上下料机械手课程设计说明书
机械手设计说明书
1 设计项目名称机械装备项目--机械手课程设计2 设计目的利用设计的机械手夹起形状为正六边体，质量为5kg工件，并运送到工作台。
设计的过程主要解决的问题如下：（1）工件的重量和外形尺寸问题：工件质量5kg，半径在90-110mm范围内。
（2）工件的外形问题：工件的横截面为正六边形，夹紧的过程要解决夹到棱边的问题。
（3）各零部件的工艺问题：零部件应有良好的工艺性，可用最简单，常见的工艺（铸，车，铣，钻等），实现零部件的加工。
（4）整体的稳定性，灵活性保证问题：各部件协调工作，保证装配体的工作稳定：如齿轮齿条配合，连杆配合等的稳定性考虑；保证机械手总体质量小，惯性小，灵活可靠。
3 设计方案说明3.1机械手工作原理图1 拆去底板装配图工作过程：液压缸产生推力，推动齿条来回移动，齿轮与齿条啮合旋转，齿轮带动四连杆转动，连杆推动夹板夹住工件。
3.2结构说明3.2.1执行机构：夹板图2 夹板1）特点夹板在竖直方向上有采用铰接，可自动调整到与工件位置相平行的状态，夹板上有滚花工艺，增大摩擦系数，保证夹起的工件不滑落。
2）尺寸根据工件的外形尺寸，确定夹板长×宽为：80×50，根据经验，采用厚度为5mm的钢板。
3.2.2传动链1、四连杆机构图4 四连杆机构1）特点四连杆机构铰链连接的部分采用滑动轴承，安装尺寸小，润滑方便，四连杆运动摩擦小；连杆机构在未到达死点的位置下工作，机构工作可靠；连杆机构可以保证使夹板平行运动，从而保证夹板与工件表面平行，夹板接触工件时受力均匀，可平稳夹住工件，增强了整体装夹的稳定性。
2）尺寸计算图5 结构简图确定L2：因为机械手要夹紧的工件的范围是90～110mm，故L2＝L1=(110+19×2-40)÷2=54mm留下一定的设计余量，选L2=60mm。
确定L3：为了能够装夹不同高度的工件，同时选择L5=40mm，连杆的长度L3应满足：L3=L5+h=87.5mm，取L3=90mm。
自动上下料机械手设计
自动上下料机械手的设计摘要随着机电一体化技术和计算机技术的应用，机械手的研究和开发水平获得了迅猛的发展并涉及到人类社会生产及生活的各个领域，特别是工业机械手在生产加工中的应用。
机械手是近代自动控制领域中出现的一种新型技术装备，它能模仿人体上肢某些动作，在生产中代替人搬运物体或操持工具进行动作，已成为现代机械制造系统中的一个重要组成部分。
本次设计主要设计自动上下料的机械手，该系统采用液压驱动，传动平稳，且易于控制，控制系统采用一般PLC所具有的位移寄存器和位移指令来编程。
关键词：机械手，液压驱动，控制系统目录1绪论 (1)2 工业机械手的设计方案 (2)2.1 工业机械手的组成 (2)2.2 上下料机械手的工作原理 (3)2.3 规格参数的选择 (3)2.4 设计路线与方案 (4)2.4.1 机械手的总体设计方案 (4)2.4.2 设计步骤 (4)2.4.3 研究方法和措施 (4)3 机械手各部分的计算与分析 (5)3.1 手部计算与分析 (5)3.1.1 滑槽杠杆式手部设计的基本要求 (5)3.1.2 手部的计算和分析 (5)3.2 腕部计算与分析 (12)3.2.1 腕部设计的基本要求 (12)3.2.2 腕部回转力矩的计算 (13)3.2.3 腕部摆动油缸设计 (16)3.2.4 选键并校核强度 (18)3.3 臂部计算与分析 (18)3.3.1 臂部设计的基本要求 (18)3.3.2 手臂的设计计算 (20)3.4 机身计算与分析 (28)4 液压系统设计 (29)4.1 液压系统总体设计 (29)4.2 液压元件的选择 (29)4.2.1 液压缸 (29)4.2.2 液压泵的选取要求及其具体选取 (31)4.2.3 选择液压控制阀的原则 (33)4.2.4 选择液压辅助元件的要求 (33)5 液压元件的保养与维修 (37)5.1 液压元件的安装 (37)5.2 液压系统的一般使用与维护 (37)5.3 一般技术安全事项 (37)6 结论 (39)参考文献 (40)致谢 (41)附录 (42)1绪论工业机械手是人类创造的一种机器,更是人类创造的一项伟大奇迹,其研究、开发和设计是从二十世纪中叶开始的。
冲床上下料机械手毕业设计说明书
绪论1. 机械手概述工业机器人由操作机(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。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
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。
在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。
生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。
因此，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、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用[1]。
机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。
随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。
由于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[2]。
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。
机床上下料机械手设计_说明书(65页)
机床上下料机械手设计_说明书(65页)机床上下料机械手设计说明书第1章绪论1.1 选题背景机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。
