-气动机械手的结构设计
气动机械手 毕业设计
气动机械手毕业设计气动机械手毕业设计随着科技的不断进步，机器人技术在工业领域的应用越来越广泛。
其中，气动机械手作为一种重要的机器人类型，具有灵活、高效、精准的特点，被广泛应用于生产线上的装配、搬运、喷涂等工作。
本文将探讨气动机械手的设计与优化，以及其在工业生产中的应用前景。
一、气动机械手的设计与优化1.1 气动机械手的结构与原理气动机械手主要由气动执行器、传动机构、控制系统和机械结构等组成。
其中，气动执行器是实现机械手运动的关键部件，常用的气动执行器包括气缸和气动马达。
传动机构通过传递气动能量，将气动执行器的运动传递给机械结构，实现机械手的动作。
1.2 气动机械手的设计要点在气动机械手的设计过程中，需要考虑以下几个要点：首先，根据实际应用需求确定机械手的工作范围、负载能力和精度要求。
不同的应用场景对机械手的要求不同，因此需要根据具体情况来确定设计参数。
其次，选择合适的气动执行器和传动机构。
气缸和气动马达具有不同的特点，需要根据机械手的工作特点来选择适合的气动执行器。
传动机构的设计也需要考虑传递效率、运动平稳性等因素。
最后，进行机械结构的设计与优化。
机械结构的设计要考虑刚度、稳定性、重量等因素，通过优化设计，提高机械手的工作效率和精度。
二、气动机械手在工业生产中的应用前景2.1 气动机械手的优势相比于其他类型的机械手，气动机械手具有以下几个优势：首先，气动机械手具有较高的工作速度和响应速度。
由于气动执行器的特点，气动机械手能够快速完成各种动作，提高生产效率。
其次，气动机械手具有较高的负载能力。
气动执行器能够提供较大的推力和扭矩，适合于承载较重的物体。
最后，气动机械手具有较低的成本。
相比于电动机械手，气动机械手的成本较低，适合于中小型企业的应用。
2.2 气动机械手的应用案例气动机械手在工业生产中有着广泛的应用。
以汽车制造业为例，气动机械手可以用于汽车零部件的装配、焊接和喷涂等工作。
在电子行业，气动机械手可以用于电子产品的组装和测试。
气动机械手的设计毕业设计
气动机械手的设计毕业设计首先是气动机械手的机械结构设计。
机械结构设计是气动机械手设计中的核心部分，它直接影响机械手的运动轨迹、载荷能力和稳定性。
在设计过程中，需要考虑机械手的工作空间、自由度、运动速度和负载要求等因素。
根据任务需求，可以选择不同类型的机械结构，例如直线型、旋转型、球面型等。
在选定机械结构后，需要进行强度计算和动力学仿真分析，以确定各种零部件的尺寸和材料，保证机械手的稳定性和可靠性。
其次是气动机械手的气动系统设计。
气动机械手的气动系统是实现机械手动作的关键，它由气源、气缸、气控阀和管路组成。
在气源选择上，一般采用压缩空气作为动力源，可以通过压缩机、气瓶或者空气压缩机组来提供气源。
气缸的选择和配置要根据机械手的设计要求和工作负载来确定，需要考虑气缸的工作压力、行程长度和移动速度等因素。
气控阀的种类有很多，例如单向阀、双向阀、比例阀等，根据具体的动作要求选用合适的气控阀。
管路设计可以采用集中式或分布式设计，根据机械手的运动方式和工作空间来确定。
最后是气动机械手的控制系统设计。
控制系统设计是实现机械手自动化操作和精确控制的关键，它包括传感器、执行器、控制器和人机界面等部分。
传感器可以添加在气缸或机械手关节处，用于检测气压、位置、力量等参数，实现机械手的反馈控制和保护功能。
执行器可以是气缸或其他电动执行器，用于实现机械手的各种动作。
控制器可以采用PLC或微控制器等设备，用于编程、逻辑控制和通信功能。
人机界面可以通过触摸屏、键盘或按钮等设备与机械手进行交互，实现操作和监视。
综上所述，气动机械手的设计涉及机械结构、气动系统和控制系统三个方面。
通过合理设计机械结构，选择适当的气动元件和配置气动系统，以及设计稳定可靠的控制系统，可以实现气动机械手的高效、精确和安全操作。
在毕业设计中，可以进一步深入探究气动机械手的优化设计和性能测试，以满足不同工作环境和任务需求的应用。
气动机械手设计
2012-6-17
1.3 驱动机构的选择
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• 驱动机构是工业机械手的重要组成部分, 工业机械手的性能价格比在 很大程度上取决于驱动方案及其装置。根据动力源的丌同, 工业机械 手的驱动机构大致可分为液压、气动、电动和机械驱动等四类。气动 机械手因为结构简单、成本低廉、重量轻、动作迅速、平稳、安全、 可靠、节能和丌污染环境等优点而被广泛应用在生产自动化的各个行 业。因此，机械手的驱动方案选择气压驱动。
• 1.1 机械手基本形式的选择
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• 1.2 机械手的主要部件及运动
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本设计的机械手主要由3个大部件和3个气缸组成： （1）手部，采用一个气爪，通过机构运动实现手爪的张合。 （2）臂部，采用直线缸来实现手臂的伸缩。 （3）机身，采用一个直线缸和一个回转缸来实现手臂升降 和回转。
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1.4 机械手的技术参数列表
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一、用途：车间皮带机之间的搬运 二、设计技术参数： 1、抓重：2Kg (夹持式手部) 2、自由度数：3个自由度 3、坐标型式：圆柱坐标 4、最大工作半径：335mm 5、机身最大中心高：415mm 6、主要运动参数： 手臂伸缩行程：200mm 手臂伸缩速度：200mm/s 机身升降行程：100mm 机身升降速度：100mm/s 机身回转范围：0- 190° 机身回转速度：60°/s
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2.2.1 机械手手臂的设计要求
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• 在进行机械手手臂设计时，要遵循下述原则： • 1.应尽可能使机械手手臂各关节轴相互平行，相互垂直的轴应尽可能 相交于一点，这样可以使机械手运动学正逆运算简化，有利于机械手 的控制。 • 2.机械手手臂的结构尺寸应满足机械手工作空间的要求。工作空间的 形状和大小不机械手手臂的长度，手臂关节的转动范围有密切的关系。 但机械手手臂末端工作空间并没有考虑机械手手腕的空间姿态要求， 如果对机械手手腕的姿态提出具体的要求，则其手臂末端可实现的空 间要小于上述没有考虑手腕姿态的工作空间。 • 3.机械手手臂在结构上要考虑各关节的限位开关和具有一定缓冲能力 的机械限位块，以及驱动装置，传动机构及其它元件的安装。
