计一个四自由度的上下料机械手需要仔细考虑各种因素。
液压式四自由度机械手设计
液压式四自由度机械手设计工业机械手是一种模仿人手动作，并按照设定的程序、轨迹和要求代替人手抓取、搬运工件或进行操作的自动化装置。
它的用途十分广泛，对于实现生产过程自动化，提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度，保证工人的安全都具有重要的意义，尤其对于那些有毒、危险、多粉尘、深水作业及放射性等恶劣环境和条件下的作业，使用工业机械手更具有显著的优越性。
目前，已经在机械加工、铸造、锻造、冲压生产线和某些操作作业中得到比较广泛的应用。
在热处理、焊接、涂漆及装配等生产中也开始研制和应用。
目前机械手常用的驱动方式有液压驱动、气压驱动及电动机驱动等多种方式，各种驱动方式有其自身的特点，在工业机器人中液压和气压驱动应用很广泛，有些机器人则同时采用多种驱动方式，这都视不同机器人的特点和要求所定。
由于液压驱动具有以下特点：驱动力和驱动力矩较大，速度反应性较好，调速范围较大，多用于要求臂力较大而运动速度较低的工作场合。
1. 整体设计方案本文设计的机械手要求在几台机械设备间进行搬运和装卸工件。
它具有4个自由度，分别为机械手腕的旋转运动、机械手臂的伸缩运动、机械手臂的旋转运动和机械手臂的升降运动，坐标形式为圆柱坐标，采用液压驱动控制方式，用于生产线中的自动搬运货物的装置。
本设计的结构简图如图1所示，工作程序为：启动机械手，当工件成形后发出信号，机械手的手臂下降到预定位置，手爪张开，夹紧工件后上升；然后机械手臂正向旋转180°，机械手腕正向旋转90°，机械手臂伸出到预定位置后下降到指定位置，手爪松开，放好工件；最后机械手臂上升到指定位置后反向旋转180°，机械手腕反向旋转90°，机械手臂缩回，回到原点位置，开始下一个周期。
图1机械手结构简图2. 机械系统设计针对该工业机械手的任务要求，为了使它具有一定的操作灵活性和较好的使用性能，在结构设计上采用圆柱坐标系。
整个机械手系统设计为4个自由度，包括机械手臂上下移动、机械手臂水平伸缩、机械手臂旋转和机械手腕旋转，这4个自由之间无耦合，可以有效地简化运算和控制。
四自由度物料搬运机械手的研制
四自由度物料搬运机械手的研制一、本文概述随着工业自动化技术的飞速发展，物料搬运机械手在生产线上的作用日益凸显。
作为一种重要的自动化设备，物料搬运机械手能够大幅提高生产效率，降低劳动成本，并在一定程度上保证产品质量。
本文旨在介绍一种四自由度物料搬运机械手的研制过程，包括其设计原理、结构特点、运动学分析以及控制策略等方面。
通过深入研究和优化，该四自由度物料搬运机械手能够实现高精度、高效率的物料搬运任务，为工业自动化领域的进一步发展提供有力支持。
文章首先概述了物料搬运机械手的研究背景和意义，指出了当前市场上物料搬运机械手的发展现状和存在的问题。
随后，详细介绍了四自由度物料搬运机械手的总体设计方案，包括机械结构、传动方式、控制系统等方面的选择和设计原则。
接着，文章对机械手的运动学性能进行了深入分析，建立了其运动学模型，并通过仿真实验验证了模型的有效性。
在此基础上，文章进一步探讨了机械手的控制策略，包括路径规划、速度控制、精度保障等方面的内容。
文章总结了四自由度物料搬运机械手的研制成果，展望了其未来的应用前景和发展方向。
本文的研究成果不仅为四自由度物料搬运机械手的实际应用提供了理论基础和技术支持，也为相关领域的研究人员提供了一定的参考和借鉴。
通过不断优化和完善，四自由度物料搬运机械手将在工业自动化领域发挥更加重要的作用，推动产业升级和转型发展。
二、四自由度物料搬运机械手的总体设计在研制四自由度物料搬运机械手的过程中，总体设计是至关重要的一步。
这一阶段主要完成了机械手的整体架构规划、自由度配置、驱动方式选择以及控制系统的初步设计。
整体架构规划：考虑到物料搬运的多样性和复杂性，我们设计了一种模块化、高度可配置的机械手结构。
该结构包括基座、旋转关节、俯仰关节、伸缩关节和抓取装置等部分。
基座负责固定和支撑整个机械手，旋转关节和俯仰关节则提供了机械手在空间中的大范围移动能力。
伸缩关节则用于微调机械手的位置，以适应不同尺寸和位置的物料。
四个自由度通用机械手设计
毕业设计说明书设计（论文）题目：四个自由度通用机械手设计学生姓名：学号：专业班级：学部：指导教师：本设计包含全部说明说及CAD图纸QQ2008年06月5日摘要摘要本次设计的多功能机械手为程四个自由度通用机械手设计，主要由手爪、手腕、手臂、机身、机座等组成，具备上料、翻转和转位等多种功能，并按自动线的统一生产节拍和生产纲领完成以上动作。
本机械手机身采用机座式，自动线围绕机座布置，其坐标形式为圆柱坐标式，具有立柱旋转、手臂伸缩、腕部转动和腕部摆动等4个自由度；驱动方式为液压驱动，且选用双联叶片泵，系统压力为2.5MPa，电机功率为 5.5KW，共有整机回转油缸、手臂伸缩油缸、手腕摆动油缸、手腕回转油缸、手爪夹紧油缸5个液压缸；定位采用机械挡块定位，定位精度为0.5～1mm，采用行程控制系统实现点位控制。