机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。
目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。
把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。
当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。
而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。
因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。
1.2 设计目的本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的数控机床上下料机械手的设计，能够比较好地体现机械设计制造及其自动化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。
目前，在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，劳动强度大、生产效率低。
为了提高生产加工的工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代自动化大生产,针对具体生产工艺,利用机器人技术，设计用一台装卸机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。
上下料机械手设计说明书
编号：（ ）字 号本科生毕业设计（论文）题目：姓名： 学号：班级：二〇一四六月上下料机械手 徐洪枫 03101231 机械工程及自动化20100班中国矿业大学本科生毕业设计姓名：徐洪枫学号：031047 学院：机电工程学院专业：机械工程及自动化设计题目：上下料机械手专题：指导教师：钱继国职称：副教授二O一四六月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院机电学院专业年级机自10-10学生姓名徐洪枫任务下达日期：2014年2月21日毕业设计日期：2014年3月1日至2014年6月15日毕业设计题目：上下料机械手毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：一、主要设计参数：（自选参数）1．抓重：25kg2．工件直径d mm100。
3．驱动方式：液压驱动。
4．工作自由度：腕回转、腕转动、臂上仰、臂回转二、设计要求1：拟定机械手的总体设计，确定其运动形式，2：作业空间及有关规格参数，进行各零件的设计与计算3：设计与绘制机械手的总体图、装配图及零件图4：机械手运动分析院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；⑨是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；⑨是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩摘要本篇主要是液压型-自动上下料机械手的结构设计，主要完成的动作有腕回转、腕转动、臂上仰、臂回转。
自动上下料机械手毕业设计
自动上下料机械手毕业设计一、需求分析随着工业自动化水平的提高，自动上下料机械手在工业生产线上的作用越来越重要。
自动上下料机械手能够替代人工完成重复的上下料工作，提高生产效率和产品质量。
因此，设计一个具有自动上下料功能的机械手成为了当前毕业设计的热门课题之一二、系统结构设计在设计自动上下料机械手之前，需要先明确机械手的结构和工作原理。
1.结构设计2.工作原理机械手的工作原理主要分为三个步骤：识别物体位置、抓取物体、放置物体。
a.物体识别机械手需要通过视觉系统或传感器来识别需要上下料的物体位置。
视觉系统可以通过图像处理技术识别物体的形状、颜色和位置信息，传感器可以通过接触或非接触方式感知物体的位置。
b.抓取物体机械手通过夹爪对物体进行抓取。
夹爪可以采用机械夹持、气动夹持或电磁夹持等方式来完成抓取动作。
在抓取物体时需要注意夹爪的力度和抓取位置，以确保物体不会被损坏或滑落。
c.放置物体机械手将抓取的物体放置到目标位置。
在放置物体时同样需要注意放置位置和力度，以确保物体能够准确放置到目标位置。
三、技术选型在设计自动上下料机械手的过程中，需要选取合适的技术和材料。
1.机械结构机械结构可以采用金属、塑料或复合材料制作，具体选材要根据机械手的负荷和精度要求来决定。
2.夹爪夹爪可以根据具体应用选择合适的类型，例如并行夹爪、夹具夹爪或磁力夹爪等。
3.控制系统机械手的运动控制系统可以采用单片机、PLC或伺服电机控制等方式。
选择控制系统时需要考虑运动速度、精度和整体效率等因素。
四、系统实现在设计完机械手的结构和选型之后，需要进行系统的实现。
1.机械结构制作根据设计要求制作机械手的机械结构，包括机械臂、夹爪和固定装置等。
2.控制系统搭建根据选定的控制系统，搭建机械手的运动控制系统。
可以通过编程、电路连接和传感器安装等方式完成。
3.调试和测试完成机械手的组装后，进行调试和测试。
通过调试和测试可以发现和解决机械手运动、抓取和放置等环节出现的问题，并对系统进行优化和改进。
液压课设任务书-机床上下料机械手
安
排
起止日期
工作内容
2013.12.20
熟悉设计的一般步骤和方法、设计的要求、布置设计题目；
2013.12.21.-12.24
学生进行设计；
2013.12.25-12.26
教师验收，学生修改打印设计报告。
2013.12.27
答辩
主
要
参
考
资
料
[1]许福玲 陈尧明主编，液压与气压传动，机械工业出版社，2007年6月。
[7] 成大先. 机械设计手册（单行本）.液压传动.北京：化学工业出版社，2001.