小型气动机械手的设计
小型气动机械手的设计气动机械手是一种基于气动控制的工业机械手，具有结构简单、灵活性高、机械冲击力小等优点，被广泛应用于自动化生产线中。
本文将介绍小型气动机械手的设计过程。
设计目标与要求本次小型气动机械手的设计目标是能够完成工业生产中常见的抓取、移动和定位等操作。
设计要求如下：1.机械手要能够抓取并承载0.5kg左右的物体。
2.机械手需要能够在水平方向运动，并能够沿垂直方向移动。
3.机械手需要能够进行定位，并能够保持一定的稳定性和重复性。
4.机械手尽量采用轻质材料制造，以实现快速运动。
结构设计与选材小型气动机械手的结构设计参照了商用机械手的构造特点，采用了简洁、轻巧的气动控制系统，快速响应灵活性高。
机械手由抓取爪、连接部、气缸、导轨、气管和控制箱组成。
其中，抓取爪采用了常见的机械爪结构，能够灵活抓取和释放物体。
连接部是连接气缸和导轨的重要组成部分，需要承受气缸的工作力和导轨的滑动摩擦力，并且需要具有一定的抗振能力。
气缸是控制机械手上下运动的核心组件，需要具有良好的稳定性和响应速度。
导轨是机械手水平方向的运动轨迹，需要有足够的平滑度，使机械手能够在上面稳定运动。
气管是控制气缸的气源，需要具有良好的耐压性能和气密度。
机械手的选材需要具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐磨损等特点。
导轨通常采用铝合金材料制造，气缸与连接部通常采用铝合金或不锈钢等金属材料制造，气管采用硬质聚氨酯材料制造。
在材料选择方面，需要根据机械手的设计要求进行合理搭配，以达到最佳性能。
控制系统设计机械手的控制系统采用PNP气缸控制方式，通过气缸腔内的气压来控制气缸推拉杆的伸缩。
控制气压的高低来实现机械手的上下运动。
机械手的气缸控制系统需要有良好的气密性，设备需要有恰当的压力调节、稳压设备、各个气动元件间的间隔等。
同时，布置管路时需要考虑管路铺设布局的复杂度及气源接口的安全性，这些都是控制系统设计中需要注意的地方。
性能评估对于小型气动机械手的性能评估，可以从稳定性、平稳性、抗负载能力和响应速度等方面进行考量。
机械手-气动机械手设计（含CAD图纸）
第一章概述1、引言随着气动技术获得了快速发展，利用成本性能比低，同时具有许多优点的气动机械手设备来满足社会生产实践需要越来越多的受到重视。
气动机械手与其他控制方式的机械手相比，具有价格低廉、结构简单，功率体积比高、无污染及抗干扰性能强等特点。
1、2机械手的应用与发展机械手臂在产业自动化的应用已经相当广泛，因为各个国家产业分布的不同，以及各产业对于机械手臂的需求量也有差异。
主要是使用于人工无法进行或者会耗费较多时间来做的工作，机械手臂在精度与耐用性上可以减少许人为的不可预知问题。
自从第一台产业用机器人发明以来，机械手臂的应用也从原本的汽车工业、模具制造、电子制程等相关产业，更拓展到农业、医疗、服务业…等等。
多轴机械手臂研发方面，多轴式机械手臂广泛应用于汽车制造商、汽车零组件与电子相关产业。
机械手臂可以提升产品技术与品质，而这些初期工作大多可以借由机械手臂来完成。
机械手臂的精准、零误差，对于产品的品质掌握自然拥有其优势，减少品管所花费的时间与人力。
工业应用上，以装配、加工、熔接、切削、加压、货物搬运、检测…等，全球目前产业使用量是以汽车、汽车零组件、化工、橡胶和塑料等最大。
现在，ROBOT的应用已越来越多元化，依据国际机器人协会（IFR）的统计，至2007年底机械手臂除了工业以外，最多应用于救援、保全与野地（田野、牧场等），近年来，各先进国家为了提升台机器人的技术水平，都会推广机器人产业与创立相关联盟，并且特别针对工业以外的领域进行推广，例如：医疗、服务、生活方面…等。
以医疗为例，有许多大型医学中心使用以手动操控方式之机械手臂，结合显微影像显示系统所结合的手术型机器人。
机械手臂的研发也朝向节省人力、减少人类暴露在危险的工作环境、甚至进行更加精密的工作或是辅助操作。
机械手臂的技术发展都是为了让人类在工作与生活中更加便利。
1、3气动机械手概述气动机械手由操作机(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设备。
机械创新设计—气动机械手
机械创新设计—气动机械手机械创新设计——气动机械手现如今，工业领域的不断发展需要更加精确、高效的生产设备来适应市场需求。
在自动化生产领域，机械手是不可或缺的关键装备，因其具备高度机动灵活性，广泛应用于工业生产线。
而气动机械手作为机械手的一种，相对于传统机械手而言，气动驱动方式更加普及，可供选择的元器件较多，更为成本优势。
本文将探讨气动机械手的机械创新设计，旨在提高气动机械手的生产效率、可靠性和安全性。
一、气动机械手的构造与工作原理气动机械手通过对空气压力的控制，实现对机械手的灵活驱动，本质上是由气源、气动执行元件及控制元件三部分构成。
1.1 气源气源通常采用压缩空气，可通过压缩机、气罐以及压力控制装置等部件完成对气源的准备、储存和供应。
1.2 气动执行元件气动执行元件是气动机械手的核心组件，主要包括驱动气缸、气动转子、气动夹持器、上下料平台等部件。
气动执行元件通过控制气源气流的加减，实现各种具有特定行动需求的动作，稳定性较强，精度较高，工作效率明显高于传统手动操控。
1.3 控制元件作为气动机械手的“大脑”，控制元件通过对气源气压的保持、调节以及信号的传递，实现对气动驱动元件的动作和位置的控制。
控制元件可分为全自动、半自动、手动三类，不同的控制方式适用于不同的生产线需求。
二、气动机械手的机械创新设计在生产线上的应用中，气动机械手的工作效率和稳定性直接影响着生产线的效率和品质。
因此进行机械创新设计，提高气动机械手的动作准确度和安全性是十分必要的。
以下是几个创新设计方案的概述。
2.1 磁浮技术的应用传统气动机械手需要地面保持平整的前提下工作，但是很多生产线配备机械手的场地并不一定保持平整，这时就需要制造商进行机械创新设计来提高气动机械手的适应性。
磁浮技术可以利用气垫效应，实现机械手与地面之间的一定间隙，避免在起吊重物对地面的刮擦或者对地面的松动振动等坏处，同时也提高了机械手的载荷量、速度和稳定性。
2.2 双臂协同设计单臂机械手是目前市面上最多见的设计形式之一。
气动机械手毕业设计
气动机械手毕业设计气动机械手是一种基于气动元件和气动控制系统的自动化设备，主要用于工厂生产线上的物料搬运、装配和处理等工作。
气动机械手具有结构简单、运动灵活、成本低廉、维护方便等优点，在工业领域得到了广泛应用。
本文将从气动机械手的结构设计、气动系统设计和控制系统设计三个方面进行讨论。
首先是气动机械手的结构设计。
