物料搬运机械手毕业设计
搬运机械手的设计文档
毕业设计（论文）标题：搬运机械手的设计学生姓名：蔡蔺系部：自动控制系专业：机电班级：机电1084指导教师：沈涛主要符号表N F 手指夹紧力 ND 弹簧中径 mm1D 弹簧内径 mm2D弹簧外径 mm C弹簧旋绕比 n弹簧有效圈数 M转动缸的回转力矩 N m ⋅ ρ偏重力臂 mm M 偏偏重力矩 N m ⋅ t螺钉间距 mm 0Q F螺钉承受的拉力 N Q F工作载荷 N 's Q F预紧力 Nφ启转动缸起动角 度 ω 转动缸转动角速度 rad s1 绪论1.1前言格式错误重新排版机械手。
机械手是模仿着人手的部分动作，用于再现人手的的功能的技术装置称为[]1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。
在工业生产中应用工业机械手。
的机械手被称为[]2工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。
机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。
工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。
他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。
机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。
尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。
搬运机械手毕业设计
搬运机械手毕业设计摘要本文针对工业生产中搬运过程中的自动化需求，设计了一款搬运机械手。
该机械手能够自动完成物料搬运、定位和堆放的任务，提高了生产效率和工作安全性。
设计包括机械结构、控制系统和安全保护装置。
关键词：搬运机械手、自动化、物料搬运、机械结构、控制系统、安全保护装置1.引言随着工业化进程的加快，生产线上的物料搬运工作量越来越大，传统的手工搬运方式已经无法满足需求。
自动化的搬运机械手能够代替人工完成搬运任务，提高了生产效率和工作安全性。
因此，设计一款能够实现自动化搬运的机械手对于工业生产具有重要意义。
2.设计原则(1)功能全面：能够完成不同规格、不同材料的物料搬运任务；(2)精确定位：能够精确地将物料放置到指定位置，避免人工调整；(3)堆码能力：能够实现物料的堆码操作，提高存储密度；(4)安全性保护：具备必要的安全保护装置，避免意外情况发生。
3.机械结构设计机械结构是搬运机械手的关键部分，决定了机械手的动作能力和稳定性。
设计中采用了多关节机械手的结构，能够实现六个自由度的运动，适应复杂的搬运场景。
机械手采用轻质材料制造，以提高载重能力。
4.控制系统设计控制系统是搬运机械手的智能核心，决定了机械手的动作控制能力。
控制系统由硬件和软件两个部分组成。
硬件包括传感器，执行机构和控制器，软件包括运动控制算法和路径规划算法。
通过传感器对物料位置、重量和形状进行检测，控制器可以根据检测结果对机械手进行自适应控制，完成搬运任务。
5.安全保护装置设计工业生产中机械手搬运过程中存在一定的安全风险。
设计中引入了安全保护装置，包括红外线传感器和急停按钮。
红外线传感器能够检测到人员或障碍物的接近，触发警报或停机，防止意外发生。
急停按钮可以在紧急情况下立即关闭机械手，确保生产安全。
6.实验结果和分析通过实验，验证了搬运机械手的功能和性能。
机械手能够准确地捡起、移动和堆放物料，实现了自动化搬运。
同时，安全保护装置能够有效地保护工作人员的安全，预防意外事故的发生。
机床上下料机械手的毕业设计
机床上下料机械手的毕业设计毕业设计的主要目的是设计一个具有高效、安全、可靠的机床上下料机械手，能够满足工业生产中对于上下料操作的需求，提高生产效率和产品质量。
首先，设计要考虑机械手的结构和动力系统。
机械手的结构应该具有一定的刚性和稳定性，以保证在高速运动和负载条件下的运动精度和稳定性。
动力系统可以选择液压、气动或电动驱动方式，根据实际需求选择合适的驱动方式。
同时，也要考虑机械手的可重复定位精度和工作速度等指标的要求。
其次，设计要考虑机械手的控制系统。
控制系统一般由控制器、传感器和执行器等组成，可以选择PLC控制器或者控制卡进行控制。
传感器主要用于机械手的位置、力量和速度等参数的检测，以保证机械手的安全运行。
执行器则是实现机械手的运动控制和操作功能的关键部件。
另外，设计要考虑机械手的安全保护措施。
在机械手的设计中应该考虑到安全措施，如限位开关、急停开关和保护罩等，以确保操作人员的安全。
此外，设计要考虑机械手的编程和操作控制。
机械手的编程可以使用编程语言或者图形化编程工具进行，根据工厂的实际需求对机械手进行编程，实现自动化的上下料操作。
操作控制方面可以选择人机界面进行操作，使操作更加简便易行。
最后，需要对设计的机械手进行仿真和实验验证。
通过模拟仿真和实验验证，可以检验设计的机械手是否满足预期的要求，并进行相应的调整和改进。
综上所述，机床上下料机械手的毕业设计需要考虑到结构和动力系统、控制系统、安全保护措施、编程和操作控制等方面的考虑，同时还需要进行仿真和实验验证。
通过设计和实验验证，可以得到一个高效、安全、可靠的机床上下料机械手，提高生产效率和产品质量。
四自由度棒料搬运机械手_毕业设计
四自由度棒料搬运机械手目录摘要: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。
本设计为四自由度圆柱坐标型工业机械手，其工作方向为两个直线方向和两个旋转方向。