[8] 杨培元，朱福元．液压系统设计简明手册.北京：机械工业出版社，1999.
指导教师（签字）：年月日
d、控制方式：起止设定位置；
e、定位精度：±0.5mm；
f、手指握力：392N；
g、驱动方式：液压驱动。
3）机械手自动化要求：
要求系统采用电液结合，实现自动循环，速度换接无冲击，且速度要稳定，能承受一定量的反向负荷。
二、设计任务
完成如下工作：
1）按机床上下料机械手要求设计液压系统，绘出液压系统图。
2）确定执行液压缸的结构参数。
[2] 章宏甲等编，液压与气压传动，机械工业出版社，2004年2月。
[3] 何存兴主编，液压传动与气压传动，华中科技大学出版社，2002年1月。
[4] 张群生主编，液压与气压传动，机械工业出版社，2001年8月。
[5] 姜继海等主编，液压与气压传动，高等教育出版社，2002年1月。
[6] 左建民主编，液压与气压传动，机械工业出版社，1995年10月。
课程设计任务书
2013-2014学年第一学期
机电工程学院（系、部）机械制造专业110114班级
机械手课程设计说明书
第1章绪论1.1 工业机器人的简介工业机器人是机械技术、电子技术与计算机技术有机结合在一起形成的一种机电一体化的产品，从其诞生起就受到人们的关心与重视。
经过几十年的发展，目前工业机器人技术已经很成熟。
工业机器人已从最初在解决劳动密集型工业中单调、重复的体力劳动发展到满足制造业自动化规模生产需要的工作。
其应用领域不断扩大，从最初主要应用于汽车工业发展到现在涉及制造业的各个行业。
目前我国国民经济的快速发展，先进制造业已进入一个新的发展阶段。
随着经济全球化和我国加入WTO，中国制造业面临着与国际接轨、参与国际竞争的局面。
如何适应快速变化的国内外市场需求，如何以高质量、低成本、快速反应的手段在市场中取得生存和发展，已是我国企业不容回避的问题，这些问题为工业机器人的应用提供了大的市场需求，促使中国工业机器人的应用市场日趋成熟。
近几年来，国外著名的工业机器人制造厂商纷纷加大了在我国的投资和应用技术的投入，对我国的国产工业机器人产业的发展带来了严峻的挑战。
我国政府非常重视机器人技术的发展，从“七五”科技攻关及实施863 计划开始，就有计划地组织和发展工业机器人事业，经过20多年的研制和应用，目前在工业机器人的一些机种方面，如喷漆机器人、焊接机器人、搬运机器人、装配机器人和特种机器人都有了长足的进步，基本掌握了工业机器人的设计制造技术和机器人应用中单元和生产线的设计、制造技术，有了一支具有一定水平的技术队伍，奠定了我国独立自主发展机器人产业的基础。
但是，我国工业机器人在总体技术上与国外先进水平相比还有很大差距，仅相当于国外九十年代中期的水平。
目前工业机器人的生产规模仍然不大，多数是单件小批生产，关键配套的单元部件和器件始终处于进口状态，工业机器人的性价比较低。
我国整体装备制造水平不高，制约了我国工业机器人产业的形成和实现规模化的发展。
尽管中国工业机器人的需求在逐年增加，但要能为用户提供高质价廉的工业机器人商品，目前在我国尚有较长的路程。
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上下料机械手课程设计说明书专业课程设计任务书一、目的与要求《专业课程设计》是机械设计及自动化专业方向学生的重要实践性教育环节，也是该专业学生毕业设计前的最后一次课程设计。
拟通过《专业课程设计》这一教学环节来着重提高学生的机构分析与综合的能力、机械结构功能设计能力、机械系统设计的能力和综合运用现代设计方法的能力，培养学生的创新与实践能力。
在《专业课程设计》中，应始终注重学生能力的培养与提高。
《专业课程设计》的题目为工业机械手设计，要求学生在教师的指导下，独立完成整个设计过程。