气动机械手的结构设计要考虑到工作范围、负载能力、精度要求等因素。
首先需要确定机械手的工作范围，即能够覆盖的空间范围，这决定了机械手的臂长和关节点的位置。
然后需要根据工作负载的大小和要求确定机械手的负载能力，从而确定气缸和驱动装置的规格。
最后还需要考虑机械手的运动精度，这需要合理选择传动装置和关节点的位置，以确保机械手能够准确地完成任务。
其次是气动系统设计。
气动机械手的气动系统主要由气源、气压调节装置、气缸和气动阀组成。
在气源方面，可以选择压缩空气作为动力源，需要考虑气源的稳定性和供应能力。
气压调节装置用于调整气缸的工作压力，以满足不同的工作需求。
气缸是气动机械手的执行机构，一般选择双作用气缸，通过气源的压力差来实现前后运动。
气动阀则用于控制气缸的开闭和运动方向。
最后是控制系统设计。
气动机械手的控制系统一般采用PLC或者单片机控制。
在控制系统设计中，首先需要确定机械手的工作方式，可以是自动化连续工作，也可以是手动操作。
然后需要确定机械手的控制模式，可以是位置控制、力控制或者速度控制，根据不同的工作需求选择合适的控制模式。
同时还需要设计机械手的控制程序和界面，以实现对机械手的控制和监控。
综上所述，气动机械手的毕业设计主要包括结构设计、气动系统设计和控制系统设计三个方面。
在设计过程中，需要综合考虑机械手的工作范围、负载能力、精度要求等因素，选择合适的气缸和传动装置，并设计相应的气动系统和控制系统，以实现机械手的自动化操作。
气动机械手的毕业设计
气动机械手的毕业设计一、设计背景随着工业自动化程度的不断提高，机械手成为了现代工业领域中不可或缺的设备之一、传统的机械手多使用电动执行器，但其存在着噪音大、体积大、成本高等问题。
而气动机械手则可以通过利用空气压缩机产生的压缩气体驱动，具有噪音低、操作简单、灵活性高等优点。
因此，设计一种气动机械手是十分有意义的。
二、设计目标本设计的目标是设计一种具有良好性能的气动机械手，能够完成一定的操作任务，提高工作效率和工作质量。
三、设计内容1.气体动力系统设计设计气动机械手需要一套稳定的气体动力系统，包括压缩气体供应、处理和控制等。
需要选择适合的气体源，选用合适的过滤器、减压阀和控制阀等气动元件，并设计相应的管路系统。
2.机械结构设计机械结构设计是气动机械手设计的关键环节，需要确定机械手的自由度和工作范围，设计适合的关节结构和工具夹持装置。
同时，需要考虑机械手的刚度和稳定性，确保机械手能够稳定地完成工作任务。
3.控制系统设计控制系统设计是气动机械手设计过程中的另一个重要环节。
需要设计合适的传感器来感知工作环境，采集与控制相关的数据。
并通过合适的控制算法将输入信号转化为执行器动作。
同时，需要设计合适的控制面板和操作界面，方便对机械手进行操作和监控。
四、设计步骤1.确定设计目标和需求，包括气动机械手的工作负荷、工作环境和操作需求等。
2.进行气体动力系统的选型和设计，确定适合的气体源和气动元件，并设计相应的管路系统。
3.进行机械结构的设计，确定适当的自由度和工作范围，设计合适的关节结构和工具夹持装置。
4.进行控制系统的设计，选择合适的传感器和控制算法，设计控制面板和操作界面。
5.进行整体系统的组装和调试，测试气动机械手的性能和工作效果。
六、预期成果通过本设计，预期可以实现一种具有良好性能的气动机械手，能够完成一定的操作任务，提高工作效率和工作质量。
同时，能够对气动机械手的设计过程和性能进行评估和改进。
七、计划进度本设计计划在10个月内完成，按照以下进度进行：1.确定设计目标和需求：1个月2.气体动力系统的选型和设计：2个月3.机械结构的设计：3个月4.控制系统的设计：2个月5.整体系统的组装和调试：2个月1.王晓华，李骥.气动机械手的设计[J].科技创新与应用。
气动机械手的设计
气动机械手的设计气动机械手是一种通过空气压缩来推动工作的机械手。
它具有高效性、灵活性和经济性等特点，被广泛应用于工业生产中。
在设计气动机械手时，需要考虑到机械手的结构、工作原理、控制系统和安全保护等方面。
下面将详细介绍气动机械手的设计。
首先，气动机械手的结构设计是设计的重点之一、机械手的结构应该能够满足工作的要求，并且具有足够的稳定性和强度。
通常，气动机械手由底座、活动臂、末端执行器和控制系统等部分组成。
底座是机械手的支撑结构，应该能够提供足够的稳定性，并且能够旋转和移动。
活动臂是机械手的延伸部分，通常由多节连接的臂组成，可以实现多个自由度的运动。
末端执行器是机械手的工作部分，通常用来夹取、举起和放置物体等操作。
控制系统是机械手的大脑，负责控制机械手的运动和工作。
其次，气动机械手的工作原理非常重要。
在设计气动机械手时，需要确定它是通过何种方式来实现工作。
一种常用的方法是利用空气压缩来推动机械手的动作。
这种方式具有操作简单、成本低廉和动力充足等优点，但也存在着一定的缺点，如速度较慢、噪音较大等。
另一种方法是利用气体的膨胀和收缩来实现机械手的动作。
这种方式通常使用气囊或者气缸来完成，具有速度快、精度高和噪音小等优点，但也存在着限制压力和动力不足等缺点。
此外，气动机械手的控制系统是设计的关键之一、控制系统负责控制机械手的运动和工作，通常采用基于计算机的控制系统。
这种控制系统能够实现对机械手的精确控制，并且可以根据需要进行编程。
在设计控制系统时，需要考虑到参数调整、运动规划和故障检测等方面。
另外，为了提高控制系统的可靠性和安全性，还需要设计相应的安全保护措施，如急停按钮、限位开关和防护罩等。
最后，气动机械手的安全保护是设计的重要部分。
由于气动机械手通常用于工业生产中，工作环境复杂，存在着一定的安全隐患。
因此，在设计气动机械手时，需要考虑到安全保护的方面。
首先，机械手的结构应该能够满足安全要求，并且能够防止意外事故的发生。
通用上下料气动机械手结构设计
通用上下料气动机械手结构设计1. 引言气动机械手的应用越来越广泛，特别是在现代自动化生产线上，经常需要进行物料的上下料操作。
对于那些需要频繁上下料的生产线来说，使用气动机械手可以极大地提高生产效率。
因此，对于气动机械手的结构设计和性能优化具有重要的意义。
本文将介绍一种通用的上下料气动机械手结构设计，并对设计方案进行详细讲解。
该设计方案具有较高的通用性和可靠性，适用于各种不同的生产线。
2. 设计方案2.1 总体结构该气动机械手主要由以下部分组成：•履带•手臂•爪子•气源系统其中，手臂和爪子通过两个关节连接，可以实现360度的旋转和上下运动。
同时，手臂和爪子的长度可以根据不同的生产线要求进行调整。
履带可以根据不同的生产线场地要求进行更换，以适应不同的地形。
2.2 手臂结构手臂结构由两个关节组成，可以分别实现水平方向和垂直方向的运动。
关节的设计采用了球面联轴器，可以实现较大的角度范围内的旋转。
在关节处采用了弹簧缓冲机构，可以减小机械手在运动过程中的震动和冲击。
