机械手夹持器设计
毕业设计（论文）-机械手夹持器机械结构设计（全套图纸）
目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 论文选题背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状及发展趋势 (1)1.3 论文的主要工作 (3)第二章夹持器的结构设计 (4)2.1 夹持器的研究现状 (4)2.2 夹持器设计方案 (6)第三章手腕的设计 (13)3.1 手腕的概述 (13)3.2 腕部的典型结构 (13)3.3 手腕确定 (14)第四章液压缸的设计 (15)4.1 液压缸的设计概述 (15)4.2 液压驱动力 (16)4.3 活塞行程 (16)4.4 液压缸的流量 (18)第五章液压控制系统设计 (19)5.1 油泵的选择 (19)5.2 液压元件的选择 (20)5.3 辅助元件选择 (21)5.4 系统液压图 (21)5.5 电磁铁动作顺序表 (22)5.6 液压控制原理图的步骤说明 (22)总结 (24)致谢 (25)参考文献 (25)摘要现今，国内很多工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，生产效率较低、劳动强度很大。
为了提高生产加工的工作效率，降低成本，并使生产线建设成为柔性制造系统，适应现代自动化大生产需要，本文通过利用机器人技术，将装卸机械手代替人工，从而来提高劳动生产率。
本机械手主要与数控加工设备组合形成生产线，实现加工过程（上料、下料、加工）的自动化与无人化。
本设计充分考虑机械手工作的环境和工艺流程的具体要求。
在满足工艺要求的基础上，尽可能的使结构简练，尽可能采用标准化、模块化的通用元配件，以降低成本，同时提高可靠性。
液压控制系统是由机械、电气、液压和微机控制等元件综合构成的工业自动化系统，是机械传动技术的一种重要形式，是机械与控制的重要结合点，经常出现在生产线和各种自动化设备中。
关键词：机械手；夹持器；液压系统全套图纸加153893706AbstractToday, many domestic factory production lines, CNC machine loading and unloading the work piece are still manipulated manually and intensive labor, production efficiency is low. In order to improve the efficiency of the production process, reduce costs, turn production line into a flexible manufacturing system and meet the needs of modern automated large-scale production, this paper will replace the manual handling with robot, and thus improve labor productivity through the use of robot technology.The manipulator is mainly to implement automation which related to CNC machining equipment, hand combined to form production lines. It is designed to take full account of the robot work environment and process specific requirements. To meet process requirements, simplify the structure and use the standardized, modular components common element as far as possible.Hydraulic control system is the integrated industrial automation system which composed of mechanical, electrical, hydraulic and computer control devices. It is an important part in mechanical transmission and is often used in a variety of automated production lines and equipments.Keywords: manipulator; gripper;the hydraulic system第一章绪论1.1论文选题背景及意义用于再现人手功能的技术装置称为机械手。
夹持式机械手方案设计
夹持式机械手方案设计一、需求背景夹持式机械手在工业自动化领域中发挥着重要的作用。
为满足客户对于夹持式机械手的需求，本文将设计一种夹持式机械手的方案，旨在提高生产效率、降低劳动成本，并同时满足安全可靠的要求。
二、方案设计1. 机械结构设计夹持式机械手的机械结构设计是关键的一环。
我们将采用三段式结构设计，分别为底座、臂和夹具。
底座用于提供机械手的稳定性和支撑力，臂用于实现机械手的柔性运动，夹具用于夹持工件。
机械结构的设计应充分考虑负载能力、运动轨迹和工作范围等因素，以提高机械手的工作效率和稳定性。
2. 控制系统设计控制系统设计是实现夹持式机械手自动化的关键。
我们将采用PLC （可编程逻辑控制器）作为控制核心，通过输入输出模块和传感器实现对机械手的控制与监测。
控制系统设计需要考虑机械手的运动控制、夹持力控制和安全保护等功能，以确保机械手的正常操作和工作安全。
3. 电气系统设计电气系统设计是机械手运行的动力保障。
我们将采用三相交流电作为机械手的供电方式，通过电气控制柜实现对电气元件的控制和保护。
电气系统设计应考虑机械手的供电要求、电源稳定性和电气安全等因素，以确保机械手的稳定运行和安全使用。
4. 软件系统设计软件系统设计是实现机械手智能化的核心。
我们将采用基于编程的方法，编写适应夹持式机械手功能的软件程序，实现机械手的自动化控制和操作。
软件系统设计应充分考虑机械手的运动规划、路径控制和异常处理等功能，以提高机械手的灵活性和智能化水平。
三、方案实施在方案实施过程中，我们将按照以下步骤进行：1. 机械结构的制造和组装：根据设计方案，制造并组装机械手的底座、臂和夹具等组成部分，在此过程中，要确保机械结构的质量和精度，以确保机械手的正常运行。
2. 控制系统的搭建和调试：根据设计方案，搭建PLC控制系统，并通过输入输出模块和传感器与机械手进行连接。
在此过程中，需要进行各个功能模块的调试与联调，确保控制系统的正常工作。
机械创新设计机械手夹持器
2021/9/23
32
基于方案比对的机械手夹持器创新设计
五、夹持器三维造型截图
2021/9/23
33
2021/9/23