学生通过《专业课程设计》，应该在下述几个方面得到锻炼：1．综合运用已学过的“机械设计学”、“液压传动”、“机械系统设计”、“计算机辅助设计”等课程和其他已学过的有关先修课程的理论和实际知识，解决某一个具体设计问题，是所学知识得到进一步巩固、深化和发展。
2．通过比较完整地设计某一机电产品，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，掌握机电产品设计的一般方法和步骤。
3．培养机械设计工作者必备的基本技能，及熟练地应用有关参考资料，如设计图表、手册、图册、标准和规范等。
4． 进一步培养学生的自学能力、创新能力和综合素质。
二．主要内容表1精锻机上料机械手主要技术参数 手臂运动形式 （ 圆柱坐标式抓取重量60kgf 自由度4个 手 手臂运动行程和速度 水平伸缩 500mm 设定点2 升降 600mm 设定点2左右旋转200度 设定点3 手腕回转和速度180度 设定点2手指夹持范围 四种规格 90-120定位方式和定位精度机械挡块 +-1mm控制方式点位程控，开关板预选 驱动方式液压 kgf/cm2（1）根据以上相关设计参数及要求，完成精锻机上料机械手方案设计、结构设计及控制系统设（2）撰写专业课程设计报告一份，不少于10000字。
序号设计内容完成时间备注1 总体方案设计第2天第5天2 绘制部件及总体设计草图3 绘制零件图第8天4 绘制液压原理图第9天5 绘制电器原理图第10天6 绘制正式图第12天7 编写专业课程设第13天计报告8 答辩第14天1．机械手总装图1张（0号图纸）、部件图若干张（0号图纸）；2．全部非标零件图（图纸类型是零件类型及复杂程度而定）；3．液压原理图和电器控制原理图各一张；4．撰写专业课程设计报告一份，不少于10000字。
五、考核方式专业课程设计的成绩评定采用四级评分制，即优秀、良好、通过和不通过。
成绩的评定主要考虑学生的独立工作能力、设计质量、答辩情况和平时表现等几个方面，特别要注意学生独立进行工程技术工作的能力和创新精神，全面衡量学生的真实质量。
学生姓名：安蕾刘国威刘欣磊彭澎孙赫俊指导教师：杨晓红、花广如、杨化动2011年12月30日一机械手动作过程和主要设计参数介绍1.1 任务概述本次专业课程设计的任务是设计精锻机上料机械手。
本机械手是为精锻机服务的，具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，可大大减少工人的劳动强度，并且大大提高上料的效率。
工业机械手是一种新型的自动化装置，它可根据作业的要求，按照预先确定的程序搬运物体，装卸零件以及操持喷枪、焊把等工具区完成一定的任务，因此它可在繁重、高温和多粉尘等劳动条件较差的作业中，部分地代替人工操作。
1.2 精锻机上料机械手的动作过程当旋钮打向回原点时，系统自动地回到左上角位置待命。
当旋钮打向自动时，系统自动完成各工步操作，且循环动作。
当旋钮打向手动时，每一工步都要按下该工步按钮才能实现。
1.3 精锻机上料机械手的总体设计简图由动作要求和实际生产检验的综合考虑，初步拟定机械手结构简图如下：精锻机上料机械手结构示意图1.4精锻机上料机械手的结构设计由结构示意图得，该上料机械手有4个自由度：1、腕部的回转运动。
2、臂部的水平移动。
3、腰部的上下移动。
4、机身的回转运动。