手臂的材料选择采用了航空铝合金，具有较高的强度和轻量化的特点。
同时，在航空铝合金上采用了严格的表面处理和磨光，可以大大提高机械手的表面硬度和耐腐蚀性。
2.3 爪子结构爪子结构采用了气动夹爪，可以根据需要自由开合。
在夹爪内部采用了弹簧缓冲机构，可以减小夹爪在夹取物料时的冲击力，保证物料的安全性。
爪子材料采用了弹性优良的合金钢，可以大大提高夹爪的使用寿命。
2.4 气源系统气源系统主要由气源、调压器、滤波器、气管和控制阀组成。
气源和调压器的选型需要考虑机械手的使用场地和工作要求，以确定气源稳定性和调压器的性能指标。
滤波器的作用是过滤气源中的杂质和水分，从而保证气源的稳定性和纯度。
气管的材料选择需要考虑机械手的使用环境和工作场地，以确保气管的强度和耐腐蚀性。
控制阀的设计采用了电磁控制阀，可以对机械手的动作进行精确控制。
控制阀的选型需要考虑机械手的运动速度和精度，以确定控制阀的参数和性能。
机械创新设计—气动机械手
机械创新设计—气动机械手引言随着科技的不断发展，机械创新设计日新月异。
气动机械手作为一种重要的机械装置，在工业生产中扮演着重要的角色。
本文将介绍气动机械手的原理、构造和应用，并探讨其在工业自动化领域的创新设计。
气动机械手的原理气动机械手是利用气动元件驱动机械手臂进行工作的一种机器人。
其原理是通过气源驱动气缸，使机械手臂产生运动。
在气源的作用下，气缸内的活塞前后移动，从而驱动机械手臂的运动。
通过控制气源的供给，可以实现机械手臂在三维空间的精确控制。
气动机械手的构造气动机械手一般由基座、臂架、关节和执行器等部分组成。
基座是机械手的支撑结构，臂架是连接各个关节的主要部分，关节是机械手臂的运动节段，执行器是机械手臂的末端装置。
这些部分通过连杆、轴承、气缸等机构连接起来，共同组成一个完整的气动机械手。
气动机械手的应用气动机械手广泛应用于工业生产的各个领域，如汽车制造、电子生产、包装等。
它们可以完成各种各样的任务，如搬运、装配、焊接等。
由于气动机械手具有结构简单、成本低、操作方便等优势，因此受到了广大企业的青睐。
此外，气动机械手还具有一些创新设计的应用。
例如，柔性气动机械手可以通过调整气缸的供气量和供气时间，实现机械手臂的柔软伸缩，从而适应不同工作环境。
另外，智能气动机械手利用传感器、控制系统等技术，能够自动感知、识别和调整工作状态，提高生产效率和质量。
气动机械手的优势和挑战气动机械手作为一种机器人，具有以下优势：首先，结构简单、成本低，适用于大规模生产；其次，操作方便、易于维护，可以快速调整和更换工作模式；再次，具有较高的重复精度和工作速度，提高了生产效率。
然而，气动机械手也面临一些挑战。
首先，由于气源的特性，气动机械手在速度和力度上存在一定的限制；其次，气源的供应和控制需较为复杂，需要专门的装置和技术支持；再次，气动机械手的精确度较低，不适用于一些高精度的工作环境。
结论气动机械手作为一种重要的机械装置，广泛应用于各个工业领域。
气动四自由度机械手结构设计正文
摘要针对数控车床设计的一种套类零件自动上下料机构，实现了坯料的抓取、自动定位、夹紧以及工件的回放。
该机构主要由自动安装夹具，坯料、工件拾取机械手，动力及控制系统组成。
零件的自动定位、夹紧由弹簧涨胎心轴实现，涨胎心轴是以工件的内孔表面定位，由气缸驱动弹性筒夹向外扩涨，实现工件的定位和夹紧的。
坯料、工件的拾取、回放是由单臂形式的机械手通过伸缩、旋转以及俯仰等运动实现的，这些运动均由气缸驱动获得。
本设计中，为实现工件的自动上下料，单臂机械手的运动与涨胎心轴的张合需进行紧密配合。
考虑到所夹持工件的实际尺寸、质量等因素，本机构采用气动夹具、电气控制实现了坯料和工件的拾取、安装、回放过程的自动完成。
本文对气动机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度。
同时，设计了机械手的夹持式手部结构。
关键词：自动上下料；气动机械手；气动夹具；套类零件IAbstractThi s paper is aim ed at desi gn i ng a sl eeve part s aut om ati c bai ti ng a genci es for a C NC l athe.It s func t ion is process i ng the crawls, aut om ati c pos it ioning and cl amping of t he workpi ece.The aut om at i c bait i ng agenci es m ainl y con si st of t he autom at i c fixt ure, the m ani pul at o r for pi ck ing up t he workpi ece and bi ll et s and t he dri ve and cont rol s ys t em.Am ong t hem,the aut om at i c pos it i oni ng and cl am p ing of t he s ets part s i s achi eve d b y t he axi s fet al heart rat e ris ing t o t he workpi ece cent eri ng hol e.W hen cl am pi ng t he workpi ece,fl ex ibl e tube fol der can cent er and cl am p t he c yli ndri cal hol e through t he expansi on and i n fl a ti on;bl ank gras p ing of t he workpi ece and the i nt ervals are achi eve d b y t he m anipul at or arm b y st ret chi ng and rot at ing.In t h e i ssue,i t i s neces s ar y for t he movem ent s of t he m anipul at or arm and the autom at i cal fixt ure Zhang t o requi re t he coordi nat i on.Taki ng int o account that t he actual workpi ece siz e,t he quali t y and t he vari ous feat ures of t he dri ven approach t o the s yst em,we deci de to adopt t he aerod ynam i c cont rol,us i ng com pressed ai r t o achi eve t he movem ent s of t he cl am pi ng fixt ure and m ani pul at or.Keyw ord s:Aut om at i c b ait i ng;P neum ati c m ani pul at or;P neum ati c fixt ure;sl eeve part sII目录摘要............................................................ 错误！未定义书签。