34
2021/9/23
35
六、小结
经过四周时间对机械手夹持器进行设计分析以及计算， 运用到了很多机械设计方面的知识。而且还查阅了很多资 料，包括上网和图书馆，收益颇丰。另外过程中还提高了 识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。因此，可 以说本次创新设计为毕业后走向社会从事相关技术工作打 下良好的基础。
因为是创新设计，所以设计中肯定有许多不足之处， 恳请老师指正。
2021/9/23
36
七、参考文献
详见说明书
2021/9/23
37
四、夹持器装置设计
4.1夹紧力计算
手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据，必 须对其大小、方向、作用点进行分析、计算。一般来说， 加紧力必须克服工件的重力所产生的静载荷（惯性力或惯 性力矩）以使工件保持可靠的加紧状态。
2021/9/23
20
基于方案比对的机械手夹持器创新设计
•
2021/9/23
基于方案比对的机械手夹持器创新设计
1.2 国内外现状和发展趋势
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新
的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践
相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统
中的一个重要组成部分。工业机械手是提高生产
过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生
产效率的有效手段之一。尤其在高温、高压、粉
第三代机械手能独立完成工作过程中的任务。它与电 子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性系统 FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造单元 FMC(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。
机械手夹持器设计说明书
机械手夹持器设计说明书1. 引言本文档旨在对机械手夹持器的设计进行详细说明。
机械手夹持器是一种用于在工业自动化应用中的夹持和操纵物体的装置。
本设计说明书将包括夹持器的总体设计原理、材料选用、结构设计和控制系统的介绍。
2. 总体设计原理2.1 夹持方式机械手夹持器采用并联机械结构，通过多个可调节的机械臂来夹持物体。
夹持方式可以是直接夹持、吸盘吸附或夹爪夹持等，具体夹持方式将在后续章节进行详细描述。
2.2 动力源和控制系统机械手夹持器使用电动驱动装置作为动力源，驱动机械臂进行夹持和操纵操作。
控制系统通过传感器实时监测夹持力度和物体位置，并根据预设的控制算法来控制机械手夹持器的动作。
3. 材料选用机械手夹持器的结构主要由以下材料构成：•高强度金属合金：用于支撑机械臂的主要结构，以保证夹持器的稳定性和耐用性。
•聚合物材料：用于夹爪的包裹和保护，以避免对夹持物体的损伤。
•弹性材料：用于夹持面的表面涂层，提供更好的摩擦力和夹持稳定性。
4. 结构设计4.1 机械臂结构机械手夹持器采用多节可调节机械臂结构，每个机械臂由连接杆和关节构成。
连接杆通常采用金属材料，关节由伺服电机控制。
机械臂的设计需要考虑到载荷能力、自重、稳定性和响应速度等因素。
4.2 夹持方式设计根据具体应用需求，机械手夹持器可以采用不同的夹持方式。
以下列举几种常见的夹持方式设计：4.2.1 直接夹持直接夹持是通过夹持爪直接夹紧物体，使用夹爪的运动来实现夹持和松开动作。
夹爪可以采用平行夹爪、角度夹爪或特殊形状的夹爪，具体设计需根据物体形状和尺寸进行优化。
4.2.2 吸盘吸附吸盘吸附是通过在夹持面上创建负压区域，使物体在吸盘表面产生吸附力以实现夹持。
吸盘的设计需要考虑到吸附面积、吸力稳定性和吸附面材料等因素。
4.2.3 夹爪夹持夹爪夹持是通过使用具有可调节的夹紧力的夹爪，实现对物体的夹紧和松开动作。
夹爪设计需要考虑到可调节力度、夹爪材料和形状等因素。
机械创新设计——机械手夹持器
机械创新设计——机械手夹持器引言机械手夹持器是一种用于夹持和操控物体的机械装置。
它通常由夹爪、驱动系统和控制系统组成。
机械手夹持器广泛应用于工业生产、仓储物流、医疗器械等领域。
随着科技的不断进步，机械手夹持器也在不断创新和改进。
本文将介绍一种机械创新设计的机械手夹持器，探讨其设计原理和应用。
设计原理结构设计机械手夹持器的结构设计是实现其功能的基础。
创新设计的机械手夹持器采用了一种特殊的夹爪结构，具有更高的夹持力和更广泛的适应性。
其夹爪由可拓展的弹性材料制成，能够根据被夹持物体的形状自动调整夹持力度和夹持方式，从而确保夹持效果的稳定性和可靠性。
机械手夹持器的驱动系统负责提供动力和运动控制，使夹爪能够快速、精确地夹持物体。
创新设计的机械手夹持器采用了先进的电动驱动系统，利用高性能电机和精密传动装置实现夹爪的快速夹持和松开。
此外，驱动系统还配备了高度智能化的控制单元，能够实时监测夹爪的运动状态并进行自动调节，提高了夹持器的工作效率和稳定性。
控制系统机械手夹持器的控制系统是实现对夹爪运动的精确控制和指令传递的关键。
创新设计的机械手夹持器采用了先进的传感器技术和无线通信技术，实现了对夹爪运动的实时监测和远程控制。
控制系统还具备自适应学习能力，能够根据不同物体的特征和夹持需求进行智能化调节，提高了机械手夹持器的适应性和多样性。
机械手夹持器作为一种重要的自动化装置，广泛应用于多个领域。
工业生产机械手夹持器在工业生产中扮演着重要的角色。
它可以自动夹持和操控工件，提高生产效率和质量。
创新设计的机械手夹持器具有更高的夹持力和更广泛的适应性，可以适用于不同形状和大小的工件夹持，满足工业生产的多样化需求。
仓储物流机械手夹持器在仓储物流领域也有广泛应用。
它可以用于自动化仓库的货物拣选和搬运，提高了物流效率和准确性。
创新设计的机械手夹持器具有智能化的控制系统，能够实时监测货物的位置和状态，并进行自动夹持和释放操作，减少了人工操控的需求，提高了仓储物流系统的自动化水平。
夹持式机械手方案设计
夹持式机械手方案设计引言夹持式机械手是一种常用于工业生产线上的自动化设备，它能够精确地夹持工件并移动它们到指定的位置。
本文将介绍夹持式机械手的方案设计，包括机械结构设计、控制系统设计以及安全性考虑等方面。
机械结构设计夹持爪设计夹持爪是夹持式机械手的核心部件，它负责夹持工件并提供足够的力量来保持稳定性。
在夹持爪的设计中，需要考虑以下几个方面： - 夹持力：根据工件的重量和尺寸，确定夹持爪所需的夹持力。
可以通过选择合适的执行器来实现所需的夹持力。
- 可调节性：为了适应不同尺寸的工件，夹持爪应具有可调节的夹持范围。
这可以通过设计可伸缩的爪子来实现。
- 稳定性：夹持爪在夹持工件的过程中需要保持稳定。
因此，可以考虑在夹持爪上加装防滑材料或采用特殊的夹持结构来增加稳定性。
机械臂设计机械臂是夹持式机械手的主体部分，它负责夹持爪的运动和定位。