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.关键词：四自由度；机械手；搬运；工业机器人The Four Degrees-of-freedom Bar Manipulator DesignsAbstract: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.This scheme introduced a cylindrical robot for four degree of freedom. It is composed of two linear axes and two rotary axis currentThis paper mainly use at the transporting of circular good material that quality is short to2KG. The different fingernail finger was Choice for transporting the good material that diameter is smaller than 60mm.Under controller function the robot move the components from one assembly line to other assembly line and turn over it in space, perform relatively simple takes.Key words: four degrees of freedom; robot; transporting; Industrial robot1 前言1.1 工业机器人的概述与发展机器人（又称机械手，机械人，英文名称：Robot），在人类科技发展史上其来有自，早在三国时代，诸葛亮发明的木牛流马即是古代中国人的智能结晶。
毕业设计(论文)六自由度搬运机械手的设计(全套图纸)
1.4.1 外机器手发展趋势 ..................................................................................... 6 1.4.2 内机器手研究现状 ..................................................................................... 7
4. R/C 伺服电机程序编写 ................................................................... 30 4.1 R/C 伺服电机介简介.........................................................................30
六自由度搬运机械手的设计
六自由度搬运机械手的设计 摘要
本文主要针对六自由度机械手在国内外的发展现状，并结合我国在当前工资水 平较低的制造业中，尽管仍属于劳动密集型，但机械手的使用却相当普遍这一现状， 以及目前世界上对于机械手的整体研究，尤其是六自由度机械手的研究拥有深刻的意 义。根据当前世界各先进国家对于机械手的应用情况及各先进国家对于机械手乃至机 器人这一领域的深入研究，本文主要从六自由度搬运机械手的结构设计与制作，电路 图的设计与绘制，控制系统的程序编写三个方面入手，并分别给予详细的介绍，从而 让在校大学生或机器人爱好者能以此为基础，从而自己动手，一步步的从机械手的结 构设计与制作，电路图的设计与绘制，控制系统的程序编写，来设计自己的机械手， 从而为以后更深层次的研究打下基础。
毕业设计机械手的总结与思考
毕业设计机械手的总结与思考
一、毕业设计机械手概述
在本次毕业设计中，我主要负责设计和实现一个机械手。
这个机械手的主要功能是模拟人类的手部运动，完成抓取、搬运和释放物体的任务。
为了实现这一目标，我需要对机械手的结构、驱动方式、控制系统等进行深入研究和设计。
二、设计过程与实现
在设计中，我首先对市场上现有的机械手进行了调研和分析，确定了机械手的整体结构和驱动方式。
然后，我使用三维建模软件对机械手进行了详细的设计，并进行了有限元分析，确保了机械手的结构强度和稳定性。
在实现阶段，我采用了Arduino作为主控制器，通过编写程序控制机械手的运动。
同时，我还为机械手设计了一套传感器系统，用于检测物体的位置和姿态，从而实现了自动抓取和搬运的功能。
三、遇到的问题与解决方案
在设计和实现过程中，我遇到了许多问题。
其中最大的问题是如何实现机械手的精准控制。
为了解决这个问题，我采用了PID控制算法，通过不断调整控制参数，实现了对机械手运动的精准控制。
此外，我还遇到了材料选择、结构设计、驱动系统选择等问题，通过查阅资料、实验和不断尝试，最终都得到了有效的解决。
四、总结与思考
通过这次毕业设计，我深入了解了机械手的设计和实现过程，掌握了许多实用的技能和方法。
同时，我也深刻认识到，设计过程中需要注重细节，不断尝试和优化，才能达到最好的效果。
此外，我也意识到自己在许多方面还有待提高，例如理论知识、实践经验等。
在未来的学习和工作中，我将继续努力，不断提高自己的能力。
搬运机械手(毕业设计)
4.2 操作面板设计
通过对机械手控制要求分析，其控制面板设计如下：
4.3 I/O点数确定及PLC选型
（1）根据控制要求，需要18个输入点，11个输出 点。
（2）由于此搬运机械手输入点数不多，性能要求 不高，因此选用欧姆龙的CPM2A-40CDR-A小 型可编程控制器，即可满足要求。
4.4 PLC外部接线图设计
• 姓 名：学生 • 专 业：机械设计制造及其自动化 • 指导老师：老师 • 设计时间：2011.4.1——2011.6.10
目录
1、搬运机械手总体结构设计 2、搬运机械手机械结构设计 3、搬运机械手液压系统设计 4、搬运机械手控制系统设计
1、搬运机械手总体结构设计
(1)该机械手采用圆柱坐标型，具有三个自由度，即 手臂的伸长、缩短和整体旋转。
2.5 机械手整体机械结构设计
1.1 手爪及夹紧液压缸设计
本次设计的搬运机械手手爪采用滑槽杠杆式结构，夹紧缸采用单作 用弹簧复位式结构，其结构如下所示：
1. 2 伸缩液压缸设计
伸缩缸可以使搬运机械手伸长或者缩短，其结构如下所示：
1.3 升降液压缸设计
升降缸可以使搬运机械手上升或者下降，其结构如下所示：