关键字：机械手;球坐标液压;机械挡块;点位控制AbstractThe current design of multifunctional mechanical hand is Hydraulic Universal Mechanical Hand, mainly consist of claw, wrists, arms, body, base and so on. With moving the materials, turnover and transfer spaces, and many other functions, the automatic line with the unified production rhythms and production program completed more moves. With the automatic production line rhythms and the production of complete reunification of the above movements, automatic line is around the machine arrange, the coordinates of the cylindrical coordinate of the form, with huge rotary, extendable arm, arm pitch, hitting and hitting back four moves freedom; Driven approach to hydraulic-driven, and the choice of double leaves pumps, the system pressure to 2.5MPa, 5.5KW electrical power for a total of whole sets of rotation tank, arm tilt cylinders, fuel tanks extendable arm, wrist swing tank, wrist rotation tank, claw clip tank six hydraulic oil tank; positioning a piece of machinery turned positioning, positioning accuracy for 0.5~1mm, using control systems to achieve their point spaces control.KeyWords：Mechanical hand. Cylindrical coordinate hydraulic. mechanical turned pieces. control point spaces目录目录摘要 ................................................................................................ 错误!未定义书签。
大学本科机械专业机械手四自由度搬运控制毕业设计
本科毕业设计题目：四自由度搬运机械手的设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化年级：姓名：指导教师：完成日期：年月日目录摘要 (1)Abstract (2)1引言 (3)1.1机械手研究的背景及其意义 (3)1.2机械手的研究现状和发展前景 (4)1.3机械手的种类及其应用 (4)1.4机械手研究的主要内容 (5)2机械手总体方案的设计 (6)2.1 机械手的功能以及技术要求 (6)2.2 机械手的整体结构设计 (6)2.3机械手的主要部件及其自由度 (7)2.3.1 机械手的主要部件组成 (7)2.3.2 机械手的自由度 (7)2.4 机械手的动作过程及其时间配置 (8)2.4.1 机械手动作形式及其顺序的确定 (8)2.4.2 机械手动作过程中的时间配置 (8)2.3 机械手动作过程中基本参数的确定 (9)3机械手的传动机构以及执行机构的设计 (10)3.1 机械手机构的模块化设计 (10)3.1.1 机械手结构模块划分所遵循的原则 (10)3.1.2 机械手模块化设计的一般方法 (11)3.2 机械手的组成及其模块化 (11)3.3 机械手基本结构构成及其设计流程 (11)3.3.1 机械手的基本结构 (11)3.3.2 机械手的总体设计流程 (12)3.4 机械手执行机构的设计 (12)3.4.1 机械手手部的结构设计 (13)3.4.2 机械手手部结构（夹持爪）的计算 (14)3.5 机械手手臂结构的设计 (14)3.6 机械手底座结构的设计 (16)4机械手的驱动系统的设计 (17)4.1 气动驱动系统的设计 (17)4.2 气动元件的选择 (17)4.2.1 