在机械臂的设计中，需要考虑以下几个方面： - 轴数和自由度：根据具体的应用需求确定机械臂的轴数和自由度。
一般来说，较复杂的任务需要更多的轴数和自由度。
- 结构材料：机械臂应选择强度高、重量轻的材料，以提高机械臂的负载能力和运动速度。
- 运动范围：根据具体的工作空间需求确定机械臂的运动范围。
这需要考虑到工件的尺寸和形状。
- 反馈控制：机械臂上应配备传感器来监测机械臂的运动状态，以实现精确的控制。
常用的传感器包括编码器和力传感器等。
控制系统设计夹持式机械手的控制系统是实现自动化操作的关键，它负责控制机械手的运动和夹持力。
在控制系统的设计中，需要考虑以下几个方面： - 控制算法：选择合适的控制算法来实现机械手的运动和夹持控制。
常用的控制算法包括PID控制和模糊控制等。
- 控制器选择：根据机械手的规模和复杂度选择合适的控制器。
常见的控制器包括PLC（可编程逻辑控制器）和DSP（数字信号处理器）等。
- 通信接口：机械手应具备与上位机或其他设备进行通信的能力。
可以选择合适的通信接口，如RS-232、Ethernet等。
工业机器人末端夹持器设计
工业机器人末端夹持器设计1工业机器人背景与发展趋势工业机器人是一种高自动化的机电一体化设备，具有很高的技术附加值。
在大规模工业制造过程中，工业机器人是不可缺少的自动化装备。
目前国内大型加工制造企业对工业机器人的需求在日益增加。
机器人广泛应用于各行各业。
主要进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛等复杂作业。
由于机器人及自动化成套装备对提高制造业自动化水平，提高产品质量和生产效率、增强企业市场竞争力、改善劳动条件等起到了重大的作用，加之成本大幅度降低和性能的迅速提高，其增长速度较快。
以机器人为核心的自动化生产线适应了现代制造业多品种、少批量的柔性生产发展方向，具有广阔的市场发展前景和强劲生命力，已开发出多种面向汽车、电气机械等行业的自动化成套装备和生产线产品。
在发达国家，机器人自动化生产线已形成一个巨大的产业，像国际上著名公司ABB、Comau、KUKA、BOSCH、NDC、SWISSLOG、村田等都是机器人自动化生产线及物流与仓储自动化设备的集成供应商。
机器人涉及到机械、电子、控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域，是多种高新技术发展成果的综合集成。
因此它的发展与上述学科发展密切相关。
机器人在制造业的应用范围越来越广阔，其标准化、模块化、网络化和智能化的程度也越来越高，功能越来越强，并向着成套技术和装备的方向发展。
机器人应用从传统制造业向非制造业转变，向以人为中心的个人化和微小型方向发展，并将服务于人类活动的各个领域。
我国的机器人研究开发工作始于20世纪70年代初，到现在已经历了30年的历程。
前10年处于研究单位自行开展研究工作状态，发展比较缓慢。
1985年后开始列入国家有关计划，发展比较快。
在机器人基础技术方面：诸如机器人机构的运动学、动力学分析与综合研究，机器人运动的控制算法及机器人编程语言的研究，机器人内外部传感器的研究与开发，具有多传感器控制系统的研究，离线编程技术、遥控机器人的控制技术等均取得长足进展，并在实际工作中得到应用。
机械手夹持器设计
第二章 夹持器2.1夹持器设计的基本要求（1）应具有适当的夹紧力和驱动力； （2）手指应具有一定的开闭范围； （3）应保证工件在手指内的夹持精度； （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。
设计参数及要求（1）采用手指式夹持器，执行动作为抓紧—放松；（2）所要抓紧的工件直径为80mm 放松时的两抓的最大距离为110-120mm/s ， 1s 抓紧,夹持速度20mm/s ；（3）工件的材质为5kg ，材质为45#钢； （4）夹持器有足够的夹持力；（5）夹持器靠法兰联接在手臂上。
由液压缸提供动力。
2.2夹持器结构设计 2.2.1夹紧装置设计. 2.2.1.1夹紧力计算手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据，必须对其大小、方向、作用点进行分析、计算。
一般来说，加紧力必须克服工件的重力所产生的静载荷（惯性力或惯性力矩）以使工件保持可靠的加紧状态。
手指对工件的夹紧力可按下列公式计算：123N F K K K G≥ 2-1式中：1K —安全系数，由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.2——2.0，取1.5； 2K —工件情况系数，主要考虑惯性力的影响， 计算最大加速度，得出工作情况系数2K , 20.02/111 1.0029.8a K g =+=+=，a 为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的绝对值（m/s ）；3K —方位系数，根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定，手指与工件位置：手指水平放置 工件垂直放置； 手指与工件形状：V 型指端夹持圆柱型工件，30.5sin K fθ=，f 为摩擦系数，θ为V 型手指半角，此处粗略计算34K ≈,如图2.1图2.1G —被抓取工件的重量求得夹紧力NF ，123 1.5 1.002439.8176.75N F K K K Mg N==⨯⨯⨯⨯=，取整为177N 。
2.2.1.2驱动力力计算根据驱动力和夹紧力之间的关系式：2sin N FcF b a=式中：c —滚子至销轴之间的距离； b —爪至销轴之间的距离；a —楔块的倾斜角可得2sin 177286sin16195.1534N F b a F N c ⨯⨯⨯===，得出F 为理论计算值，实际采取的液压缸驱动力'F 要大于理论计算值，考虑手爪的机械效率η，一般取0.8～0.9，此处取0.88，则：'195.15221.7620.88FF N η=== ，取'500F N =2.2.1.3液压缸驱动力计算设计方案中压缩弹簧使爪牙张开，故为常开式夹紧装置，液压缸为单作用缸，提供推力：2=4F D p π推式中 D ——活塞直径 d ——活塞杆直径 p ——驱动压力，'F F =推,已知液压缸驱动力'F ，且'50010F N KN =<由于'10F KN <，故选工作压力P=1MPa据公式计算可得液压缸内径：25.231D mm===根据液压设计手册,见表2.1，圆整后取D=32mm 。
液压机械手夹持器伸出臂机构设计
二 〇 一 一年 六 月题 目：液压机械手夹持器伸出臂机构设计 学生姓名：学 院：系 别：专 业：班 级：指导教师：李本科毕业设计说明书摘要机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，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。
它主要是用以夹持毛培或成品完成送进、转动、调头等主要动作的辅助机械。
机械手机有助于改善劳动条件，提高生产效率。