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安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2420.10.2403:55:1003:55:10October 24, 2020
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踏实肯干，努力奋斗。2020年10月24日上午3时55分 20.10.2420.10.24
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追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月24日星期 六上午3时55分 10秒03:55:1020.10.24
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严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 上午3时 55分20.10.2403:55Oc tober 24, 2020
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。
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摘要机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。
因为，它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。
尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。
在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。
在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分捡，本次毕业设计拟开发物料搬运机械手，采用的德国西门子S7-200系列PLC，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。
用于分捡大小球的机械装置。
我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。
PLC应用系统设计主要包括硬件设计、软件设计、施工设计和安装调试等内容。
本次毕业设计着重在系统设计和程序设计。
关键词：机械手 PLC 大小球分拣系统ABSTRACTThe positive role of the robot is increasingly being recognized, first, it can partially replace human labor and to achieve the production requirements, follow certain procedures, time and location of the workpiece to complete the transfer. Because it can greatly improve the working conditions of workers, industrial production to accelerate the pace of mechanization and automation. Therefore, the attention from all the advanced units and put a lot of manpower and resources to research and application. Especially in the high-temperature, high pressure, dust and noise of the occasion, applied more widely. In China, the modern years have rapid development, and achieved certain results, the importance attached by the various industrial sectors. In the production process, often the product of the sorting line, this graduation design is planned to develop material handling robot, using Siemens S7-200 series PLC, the mechanical hand up and down, left and right, and grab control of movement. The size of the ball for the sorting machinery. We use programmable technology, combined with the appropriate hardware devices, control the mechanical hand to complete a variety of actions. PLC application system design including hardware design, software design, construction design and installation and so on. This course emphasizes the system design and programming.Key word:manipulator PLC size of zhe ball sorting system目录1 PLC应用系统设计基础知识 (1)1.1 PLC控制系统设计的原则和内容 (1)1.2 PLC的选型 (1)1.2.1 