四个自由度气动机械手结构设计
四个自由度气动机械手结构设计四个自由度气动机械手是一种具有四个独立运动自由度的机械手，常用于工业生产线上的自动化操作。
它采用了气动驱动技术，能够在高速下快速、准确地完成各种复杂任务。
在这篇文章中，将介绍四个自由度气动机械手的结构设计。
四个自由度气动机械手一般由基座、转台、前臂、前臂臂杆以及末端执行器等主要部件组成。
其中，基座是机械手的支撑部分，承载机械手的整体结构；转台是机械手的第一旋转关节，使机械手能够在水平面上进行转动；前臂是机械手的第二旋转关节，使机械手能够在竖直方向上进行旋转；前臂臂杆是机械手的伸缩部分，通过伸缩前臂臂杆，可以使机械手的工作范围更加灵活；末端执行器是机械手的最后一个关节，通过末端执行器可以实现机械手的精确定位和抓取动作。
在四个自由度气动机械手的设计中，需要考虑以下几个方面：结构刚度、重量、精度和可靠性。
首先，结构刚度是机械手设计的重要指标之一、为了保证机械手在高速运动中不产生振动和形变，需要采用合适的结构材料和设计参数，提高机械手的整体刚度。
其次，重量是机械手设计的另一个重要指标。
较轻的机械手可以提高其加速度和速度，使其能够更快地完成任务。
因此，在设计中需要尽量减小机械手的自重，采用轻量化的材料。
第三，精度是机械手设计的关键要素之一、在一些需要高精度定位和抓取的任务中，机械手需要具备较高的精度。
在设计中，需要合理选择驱动器、传感器和控制系统，以确保机械手的精确定位和抓取动作。
最后，可靠性是机械手设计的关键要素之一、机械手在工作过程中需要承受较大的负载和惯性力，因此需要采用可靠的结构和驱动系统，以保证机械手在长时间工作中不发生故障。
总结而言，四个自由度气动机械手的结构设计涉及结构刚度、重量、精度和可靠性等多个方面。
在设计过程中，需要综合考虑这些因素，选择合适的驱动器、传感器和控制系统，以实现机械手的高速、准确和可靠的运动。
这样的机械手在工业生产线上能够提高生产效率，实现自动化操作。
气动机械手系统设计(含全套CAD图纸)
说明书设计题目：气动机械手系统设计专业年级： 2011级机械制造及其自动化学号： ********* 姓名：指导教师、职称：2015 年 05 月 27 日目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 .......................................................... - 1 -1.1 本课题的目的和意义 ............................................ - 1 -1.2 本课题研究的主要内容、预期结果、关键问题和相关发展趋势 ........ - 1 -1.2.1 本课题研究的主要内容 .................................... - 1 -1.2.2 预期设计结果 ............................................ - 1 -1.2.3 关键问题 ................................................ - 1 -1.2.4 相关发展趋势 ............................................ - 2 -1.3 本课题的设计方法 .............................................. - 2 -1.4 系统功能说明 .................................................. - 3 - 第二章机械手气动系统设计 ............................................ - 4 -2.1 明确机械手的工作要求 ......................................... - 4 -2.1.1 气动机械手结构示意图分析 ................................ - 4 -2.1.2 工作要求 ................................................ - 5 -2.1.3 运动要求 ................................................ - 5 -2.1.4 动力要求 ................................................ - 5 -2.2 设计气动控制回路 ............................................. - 5 -2.2.1 列出气动执行元件的工作程序 .............................. - 5 -2.2.2 作X-D线图，写出执行信号的逻辑表达式 .................... - 6 -2.2.3 画出系统的逻辑原理图 .................................... - 7 -2.2.4 画出系统的气动回路原理图 ................................ - 7 - 第三章气缸及气动元件设计 ........................................... - 10 -3.1 手臂回转、伸缩、夹紧、升降气缸的设计 ........................ - 10 -3.3.1 确定气缸类型 ........................................... - 10 -3.3.2 气缸内径计算 ........................................... - 10 -3.3.3 选择气缸 ............................................... - 11 -3.3.4 验算气缸力的大小 ....................................... - 11 -3.3.5 活塞杆直径d的校核 ..................................... - 12 -3.3.6 耗气量计算 ............................................. - 13 -3.2 选择气动控制元件 ............................................ - 14 -3.2.1 选择主控气动换向阀 ..................................... - 14 -3.2.2 选择行程阀 ............................................. - 14 -3.2.3 选择手控换向阀 ......................................... - 15 -第四章机械手控制系统的设计 ......................................... - 16 -4.1 控制系统分析 ................................................ - 16 -4.1.1 总体控制要求 ........................................... - 16 -4.1.2 PLC机械手的动作分析.................................... - 16 -4.1.3 系统硬件配置 ........................................... - 17 -4.2 系统变量定义及分配表 ........................................ - 17 -4.2.1 输入/输点数分配 ........................................ - 17 -4.2.2 输入/输出点地址分配 .................................... - 18 -4.2.3 系统接线图 ............................................. - 18 -4.2.4 PLC外围接线图.......................................... - 19 -4.3 控制系统程序设计 ............................................ - 20 -4.3.1 控制程序流程图设计 ..................................... - 20 -4.3.2 程序设计（梯形图） ..................................... - 21 - 第五章 PLC机械手的程序调试.......................................... - 28 -5.1 系统调试及结果分析 .......................................... - 28 -5.1.1 PLC程序调试及解决的问题................................ - 28 -5.1.2 PLC与上位机联调........................................ - 28 -5.1.3 结果分析 ............................................... - 28 - 第六章设计总结 ..................................................... - 30 - 参考文献 ............................................................ - 31 - 致谢词 .............................................................. - 32 -摘要机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
气动机械手的设计设计
毕业设计（论文）题目：气动机械手的设计系部：机电工程系专业：数控技术班级：姓名：学号：目录摘要 (3)第一章前言1.1机械手概述 (4)1.2机械手的组成和分类 (4)1.2.1机械手的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.2.2机械手的分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 第二章机械手的设计方案2.1机械手的坐标型式与自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 82.2机械手的手部结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 82.3机械手的手腕结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 92.4机械手的手臂结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.5机械手的驱动方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.6机械手的控制方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.7机械手的主要参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.8机械手的技术参数列表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 第三章手部结构设计3.1夹持式手部结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．113.1.1手指的形状和分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．113.1.2设计时考虑的几个问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143.1.3手部夹紧气缸的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 第四章手腕结构设计4.1手腕的自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 144.2手腕的驱动力矩的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 144.2.1手腕转动时所需的驱动力矩．