根据实际需要，机械手可用于多种生产过程，并可实现遥控和与主机联动。
操作机结构分有轨和无轨两种，其传动方式有机械式、液压式和混合式等。
关键词：液压缸；机械手；伸缩臂；导向杆AbstractManipulator is the earliest industrial robots, meanwhile is the earliest the modern robot, it can replace human labor in order to achieve mechanization and automation, Can also operate in harmful environment to protect the security of person.which is widely used in machinery manufacturing, Metallurgy, electronics, light industry and atomic energy and other sectors.It is mainly used to clamping metal materials or products complete send into, the rotation, switching the auxiliary machinery such main action.Robots help improve working conditions, improve production efficiency. According to actual needs, the robot can be used for a variety of production processes, and remote control and interaction with the host. There are two kinds of operating structures: sub-rail and trolley, the transmission methods are mechanical, hydraulic and hybrid and so on.Key words: Hydraulic cylinder; mechanical hand; telescopic arm; guide bar目录引言 (1)第一章概论 (2)1.1课题的提出背景 (2)1.2天车钓钩提拉脱模的缺点 (2)1.3脱模系统的组成 (3)1.4设计参数 (3)第二章液压系统设计 (4)2.1液压系统的特点 (4)2.1.1液压系统的优点 (4)2.1.2液压系统的缺点 (4)2.2 液压泵的设计计算 (5)2.2.1液压泵的选择 (5)2.2.2电动机功率的确定 (5)2.3 液压缸基本参数确定 (6)2.3.1缸筒的设计计算 (6)2.3.2活塞杆及液压缸轴向尺寸的计算 (7)2.4活塞和活塞杆的密封 (8)2.5液压缸的选择 (8)2.6顶杆和活塞杆的较核计算 (8)2.6.1下顶杆的校核计算 (8)2.6.2活塞杆的校核计算 (9)2.7液压泵站的设计 (11)第三章阀的选择及功能计算 (12)3.1 电磁换向阀 (12)3.1.1电磁换向阀选取的原因 (12)3.1.2电磁换向阀的结构 (12)3.1.3电磁换向阀的常见故障与排除 (13)3.2 液控单向阀 (16)3.2.1选择液控单向阀的原因 (16)3.2.2液控单向阀的结构和保修 (16)3.3 溢流阀 (18)3.3.1选择溢流阀的原因 (18)3.3.2溢流阀的常见故障与排除 (18)3.4 节流阀 (20)3.4.1选择节流阀的原因 (20)3.4.2节流阀的结构和性能 (20)3.5 调速阀 (21)3.5.1选取调速阀的原因 (21)3.5.2调速阀的原理 (21)第四章液压系统工作原理 (22)第五章脱模装置主要部件的计算 (24)5.1 横梁受力分析 (24)5.2 相关计算 (25)5.3直线轴承 (26)结论 (27)参考文献 (28)谢辞 (29)引言机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。
机械制造及自动化专业毕业论文--机械手夹持器设计
这次毕业设计我选的题目是机械手夹持器设计，本课题是针对流水线自动化生产而设计的机械夹持器。
本课题包括机械夹持器总体设计、计算；液压传动系统的设计与计算、部件和零件设计。
机械手与机器人的联系非常密切，机械手的应用和发展，大大促进了智能机器人的研制。
同时，机械手是一门应用很广的学科，它几乎在各个部门和学科都有应用，尤其在机械工业和铁路工业中。
我所设计的夹持器基本要求如下：（1）应具有适当的夹紧力和驱动力；（2）手指应具有一定的开闭范围；（3）应保证工件在手指内的夹持精度；（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。
设计参数及要求如下：（1）采用手指式夹持器，执行动作为抓紧—放松；（2）所要抓紧的工件直径为80mm 放松时的两抓的最大距离为110-120mm/s ，1s抓紧,夹持速度20mm/s；（3）工件的材质为5kg，材质为45#钢；（4）夹持器有足够的夹持力；（5）夹持器靠法兰联接在手臂上。
由液压缸提供动力关键词：机械手，夹持器，手指，液压缸。
In the graduation design, The topic I choose is manipulator grippers design, this topic is designed for automatic production line of mechanical grippers. The topics include mechanical grippers overall design and calculation; Hydraulic transmission system design and calculation, components and parts design. Contact with the robot manipulator, very close to the development and application of the manipulator, greatly promote the development of intelligent robots. Meanwhile, manipulator is an application is very wide subject, it almost in all departments and disciplines have applications, especially in the machinery industry and railway industry.I designed by grippers basic requirement as follows:(1) should have appropriate clamping force