性能与任务相适应 (1)1.2.2 PLC的处理速度应满足时实控制的要求 (2)1.2.3 PLC应用系统结构合理、机型系列应统一 (2)2 PLC控制系统硬件设计 (4)2.1 按钮和行程开关的选择 (4)2.1.1 按钮的介绍及选择 (4)2.1.2 行程开关的介绍及选择 (4)2.2 接近开关、转换开关、刀开关的选择 (5)2.2.1 接近开关的介绍及选择 (5)2.2.2 转换开关的介绍及选择 (6)2.2.3 刀开关的介绍及选择 (7)2.3时间继电器、接触器的选择 (8)2.3.1 时间继电器的介绍及选择 (8)2.3.2 接触器的介绍及选择 (9)2.4 熔断器、电动机的选择 (10)2.4.1 熔断器的介绍及选择 (10)2.4.2 电动机的介绍及选择 (11)2.5 电磁阀的介绍及选择 (11)2.5.1 电磁阀的介绍 (11)2.5.2 电磁阀的选择 (12)3 PLC在大小球分选系统中的设计 (13)3.1 系统的功能及结构 (13)3.1.1 系统的功能 (13)3.1.2 系统的设计思想 (13)3.2 分拣系统的工作原理 (14)3.3 分拣系统的地址分配及接线图 (15)3.3.1 分拣系统的地址分配 (15)3.3.2 系统接线图 (16)4 大小球分拣系统的程序设计 (16)4.1 系统的状态流程图 (16)4.2 分拣系统的梯形图 (18)结论 (23)谢辞 (24)参考文献 (25)1 PLC应用系统设计基础知识1.1 PLC控制系统设计的原则和内容PLC应用系统设计主要包括硬件设计、软件设计、施工设计和安装调试等内容。
本次毕业设计着重在系统设计和程序设计。
PLC的选择除了应满足技术指标的要求外，还应着重考虑产品的技术支持与售后服务等情况。
最大限度地满足被控对象或产生过程的控制要求。
对于一些原来用继电接触器线路不易实现的要求，使用PLC后，将很容易实现。
在满足控制要求前提下，力求使控制简单、经济、操作和维护方便。
对一些过去较为繁琐的控制可利用PLC的特点加以简化，通过内部程序化外部接线及操作方式。
保证控制系统的安全、可靠。
同时采取“软件兼施”的办法。
考虑到生产的发展和工艺的改进，选择PLC容量及I/O点数时，应适当留有裕量。
一个系统完成后，往往会发现一些原来没有考虑到的问题，或者新提出的问题，如果事先留有裕量。
则PLC系统极易修改。
同时对日后系统工艺的变更提供方便。
当然对于不同的用户，要求的侧重点不同，设计的原则也应有所区别，如果以提高产品和安全为目标，则应将系统可靠性放在设计的重点，设置考虑采取冗余控制系统；如果要求系统改善信息管理，则应将系统通信能力与总线网络设计加以强化；如果系统工艺经常变更，则事先充分考虑。
1.2 PLC的选型在满足控制要求的前提下，选型时应选择最佳的性能价格比，具体考虑以下几点。
1.2.1 性能与任务相适应对于开关量控制系统的应用系统，当对控制要求不高时，可选用小型PLC （如西门子公司S7-200系列PLC或OMON公司系列CPM1A/CPM2A型PLC）就能满足要求，如对小型泵的顺序控制、单台机械的自动控制等。
对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，如对工业生产中常遇到的温度、压力、流量、液位等连续量的控制，应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带有D/A转换的模拟量输出模块，配接相应的传感器、变送器和驱动装置，并且选择运算功能较强的中小型PLC，如西门子公司的S7-300系列PLC或OMRON公司的COM/CQM1H型PLC。
对于比较复杂的中大型控制系统，如闭环控制、PID调节、通信联信网4等，可选用中大型PLC。
当系统的各个控制对象分布在不同的地域时，应根据各部分的具体要求来选择PLC，一组成一个分布式的控制系统。
S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。
使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。
应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。
如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。
S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供您使用。
1.2.2 PLC的处理速度应满足时实控制的要求PLC工作时，从输入信号控制存在着滞后现象，即输入量的变化，一般要在1～2个扫描周期之后才能反映到输出端，这对于一般工业控制是允许的。
但有些设备的实时性要求教高，不允许有教大的滞后时间。
例如，PLC的I/O点数在几十到几千点范围内，这时用户应用程序的长短对系统的响应速度会有较大的差别。
滞后时间应控制在几十毫秒之内，应小于普通继电器的动作时间。
中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。
它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。
当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。
等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。
这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。
1.2.3 PLC应用系统结构合理、机型系列应统一PLC的结构分为整体式和模块式两种。
整体式结构把PLC的I/O和CPU放在一块电路板上，省去插接环节，体积小，每一I/O点的平均价格比模块式的便宜，适用于工艺过程比较稳定、控制要求比较简单的系统。
模块式PLC的功能扩展，I/O点数的增减，输入与输出点数的比例，都比整体式灵活。
维修更换模块、判断与处理故障快方便，适用于工艺过程变化教多、控制要求复杂的系统。