气压泵的选择 (17)4.2.2气动系统中各控制和辅助元件的选择 (19)5机械手的控制系统设计 (21)5.1 PLC控制系统的设计步骤 (21)5.2 PLC类型的选择及I/O点的确定 (21)5.2.1 PLC类型的选择 (21)5.2.2 PLCI/O点的确定 (22)5.3 PLC程序的编制 (24)5.3.1 编写PLC程序 (24)5.3.2 制作N-S流程图 (24)5.3.3 PLC在程序编程中需要注意的具体事宜 (27)6总结及展望 (28)6.1总结 (28)6.2展望 (28)参考文献 (29)致谢 (30)四自由度搬运机械手的设计摘要机械手是由于现代科技高速发展以及其在现代工业、制造业领域中的高度应用而出现,特别是机械手在工业、制造业领域的应用使得人类从繁重的、单调的、无意义的脏、乱、差的工作环境中彻底解放出来，大大推动了人类社会的前进步伐。
四自由度搬运机械手液压系统设计
最大 工作半 径 ：７０ｍｍ １０ 手臂 最大 中心 高度 ：００ｍｍ １０ 手臂 运动参 数 ：
伸缩 行程 ：０ ｍ ７０ｍ
伸缩 速度 ：．０ｍ ｓ ０ ３ ／ 升 降行程 ：５ ｍ ３ ０ｍ 升 降速 度 ：．５ｍ ｓ ０ ０ ／
图 １ 四 自由度 搬 运 机 械 手 结 构 示 意 图
Ａ
力确， 内 ／ 来定 缸径 油
ｌ ３ ／
式中： Ｐ— — 活塞 承受 的最 大推 力 （ ， ＝Ｐ ＋ ＋ Ｎ）Ｐ ＋Ｐ ２＋Ｐ ， 中 ， 、 １ 、 Ｐ 分 别 为 作用 在 活 ３其 ＰｌＴ 、 Ｐ 、３ 塞 上 的总推 力 、 活塞 密封 与油缸 内孔 的摩 擦力 、 塞杆 活 与 缸盖 或导 套处 的摩 擦 力 、 回油 腔 中 的背 压力 和运 动 部 件 的惯性 力 ； 为油 缸 的机 械 效率 ；ｐ为 油 缸进 出 叼 △
２ １ 液压缸 的设 计计 算 ． １ ）液压 缸 内径 Ｄ及 活塞杆 直径 设计 计算 油 缸 的 内径 Ｄ 由油 缸 所 需 输 出 的 最 大 拉 力 或 推
：
孚。 ：
华 ：
×２ ０ ． ５
×６ ０ ． ０
４． ０ １ ９ ６ Ｘ ０～ｍ ／ｓ
升 降缸 的流量 ：
运机 械手液 压 系统原 理 图如图 ３所 示 。
收稿 日期 ：０ １ ５３ ２ １ － －０ ０
图 ２ 机 械 手 夹 持 部 分 结 构 图
作者简介 ： 耿跃峰 （ ９８ ） 男 ， １７ 一 ， 河南汝州人 ， 师 ， 讲 主要从 事 机械 电子及其控制方面的教学与研 究工作 。
４ ２
液压与 气动
２１ ０ ２年第 ２期
四自由度搬运机械手的设计毕业论文
四自由度搬运机械手的设计毕业论文摘要：机械手作为自动化装置中的重要组成部分，广泛应用于工业生产线、仓储物流等领域。
本论文以四自由度搬运机械手设计为研究对象，对机械手的动力学和控制系统进行分析和优化设计。
通过对机械手的结构设计、动力学建模和控制算法的优化，进一步提高机械手的工作效率和精度。
论文总结了机械手设计中的关键问题，并给出了相应的设计和优化方案。
实验证明，该设计方案在搬运工作中具有较好的性能表现。
关键词：机械手；搬运；动力学；控制系统1.引言机械手作为一种重要的自动化装置，广泛应用于工业生产线、仓储物流等领域，实现了对物体的自动化搬运和装配。
机械手的设计涉及到多学科知识的综合运用，包括机械工程、电子工程、控制科学等。
本论文以四自由度搬运机械手设计为研究对象，对机械手的动力学和控制系统进行分析和优化设计。
2.机械手的结构设计在机械手的结构设计中，考虑到搬运过程中的工作负荷和工作空间的要求，选择了四自由度机械手结构。
该结构由基座、臂架、运动链和机械手末端执行器等部分组成。
基座为机械手提供了稳定的支撑，并具备旋转自由度。
臂架通过关节连接基座和运动链，增加了机械手的活动范围。
运动链通过关节连接臂架和末端执行器，实现了机械手的搬运动作。
3.机械手的动力学建模机械手的动力学建模是机械手设计中的重要步骤，通过建立机械手的运动学和动力学方程，可以预测机械手在搬运过程中的运动轨迹和力学特性。
本论文采用牛顿－欧拉法建立了机械手的动力学方程，并通过计算机仿真验证了动力学模型的准确性。
4.机械手的控制系统设计机械手的控制系统设计是机械手设计中的另一个关键问题，其目标是实现机械手的精确定位和力控制。
本论文采用PID控制算法对机械手的位置和力控制进行了优化设计，并结合机械手的动力学特性进行了参数调节和鲁棒性分析。
实验证明，该控制系统具有较好的性能表现，能够满足机械手在搬运过程中的控制要求。
5.结论通过对四自由度搬运机械手的设计进行了详细分析和优化，本论文提出了一种高效、精确的机械手设计方案。
(整理)四自由度圆柱坐标机械手毕业设计说明书精选全文