and driving force;(2) finger should have certain open and close range;(3) should guarantee the clamping workpiece precision in the finger;(4) require compact structure, light weight, high efficiency;(5) should consider the versatility and special requests.Design parameters and requirement as follows:(1) with finger type grippers, execute the movements for grasp - relax;(2) the diameter workpiece must promptly 80mm relax a maximum distance of two catch for 110-120mm/s, 1s grasps, gripping speed 20mm/s;(3) the workpiece material for 5kg, material for 45 # steel;(4) grippers have enough clamping force;(5) grippers connected in the arm by flange. Powered by hydraulic cylinderKey words: manipulator, grippers, finger, hydraulic cylinder.目录第一章前言 (4)1.1机械手的概述 (4)1.2 机械手在生产中的应用 (6)1.3机械手的应用意义 (7)第二章手部设计 (8)2.1夹紧力计算 (8)2.2驱动力力计算 (9)2.3液压缸驱动力计算 (9)2.4楔块等尺寸的确定 (11)2.5斜楔的传动效率 (12)2.6斜楔驱动行程与手指开闭范围 (12)第三章腕部设计 (14)3.1腕部回转力矩的计算 (14)3.2回转液压缸所驱动力矩计算 (16)3.3回转缸内径D计算 (17)3.4腕部轴承选择 (18)3.5材料及连接件，密封件选择 (18)第四章伸缩臂设计 (19)4.1方案设计 (19)4.2伸缩臂机构结构设计 (20)4.2.1伸缩臂液压缸参数计算 (20)4.3.2导向杆机构设计 (24)第五章驱动系统 (27)5.1驱动系统设计方案 (27)5.3液压系统图 (29)第六章设计总结 (31)参考文献 (32)第一章前言1.1机械手的概述机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。
小型夹持式机械手及手臂设计
1 绪论1.1课题研究的目的和意义机器人是人类很早就梦想制造的、具有仿生性且处处听命于人的自动化机器，它可以帮助人类完成很多危险、繁重、重复的体力劳动。
机器人技术是现代科学技术高度集成和交融的产物，它涉及机械、控制、电子、传感器、计算机、人工智能、知识库系统以及认识科学等众多学科领域，是当代最具有代表性的机电一体化技术之一。
人类文明的发展、科技的进步已和机器人的研究、应用产生了密不可分的关系。
为了适应社会的需求，各院校都比较重视机器人技术和控制技术等课程在机械设计及其自动化专业的开设，使培养的学生懂得机器人设计方面的技术。
经过40多年的发展，现代机器人技术在工业、农业、国防、航空航天、商业、旅游、医药卫生、办公自动化及生活服务等众多领域获得了越来越普遍的应用。
机器人技术不断进步与创新，所到之处使整个制造业乃至整个社会都发生了和正在发生着翻天覆地的变化。
机器人是最具代表性的现代多种高新技术的综合体，它可以从某个角度折射出一个国家的科学水平和综合国力。
由于社会的需求，造就了一批从事设计、开发和使用机器人的高级人才。
而设计和开发的基础，是对机器人机械系统、感知系统和控制系统等的理解和掌握，才能较好的使用其中的资源来进行设计。
故此本文介绍了机器人设计的基本理论，讨论了机器人本体基本结构的相关内容，描述了机器人控制器和传感器等的基本原理，然后再介绍机器人轨迹规划和静力分析方面的知识，使学生既懂得怎样设计一个机器人，同时能熟练地运用此设计理论。
机器人技术是现代科学技术高度集成和交融的产物，计算机技术的不断肩部和发展使机器人技术的发展一次次达到一个新的水平。
机器人涉及机械、控制、电子、传感器、计算机、知识库系统以及认识科学等诸多学科领域，成为高科技中极为重要的组成部分。
人类文明的发展、科技的进步已和机器人的研究、应用产生了不可分的关系。
机器人技术是当代最具代表性的机电一体化技术之一。
机器人已广泛地应用于工业、国防、科技、生活等各个领域。
气动送料机械手变尺寸自动对中夹持器的设计
根据 Ｈ Ｕ测试技 术规范 判定测 试原 理可行 ， Ｃ 结果 数据 可信 ， 方法 简单 。
６ 结 论
ＢａｉｇＥ ｅｔＪ ．Ａ ａｅ，０ ５０ —５０ ２０ ． ｒｋ ｆ ｃ［ ］ Ｓ Ｅｐｐ ｒ２０ －１１９ ，０ ５ ｎ ［ ］ 谢敏松． ２ 汽车 Ｅ Ｐ液压系统 动态特性研究 ［ ． 庆： Ｓ Ｍ］ 重 重
图 ２ Ｖ型 指 夹 持 圆 棒 的 误 差
体进入 时 ， 弹簧 推 动 两个 活 塞 自动 复 位 ， 工件 被 松 开 。 由于两个气 缸共用一个进气 腔 ， 保证两 个活塞杆 的 能够
＝
＋
（ ） ２ ｃ ｆ 。 －船
（ ２ ）
完全 同步运 动 。工件直径 的变化不影 响其 轴心的位置 。
式 中 ： 为 气缸驱 动力 ； 为手 指夹 持力 ； 为连 杆夹 角 。 以常用 的 Ｖ型指 夹持 圆棒为 例 ， 图 ２ 手 指 长度 如 ，
Ｚ ， 钳 夹角 ２ ， 件 中心 ｃ到 手指 两 支 点连 线 的 Ｖ形 工
距离 Ｃ Ｄ为 ， ： 则
可 夹持工 件 的尺 寸 范围 。
庆 大 学 ，０７ ２０．
［ ］ 戴佳 ， ３ 黄敏超 ， 余勇． 电磁阀动态 响应特性仿真研 究 ［ ］ Ｊ．
火箭推进 ，０ ７ （ ） ２０ ，１ ．
本 文从产 业化 的角度 阐述了 Ａ Ｓ Ｄ Ｃ液 压执行 Ｂ／Ｓ
２１ ０ １年 第 ６期
液 压 与 气动
５ ５
图 ３ 直 杆 式 双 气 缸 平 移 夹持 器
机械手夹持器设计(含CAD图纸)
1 / 59 机械手夹持器设计
2.1夹持器设计的基本要求
（1）应具有适当的夹紧力和驱动力；
（2）手指应具有一定的开闭范围；
（3）应保证工件在手指内的夹持精度；
（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。
设计参数及要求
（1）采用手指式夹持器，执行动作为抓紧—放松；
（2）所要抓紧的工件直径为80mm 放松时的两抓的最大距离为
110-120mm/s ，1s
抓紧,夹持速度20mm/s ；
（3）工件的材质为5kg ，材质为45#钢；
（4）夹持器有足够的夹持力；
（5）夹持器靠法兰联接在手臂上。
由液压缸提供动力。
2.2夹持器结构设计
2.2.1夹紧装置设计.