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 154.2.2回转气缸的驱动力矩计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 第五章手臂伸缩，升降，回转气缸的设计与校核5.1手臂伸缩部分尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．165.1.1尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．165.1.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．175 .1 .3导向装置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．175 .1 .4平衡装置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．175.2手臂升降部分尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．185.2.1尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18．5.2.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．185.3手臂回转部分尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．195.3.1尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．195.3.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19摘要在设计机械手臂座的时候，用两个电机提供动力。
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本科毕业论文（设计、创作）题目：气动机械手的结构设计学生：兵练学号： 5！所在系院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化入学时间： 2012 年 9 月导师：吴建美职称/学位：讲师/硕士导师所在单位：三联学院完成时间： 2016 年 5 月三联学院教务处制|气动机械手的结构设计摘要:机械手是模仿人的手的动作，根据给定的程序，跟踪和要求达到的自动装置的自动采集，处理和操作。
本篇论文设计着重介绍气动机械手，并计算相关相关数据得出合理的结果。
气动机械手具有结构简单、重量轻、动作迅速、安全、节能、环保、可实现无级调速、可实现过载保护等优点,适用于汽车生产业、食品和药品包装行业、精密仪器制造业和军事工业等。
为了增强机械手的通用性和互换性,使同一机械手由于应用不同的模块而具有不同的功能,本文采用模块化气动机械手,对基座、立柱、手臂、手部等模块进行结构设计,方便机械手的标准化生产和使用。
它具有很多优秀的性能可以完全胜任现代工业生产要求。
气动机械手的设计要求就是要求我们将人们从劳烦的生产中解放出来，这就需要将其设计具有能帮助人们工作。
关键词:气动机械手；模块化设计；结构设计；自由度The Structure of the Pneumatic Manipulator DesignAbstract: In this paper the hand of the manipulator is imitation of action, according to the given program, track and requirements to achieve automatic device of automatic data collection, processing and operation. This paper introduces the design of pneumatic manipulator, and calculate the relevant data related to the reasonable results are obtained.The structure of the pneumatic manipulator design involves a lot of mechanical professional special knowledge, need to master the complex theoretical analysis ability and design ideas, larger workload. Based on the integration in the field of mechanical manufacturing and automation professional four years of experience, discusses and analyzes the industrial robot's mechanical structure and function of each part. Pneumatic manipulator as a practical new type of mechanical production equipment, can replace manual work in the comparison of heavy labor。
It has many excellent performance can be fully competent for modern industrial productionmanipulator design requirement is asking me People will be liberated from the trouble of production, which requires the design is to help people work.Key words: Pneumatic manipulator; Modular design; Structure design; Freedom目录1绪论 (1)工业机械手的国外发展历史和现状. (1)国外发展状况 (1)国发展状况 (1)气动技术发展状况 (1)课题的研究目的及意义 (2)研究容和拟解决的问题 (2)本课题的研究容 (2)拟解决的问题 (3)2机械手的设计要求及总体设计方案 (4)换刀装置的类型 (4)机械手的坐标形式与自由度 (5)机械手工作过程及工步时间分配 (7)机械手的基本参数 (9)模块化设计 (10)模块划分的一般原则 (10)模块设计的方法 (10)模块式机械手及组成 (11)机械手的总体方案设计 (12)电机的选择 (13)小结 (14)3气动机械手的设计 (15).手部结构设计 (15)手臂结构设计 (16)基座结构设计 (17)机械手基座的设计原则 (17)传动装置运动和动力参数计算 (18)主要传动尺寸的确定 (18)4总结与展望 (20)总结 (20)致 (21)参考文献 (22)1绪论工业机械手的国外发展历史和现状.机械手是可以模仿人的一部分动作,并按一定程序、轨迹和精度要求来实现自动抓取、搬运和操作的全自动机械装置。