精选全文完整版（可编辑修改）目次1 绪论 (1)1.1 工业机械手的概述 (1)1.2 工业机械手在生产中的应用 (1)1.3 机械手的组成概述 (2)1.4 工业机械手的发展趋势 (3)2 总体设计方案 (4)2.1 设计题目 (4)2.2 初始参数与设计要求 (4)2.3 方案拟定 (5)3 机械手手部设计计算 (6)3.1 手部设计基本要求 (6)3.2 手部力学分析 (7)3.3 夹紧力及驱动力的计算 (8)3.4 机械手手抓夹持精度的分析计算 (9)4 机械手腕部设计计算 (11)4.1 腕部设计基本要求 (11)4.2 腕部结构的选择 (11)4.3 腕部回转力矩的计算 (12)5 机械手臂部设计计算 (16)5.1 机械手臂部设计的基本要求 (16)5.2 手臂的典型机构及结构的选择 (16)5.3 手臂伸缩驱动力计算 (17)5.4 手臂伸缩油缸结构的确定 (19)5.5 油缸端盖的连接方式及强度计算 (21)-------------6 机身设计与计算 (23)6.1 机身的整体设计 (23)6.2 机身回转机构的设计计算 (25)6.3 机身升降机构的设计计算 (28)7 液压驱动系统的计算 (31)7.1 绘制液压系统的工况图 (31)7.2 计算和选择液压元件 (36)总结 (38)致谢 (38)参考资料 (39)1．3 机械手的组成工业机械手由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。
1.3.1 执行机构(1) 手部既直接与工件接触的部分，一般是回转型或平动型（多为回转型，因其结构简单）。
手部多为两指（也有多指）；根据需要分为外抓式和内抓式两种；也可以用负压式或真空式的空气吸盘（主要用于吸冷的，光滑表面的零件或薄板零件）和电磁吸盘。
传力机构形式教多，常用的有：滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜槭杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母式、弹簧式和重力式。
(2) 腕部是连接手部和臂部的部件，并可用来调节被抓物体的方位，以扩大机械手的动作范围，并使机械手变的更灵巧，适应性更强。
四自由度搬运物料工业机器人的毕业设计
四自由度搬运物料工业机器人的毕业设计工业机器人搬运物料，是当前自动化生产和智能制造的重要组成部分。
搬运物料是生产线中的关键环节，传统的人工操作存在劳动强度大、效率低、易出错等问题，而工业机器人通过四自由度的灵活操作，可以高效地完成物料的搬运任务。
在这篇毕业设计中，我将探讨四自由度搬运物料工业机器人的设计与实现。
首先，我们需要确定机器人的工作空间和负载能力。
根据物料的尺寸和重量，确定机器人的伸展长度和负载能力。
四自由度机器人通常由一个固定基座和三个旋转关节构成，可以实现物料的水平搬运、转向搬运等多种操作。
接下来，我们需要选择合适的传感器和执行器。
传感器可以用于检测物料的位置、尺寸和重量，以便精确定位和分配搬运任务。
常见的传感器包括视觉传感器、力传感器等。
执行器可以根据传感器的反馈信号，实现机器人的精准控制和动作执行。
然后，我们需要设计机器人的运动规划和控制算法。
运动规划算法可以根据物料的位置和目标位置，计算机器人的最佳运动轨迹，以便实现高效的搬运任务。
控制算法可以根据传感器的反馈信号，实时调整机器人的位置和姿态，以确保搬运任务的精准执行。
最后，我们需要建立机器人的模型并进行仿真测试。
通过计算机辅助设计和仿真软件，可以建立机器人的虚拟模型，并验证设计的合理性和可行性。
通过仿真测试，可以发现设计中存在的问题，并进行必要的改进和优化。
综上所述，四自由度搬运物料工业机器人的毕业设计主要包括确定工作空间和负载能力、选择传感器和执行器、设计运动规划和控制算法以及建立模型进行仿真测试等环节。
通过合理的设计和实现，可以使工业机器人在搬运物料方面发挥出更大的作用，提高生产效率，降低劳动强度，推动智能制造的发展。
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本设计中的四自由度棒料搬运机械手，主要是针对质量少于2KG的圆形棒料的搬运。通过气爪手指的不同选择可满足直径小于60mm的棒料的搬运。
在控制器的作用下，机械手执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线并把工件翻转过来这一简单的动作。
编号
无锡太湖学院
毕业设计（论文）
题目：四自由度棒料搬运机械手设计
信机系机械工程及其自动化专业
学号：
学生姓名：
指导教师：（职称：讲师）
（职称：）
2013年5月25日
无锡太湖学院本科毕业设计（论文）
诚信承诺书
本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）《四自由度棒料搬运机械手设计》是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用、表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。
6、所有非标零件需画出零件图。
四、接受任务学生：
机械92班姓名