2.2.1.1夹紧力计算
手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据，必须对其大小、方向、作用点进行分析、计算。
一般来说，加紧力必须克服工件的重力所产生的静载荷（惯性力或惯性力矩）以使工件保持可靠的加紧状态。
手指对工件的夹紧力可按下列公式计算：123N F K K K G
2-1
式中：1
K —安全系数，由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.2——2.0，取1.5；2K —工件情况系数，主要考虑惯性力的影响，
计算最大加速度，得出工作情况系数2K , 20.02/1
11 1.0029.8a
K g ，a 为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的
绝对值（m/s ）；。
夹持机械手结构设计
夹持机械手结构设计夹持机械手是一种重要的工业机械设备，用于将物体从一个位置取出并移动到另一个位置。
夹持机械手分为直线式和旋转式两种结构，而夹持机械手的结构设计关键是夹持器。
直线式夹持机械手通常由机械臂、夹持器、电机、变速箱、支架等组成，其中夹持器是其核心部件。
夹持器分为爪形夹持器、吸盘夹持器和夹钳夹持器等多种类型，夹持器选型应根据被夹物件的重量、形状、尺寸和表面特性等因素来确定。
爪形夹持器可以根据被夹物件的大小和形状进行调节，适用于各种形状和大小的物体。
爪形夹持器的夹紧力较大，夹紧稳定性好，但容易损坏物体的表面。
吸盘夹持器适用于平坦、光滑的物体，其夹持力的大小与吸盘的直径、材料和垂直力等因素有关。
吸盘夹持器的夹紧力较小，适用于轻质的物体，但在潮湿、灰尘和污垢较多的环境下其吸附力会受到影响。
旋转式夹持机械手通常由机械臂、夹持器、电机、减速器、支架等组成，其中夹持器同样是其核心部件。
相比于直线式夹持机械手，旋转式夹持机械手在旋转方面更具优势，可以完成更复杂的操作。
旋转式夹持机械手中的夹持器通常通过电机和减速器来控制旋转，同时也可以控制夹持器的张合和旋转的角度。
夹持器的升降和前后移动通常需要机械臂的升降、伸缩功能来控制。
1. 夹持器的选型应根据被夹物件的重量、形状、尺寸和表面特性等因素来确定。
2. 夹持器的构造紧凑，占用空间小，并且夹持稳定性好，夹紧力大。
3. 机械臂的设计应符合运动规律，满足夹持物体的工作间距和高度要求，并具备较强的承载能力。
4. 电机和减速器的选型应根据负载特性、工作环境温度和噪声要求来确定。
5. 夹持机械手在操作过程中应具备精度高、响应速度快和系统可靠性强的特点。
综上所述，夹持机械手的结构设计应根据实际应用需求和工作环境来确定，夹持器是其核心组成部分，需要根据被夹物体的重量、形状、尺寸和表面特性等因素来选型，在电机、减速器、支架等其他部件的选型和设计方面都需要注意。
机械手夹持器设计-机械设计制造及其自动化
本科毕业设计机械手夹持器设计Design Of Manipulator Griper摘要本论文课题研究机械手的主要性能,分别从夹持器、伸缩臂、腕部、液压控制系统等四个部分进行研究。
本文主要是对夹持器的结构、外形尺寸进行研究，并且要符合夹持器的基本要求，其中机械手夹持器的结构设计包括对夹紧力、驱动力、液压缸驱动力的计算。
在设计时，各个尺寸一定要控制在允许误差范围内。
腕部结构设计采用回转液压缸，手部使用单作用液压缸。
腕部结构的计算包括腕部回转力矩、回转液压缸驱动力矩、回转缸内径、腕部轴承等计算。
课题中的伸缩臂方案包括结构方案设计、强度刚度计算、液压系统的设计计算。
液压控制系统是一个设备的核心，设计要求要满足机械手的运动顺序要求以及伸缩臂的逻辑要求，并对液压系统进行验算，了解液压控制系统顺序控制原理。
通过对本课题的设计，逐一了解机械手的各个部分。
本设计全面了解机械手的机构组成，并且不断地优化设计，使机械手的发展以及运用得到足够的保障。
关键词：机械手；夹持器；液压系统Design Of Manipulator GripperABSTRACTIn this paper, the main performance of manipulator is studied from four parts: gripper, telescopic arm, wrist and hydraulic control system.This paper mainly studies the structure and shape size of the gripper, and should meet the basic requirements of the gripper,The hydraulic control system provides the power foundation by the motor, uses the hydraulic pump to convert the mechanical energy into the pressure, promotes the hydraulic oil. By controlling all kinds of valves to change the flow direction of hydraulic oil, so as to promote the hydraulic cylinder to make different stroke, different direction of action, to complete the different action needs of various equipment.The calculation of wrist structure includes wrist rotation moment, driving torque of rotating hydraulic cylinder, inner diameter of rotating cylinder, wrist bearing and so on. The telescopic arm scheme includes structural scheme design, strength and stiffness calculation, hydraulic system design and calculation. Hydraulic control system It is the core of a equipment, the design requirements should meet the motion sequence requirements of the manipulator and the logical requirements of the telescopic arm, and check the hydraulic system to understand the sequential control principle of the hydraulic control system.Through the design of this subject, understand each part of the manipulator one by one. This design fully understands the mechanism composition