工业机械手最早应用与汽车制造业,一般用在于焊接、喷漆和搬运。
气动机械手结构设计研究的意义是为了工业的发展，减轻人在工业中的劳动。
促进了人类的生活变得全部自能化。
并且研究机械手可以使人们对我们的物质文化的更加清晰的认识。
对我们在解放劳动生产力和解放自身提高人类智慧有着提高作用。
国外发展状况（1）美国1954年制造了关节型搬运装置。
60年代,Devol和组建了Unimation公司,生产了世界上的第一台机器人)Unimate[1](意为万能自动),是一台五轴液压机器人。
（2）日本日本在机器制造比较慢，但是由于其引进美国技术并发展、消化、应用。
1967年,东京机械贸易公司从从美国引进Versatran机器人并对它进行改造,增加了视觉功能,使其成为具有智能的机器人。
国发展状况我国在七十年代初开始研制工业机器人,国知名院校和企业分别开发了固定程序、组合式、液压伺服通用机器人[2],并开始了机构学、计算机控制和应用技术的研究。
20世纪80年代,我国开始逐渐重视机器生产，我国的机械技术步入飞速时代。
在现代的社会中，国家大力发展机器，工业慢慢步入全自动化步骤。
气动技术发展状况气动技术在现代生产制造中被越来越广泛地应用。
现代随着微电子技术、通信技术和自动化控制技术的飞速发展,气动技术在以实际应用的前提下不断创新,得到了飞速发展气动技术作为便宜的自动化技术。
在现代化机械自动化生产中,几乎都配有气动系统。
现代中，落后的机械已经无法满足工厂的需求，这就需要我们提高机械的运动速度和准确度，提高全自动化。
“如果采用电一气伺服定位系统可以非常方便地实现多点无级定位(柔性定位)和无级调速”[3]。
此外,利用伺服定位气缸运动速度的连续可调性来代替传统的节流阀和气缸端部缓冲方式,可以达到最佳的速度和缓冲效果,大幅度降低气缸的动作时间,缩短工序节拍,提高生产率。
使用电气伺服阀的控制系统有以下特点:(1)“可实现压力和速度的无级调节,避免了传统开关式气阀换向时的冲击问题”[4]；(2)能实现远程控制和程序控制；(3)与断续控制相比,系统简化,元件大大减少；(4)使用功率小、发热少、噪声低；(5)不会发生火灾,不污染环境。
受温度变化的影响小；(6)系统没有回收管路,可做到体积小、成本、操作方便和容易保；随着现代科技不断地发展，引起了气动技术的飞跃发展，国一些企业和机构不断重视气动技术，气动技术满足了很多行业生产的需求。
机械手带动工业的发展，让我们明白只有不断发展机械，才能让国家工业不断提升。
课题的研究目的及意义本课题的目的是解放生产力，从人们从劳动中解放出来，取代人类在工厂流水的生产。
节约成本，安全生产。
在一定程度上减轻劳动成本，提高生产速度。
为生产中的全自动生产提供了基础。
气动机械手结构设计研究的意义是为了工业的发展，减轻人在工业中的劳动。
促进了人类的生活变得全部自能化。
并且研究机械手可以使人们对我们的物质文化的更加清晰的认识。
对我们在解放劳动生产力和解放自身提高人类智慧有着提高作用。
研究容和拟解决的问题本课题的研究容(1)确定机械手的总体方案在研究机械手的方案上，我们要根据它的特点和要求来进行研究并且确定方案。
对于机械手我们要要求他能快速的整理和搬运物件，并且要保证生产安全，这就要求机械手及有一定的快速反应，高精度的能承载一定劳动承载能力的设计，来帮助人们完成预期的动作。
本课题就是要研究机械手的设计流程，通过机械手解放劳动。
（2）机械手各执行机构设计（3）机械手模块化设计把机械手分成四个部分，分别是感知、控制、主机和执行四个部分。
并对这四个部分进行具体的细分化设计，来满足我们队生产的需要。
并且在地带执行元件的设计上，要满足设计要求和设计原则。
拟解决的问题（1）如何解决气动机械手的结构问题（2）如何合理设置气动机械手各个元器件之间的连接件（3）气动机械手能够实现的功能（4）气动机械手的力度控制问题，提高其灵活度（5）气动机械手的材料选取2机械手的设计要求及总体设计方案气动机械手的设计要求就是要求我们将人们从劳烦的生产中解放出来，这就需要将其设计具有能帮助人们工作。
在生产中能够灵活准确的帮助人们工作，能够自动定位和快速工作。
设计气动机械手的原则是;根据对气动机械手的作业技术要求，设计合理的步骤，来满足机械手的设计要求，并且能在恶劣，特殊的环境中，满足对不同环境、地域的兼顾通用性，并实现全自动化。
换刀装置的类型换刀装置的类型和特点如表2-1所示表2-1换刀装置的类型和特点在换刀机械手的加工过程中，有4个类型，分别如下：1）单臂式公用换刀机械手2）双臂式公用换刀机械手3）回转式公用换刀机械手4）轨道式公用换刀机械手加工中心对自动换刀装置有如下具体要求:1）刀库容量适当2）换刀时间短3）换刀空间小4）动作可靠、使用稳定5）刀具重复定位精度高6）刀具识别准确通过对我们上面的总结可以确定了我们的基本方案。
我们所选用的刀库可以选择最简单的盘式刀库，它所需要的容量为12把刀。
每次还刀为旋转90°，每次5s 左右。
在生产中一般我们所采用的是对于我们最简单的刀座编码法。
机械手的坐标形式与自由度机械手手臂的坐标形式有4种，不同的坐标形式有不同的特点，分别如下:直角坐标系:1）在三个直线方向上移动,运动容易想象2）计算比较方便3）要求保留较大的移动空间,占用空间较大4）要求有较大的平面安装区域5）滑动部件表面的密封较困难,容易被污染圆柱坐标系:1）容易想象和计算2）直线驱动部分若采用液压驱动,则可输出较大的动力3）能够伸入型腔式机器部4）手臂端部可以达到的空间受限制,不能到达靠近立柱或地面的空间5）直线驱动部分难以密封、防尘及防御腐蚀性物质6）后缩手臂工作时,手臂后端会碰到工作围的其他物体极坐标系:1）在中心支架附近的工作围较大2）两个转动驱动装置容易密封3）覆盖工作空间较大4）坐标系较复杂,较难想象和控制5）直线驱动装置仍存在密封问题6）存在工作死区多关节坐标系:1）动作较灵活,工作空间大2）关节驱动处容易密封防尘3）工作条件要求低,可在水下等环境中工作4）适合于电动机驱动5）运动难以想象和控制,计算量较大6）不适于液压驱动主运动和辅助运动是机械手运动的两个部分。