五、开始及完成日期：
自2012年11月12日至2013年5月25日
六、设计（论文）指导（或顾问）：
指导教师签名
签名
签名
教研室主任
〔学科组组长研究所所长〕签名
系主任签名
2013年5月2泛，用机器的力量代替人力，而将人类从繁重的体力劳动中解放出来是历史发展的趋势。
This paper design for enhances the labor productivity, product quality, economic efficiency and reduces the worker labor intensity. Some job working at extremely bad environment, that people can’t work in hand, so the robots can replace worker to do it.
1、机械手的总体设计，包括型式选择、基本参数确定、总体布置与主要结构设计。并绘制整体装配图。
2、机械手传动机构的设计，包括滚珠丝杠的选择，谐波齿轮减速器参数的确定。
3、机械手各种电机的选择。包括机械手手臂升降步进电机的选择，机械手底座回转驱动电动机的选择。
4、机械手各气动件的设计计算。
5、设计说明书一份。
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：
机械手类型
四自由度圆柱坐标型
抓取重量
2Kg
自由度
4个（2个回转2个移动）
底座
长290mm，回转运动，回转角240°
手臂升降机构
长550mm，升降运动，升降范围400mm
手臂伸缩机构
长826mm，伸缩运动，伸缩范围270mm，气缸驱动，活塞位置控制
气爪旋转机构
旋转运动，旋转角180度，气缸驱动，行程开关控制
This scheme introduced a cylindrical robot for four degree of freedom. It is composed of two linear axes and two rotary axis current
This paper mainly use at the transporting of circular good material that quality is short to 2KG. The different fingernail finger was Choice for transporting the good material that diameter is smaller than 60mm.
关键词：四自由度；机械手；搬运；工业机器人
Abstract
Today that develop continuously in the society, The robot are more and more Using at industry scene application. Replaces the manpower with the machine strength, It‘s the historical development tendency that liberates the humanity from the arduous physical labor.
近十几年来，机器人的开发不仅越来越优化，而且涵盖了许多领域，应用的范畴十分广阔。
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，机器人等。而工业机器人是相对较新的电子设备，它正开始改变现代化工业面貌。
本设计的机械手是基于提高劳动生产率、产品质量和经济效益，减轻工人劳动强度而设计的。在某些劳动条件极其恶劣的条件下，工人难以用手工工作，可用本机械手代替人力劳动。
In the recent several years, the robot development not only more and more optimizes, but also moreover has covered many domains.
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.
班级：
学号：
作者姓名：
2013年5月25日
无锡太湖学院
信机系机械工程及其自动化专业
毕业设计论文任务书
一、题目及专题：
1、题目四自由度棒料搬运机械手设计
２、专题
二、课题来源及选题依据
机器人工程是近二十多年迅速发展起来的，目前已应用与许多生产领域。由目前的发展状况看，在可预见的将来它将在生产中扮演越来越重要的角色。本机械手就是基于此并为提高劳动生产率、产品质量和经济效益，减轻工人劳动强度而设计的。在某些劳动条件极其恶劣的条件下，工人难以用手工工作，可用本机械手代替人力劳动。在社会不断发展的今天，机器人在工业现场中的应用也越来越广泛，用机器的力量代替人力，而将人类从繁重的体力劳动中解放出来是历史发展的趋势。