of the manipulator, and constantly optimizes the design, so that the development and application of the manipulator can be fully guaranteed.Keywords: Manipulator Gripper The hydraulic system目录1 引言 (1)1.1 论文课题背景 (1)1.2机械手国内外的发展状况 (1)2 夹持器的设计 (1)2.1夹持器设计的基本要求 (2)2.2夹持器的结构设计 (2)3 腕部 (6)3.1腕部设计的基本要求 (6)3.2 腕部结构 (6)3.3腕部结构计算 (6)4 伸缩臂设计 (11)4.1伸缩臂设计基本要求 (11)4.2方案设计 (11)4.3伸缩臂机构结构设计 (12)5 驱动系统 (18)5.1驱动系统设计要求 (18)5.2驱动系统设计方案 (19)5.3驱动系统设计 (19)5.4液压系统的验算 (21)5.5液压系统图 (22)5.6液压系统电磁铁顺序控制原理 (23)6 总结 (24)参考文献 (25)致谢 (26)1 引言1.1 论文课题背景机械手作为现代工业的一个重要的辅助设备，在很多的企业都得到了应用。
机械手夹持器毕业设计
机械手夹持器毕业设计一、引言。
大家好！在如今这个科技飞速发展的时代，工业自动化那可是越来越重要。
机械手夹持器作为自动化生产里的一个关键部件，就像是人的手一样，能完成各种抓取、搬运的活儿。
这次咱这个毕业设计，就是要设计一款四指型的机械手夹持器，让它在工业生产中发挥大作用。
为啥选四指型？你想，人的手有五根手指，干活的时候很灵活，那咱这四指型的夹持器也能模仿人手的一些动作，更精准地抓取各种形状的东西。
比如说在电子厂，它就能稳稳地拿起那些小小的芯片，不会把芯片弄伤。
二、设计目标。
咱这个四指型机械手夹持器得满足几个要求。
它得够灵活，就像人的手一样，能适应不同形状和大小的物件。
比如说有的零件是圆形的，有的是方形的，它都能轻松夹住。
夹持力得合适。
要是力气太小，夹不住东西，那可不行；要是力气太大，又容易把东西弄坏。
就好比你拿鸡蛋，得轻轻巧巧地握住，不能太用力把鸡蛋捏碎了。
还有，它得稳定可靠，在长时间工作的时候也不能出啥毛病，不然会影响整个生产流程的。
三、设计方案。
（一）结构设计。
这四指型夹持器的结构，咱可以想象成一个手掌的样子。
它有四个“手指”，每个手指都能独立运动。
手指的关节部分可以用一些小电机来驱动，就像人的肌肉带动关节活动一样。
这些电机接到控制系统上，就能控制手指的动作。
比如说，要夹一个不规则形状的零件，咱可以让每个手指根据零件的形状调整位置，把零件牢牢夹住。
（二）材料选择。
材料这方面也很重要。
手指部分咱可以用一些强度高、质量轻的铝合金来做。
为啥选铝合金？因为它既结实又轻便，这样夹持器在运动的时候就不会太费劲，速度也能快起来。
而和物件接触的部分，可以用一些柔软的橡胶垫。
就像平时戴手套干活一样，橡胶垫能增加摩擦力，让夹持更稳，还能防止把物件表面刮花。
（三）控制系统设计。
控制系统就像是夹持器的“大脑”。
咱可以用一个微控制器来当这个“大脑”，它能接收各种指令，然后控制电机的转动，让手指做出相应的动作。
比如说，给它发送一个“夹取”的指令，它就会让手指慢慢合拢，把东西夹住；要是发送一个“松开”的指令，手指就会张开。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要本次的设计来源于机械手夹持器设备更新换代基础之上，通过设计出机械手夹持器，从而来满足当今机械手组成部件之一的机械手夹持器各方面性能不足的缺陷。
本毕业设计课题来自于企业的生产实际，通过设计出新型机械手夹持器，从而来掌握机械手夹持器的整个设计生产流程，培养工程意识。
我国生产的机械手夹持器从仿制开始起步，近期产品的质量较早期有所提高。
但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的机械手夹持器的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，机械手夹持器的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的机械手夹持器势在必行！本文运用大学所学的知识，提出了机械手夹持器的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了机械手夹持器总的指导思想，从而得出了该机械手夹持器的优点是高效，经济，并且安全系数高，对提高机械手的工作效率，减少人工投入，增强夹持质量等等起到了很大的作用的结论。
关键词：机械手夹持器机；高效；人工投入；结论AbstractThis paper mainly introduces the current situation and development prospe ct of automotive beauty decoration industry, car beauty industry is experiencing a hitherto unknown development opportunity, there are good prospects for deve lopment. But due to the current situation of enterprise development disorder, n ot standardized, quality of personnel is low, which seriously restrict the develo pment of the industry.that car decoration and beauty will be the century of China's most promi sing gold industry, known as the automotive industry "second gold", isa sunshi ne industry.China attaches great importance to the status of the degreeis not en ough, and the baby chair to drive innovation design, to achieve a "chair", to i mprove the above situation.Therefore, this paper carries on research on scheme selection.Through the professional knowledge of the designer to master the relevanti nformation on the Internet, as well as the current situation at home and abroad, the design scheme, after a detailed investigation, this graduation design is to design a set of practical multifunctional baby chair.This design is begins with t he argument, introduces in detail the scheme analysis, design process and calcu lating process.Key words：Machine manufacture;Crankshaft;Processing craft;Fixture;目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1课题的来源与研究的目的和意义 (1)1.2机械手的组成 (2)1.2.1机械手的组成 (3)1.3国内外发展状况 (5)2 机械手的设计方案 (6)2.1座标型式与自由度的设计 (8)2.2手部结构方案的设计 (10)2.3手腕结构方案的设计 (14)2.4手臂结构方案的设计 (16)3 机械手夹持器结构的设计 (18)3.1夹持式手部结构 (19)3.1.1手指的形状和分类 (20)3.1.2设计时考虑的几个问题 (20)3.1.3手部夹紧气缸的设计 (21)3.2 气缸驱动力矩的计算 (22)3.3 气缸驱动力矩的计算校核 (23)4 机械手夹持器中关键零部件的强度计算与校核 (23)4.1 齿轮的强度计算与校核 (24)4.2 轴的强度计算与校核 (25)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)1 绪论1.1 课题的来源与研究的目的和意义当今社会，过度的专业知识分割，使视野狭隘，可以多多参加技术交流，和参加科研项目，缩小范围，提升新技术的进步和整个块的技术，提高外部条件变化的适应能力。
封闭的专业知识的太狭隘，考虑的问题太特殊，在工作中协调困难，不利于自我提高。
因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。
人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。
机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并研制和发展新的机械产品。
在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的可再生能源，成本的控制，减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任务。
机器能完成人的手和脚，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任务。
现代机械工程机械和机械设备创造出更多、更精美的越来越复杂，很多幻想成为过去的现实。
人类现在能成为天空的上游和宇宙，潜入海洋，数十亿光年的密切观察，细胞和分子。
电子计算机硬件和软件，人类的新兴科学已经开始加强，并部分代替人脑科学，这是人工智能。
这一新的发展已经显示出巨大的作用，但在未来几年还将继续创造出不可思议的奇迹。
人类智慧的增长并没有减少手的效果，而是要求越来越精致，手工制作，更复杂的工作，从而促进手功能。
又一方面实践促进人脑智力。
在人类的进化过程中，以及在每个人的成长过程中，大脑和手是互相促进和平行进化。
1987年，日本Subaru把装备机械手夹持器的机械人投放市场，获得成功。
欧洲的Ford和Fi机械手夹持器也将新开发的机械手夹持器装配在机械手上。
当前，全世界各大机械人厂商为了提高产品的竞争力，都大力进行机械手夹持器的研发工作。
现在国外等著名机械人品牌中，都有配备机械手夹持器的销售，全世界机械手夹持器的应用越来越广泛。
有一点值得注意的是，装备有机械手夹持器的机械人市场，由最初的日本，欧洲，已经渗透到北美市场，因此机械手夹持器是当今机械人比配的装置已经成为主要趋势。
1.2 机械手的组成1.2.1 机械手的组成机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。
各系统相互之间的关系如方框图2-1所示。
图2-1 机械手组成方框图(一)执行机构包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。
1、手部即与物件接触的部件，这是机械手夹持器的核心部件之一，手部结构设计的好与坏与机械手夹持器的功用性能的好坏有直接的关系。
2、手腕起到连接手部和手臂部分的组件就是手腕，常规的手腕有多种形式，视具体情况而定。
1.3 国内外发展状况在日本，工业机械手从开始普及到现在已然30年。
工业机械手对全球制造业发展提供了很多的帮助，像战胜了困难的，污浊的，无法掌握的应用情况，供应了优秀的产品品质，补充了贫乏的现场人力。
能理解，在将来数年，由于老龄化加剧，现场人力数目缩小，会发生很多的用人贫乏。
因此，产业机械手的希冀变得更多。
产业机械手在全新范畴的施行（像食物，药剂以及消费物的研发，建设以及制造范围）亦然有很好的远景。
特别是在医学范畴，试剂以及样品分析前处理，可能获得类似于高度精准的技术实验数据。
人力也能够防止于在危急境况下作业，如病毒和细菌。
另一面来说，怎么去教依旧是产业机械手的很大问题。
利用口令进行示范，必须锻炼的非常好，方能娴熟的操纵各式各样产业机械手。
在当下的机械手体系里，多臂互相配合链接操纵的境况下，操纵要用去巨额的工夫。
早前的机械手体系愈来愈艰巨，是让教授更易学的一个大难点。
在将来的时间里边，达成不必讲授成了终极的目的。
更由于这样，智能的机械手会成为不可或缺的。
我们需求各式各类的研发成效，联合科研院所的协助。
由于全球都迈进了衰老型社会，想让老弱病残幼在存活和环境容纳中获得援手。
估计机械手会给以充分的反馈，好比讯号的供应以及撑持，帮助那些居家讨生活的人，向组建社团给以帮助，缩小休养之包袱，给身体功能施以帮助，以及增加商业设施。
这会能使得老人以及残疾人觉得就是貌似孩子们、孙子们和他们呆在一块儿似的。
历经实践，这是愈来愈明朗，在以后，服务型机械手的成长会加快环境容纳度，我们会使得延续康健的时期愈来愈长，用自帮自助的存在方法，有目的地工作和参与社会。
所以有，它可以变成构建更好环境以及衰老境况乃至世界上生长的能量。
如果我们必须领会服务机械手体系的运作方法，就得懂得实际情况、顾客还有产品中的悬殊，包括领导大批机械手还给以帮助。
不只是增添了很多额外花费，以及能否赚钱的疑惑。
诚然我们可以建造出来服务机械手体系，若是服务的回报无法回本更无盈利，就更不能扩大利用了。
假如一个多服务系统机械手可以建造出来，可给他人用的崭新的帮助方式已初露锋芒，制造者才敢去想走到了这一步，得到的回报能否顺利地抵消甚至超出用去的本金。
所以，现在极大的障碍是创造出一个体系，这体系会渗透进帮助型机械手的发展范畴，也更容易渗透进IT行业。
在日本，那样的向来肩负着本国对外竞争力的研发科技、生产制造人员却是在急剧锐减，现在，他们加快应对着居民衰老化，真正境况是，依托相应调研报告，眼下的事实却是，日本群众用在高端科技的精力以及会意程度非常明显的愈来愈少了。
即使如此，机械手和机械手应用工程课堂展示教学也收获了重视，是一种很好的锻炼制造员工以及淡化对科学害怕的技术措施。
机械手活动比赛被承办在各式各样的地区，传统刊物也录用了兴趣者们的作品，还有机械手知识亦然在人民里边传播开来。
电机把持，传感器科学和计算机应用，机构零部件和别的技术归纳在一块，是为机械手技术。