1.5 精锻机上料机械手主要技术参数,见下表 手臂运动形式 （ 圆柱坐标式抓取重量60kgf 自由度4个 手 手臂运动行程和速度 水平伸缩500mm 设定点2 升降 600mm 设定点2左右旋转200度 设定点3 手腕回转和速度180度 设定点2手指夹持范围 四种规格 90-120定位方式和定位精度机械挡块 +-1,mm控制方式点位程控，开关板预选 驱动方式 液压 kgf/cm2二整体方案设计2.1 机械手的设计参数抓重：60kg；自由度数：4个；坐标形式：圆柱坐标；最大工作半径：1700毫米；手臂最大中心高：2300毫米；手臂运动参数；手臂伸缩范围：0~500毫米手臂伸缩速度：伸出176毫米每秒；缩回233毫米每秒；手臂升降范围：0~600毫米；手臂升降速度：上升102毫米每秒；下降152毫米每秒；手臂回转范围：00 ~2000 (实际使用为950)；手臂回转速度：630每秒；手腕运动参数：手腕回转范围:00~1800；手腕回转速度：2010每秒；手指夹持范围：Φ90-Φ120毫米；缓冲方式及定位方式：手臂伸缩：伸出时由行程开关适时切断油路，手臂缓冲，缩回时由行程开关控制返回终了位置。
手臂升降：上升时是靠可调碰铁触动行程开关而发信，使电液换向阀变为“o”型滑阀机能，切断油路而实现缓冲定位，下降时靠油缸端部节流缓冲，由行程开关控制终了位置。
手臂回转：采用行程节流阀（双向使用）减速缓冲，用定位油缸驱动定位销而定位。
手腕回转：采用行程开关发信，切断油路滑行缓冲，死挡块定位。
驱动方式：液压控制方式：点位程序控制2.2 机械手实现的动作机械手原位→机械手前伸→机械手上升→机械手抓取并夹紧→机械手后退机械手左转→机械手前伸→机械手松开→机械手下降→机械手右转→退至原位2.3 机械手的结构组成本机械手系统由执行系统、驱动系统和控制系统组成。
执行系统包括手部、手臂、手腕。
驱动系统包括动力源、控制调节装置和辅助装置组成。
控制系统由程序控制系统和电气系统组成。
2.4 机械手的工作过程立式精锻机和自动上料机械手等的配置如图2-4-1所示。
被加热的坯料由运输车2送到上料位置后，自动上料机械手3将热坯料搬运到立式精锻机1上锻打，其成品锻件由下料机械手4送立式精锻机上取下并送到转换机械手5上，转换机械手先把锻件翻转90°成水平位置，由丙烷切割装置6将两端切齐，切割完毕，转换机械手5的手臂再水平回转87°，将锻件水平放置到下料运输装置7上，运送到车间外面的料仓处进行冷却。
自动上料机械手3在此精锻生产线上可以完成取料、喂料和变换工位等动作。
2.5 机械手的座标型式与自由度选择按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其座标型式可分为直角座标式、圆柱座标式、球座标式和关节式。
由于本机械手在上下料时手臂具有升降、收缩及回转运动，因此，采用圆柱座标型式。
相应的机械手具有三个自由度，为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加一个手臂上下摆动的自由度。
2.6 机械手的手部结构方案设计为了使机械手的通用性更强，把机械手的手部结构设计成可更换结构，当工件是棒料时，使用夹持式手部。
2.7 机械手的手腕结构方案设计考虑到机械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。
因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转运动的机构为回转液压缸。
2.8 机械手的手臂结构方案设计按照抓取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转和降(或俯仰)运动。
手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。
手臂的各种运动由液压缸来实现。
2.9 机械手的驱动方案设计由于液压压传动系统的动作迅速，反应灵敏，阻力损失和泄漏较小，成本低廉因此本机械手采用液压压传动方式。
2.10 机械手的控制方案设计考虑到机械手的通用性，同时使用点位控制，因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制。
当机械手的动作流程改变时，只需改变PLC程序即可实现，非常方便快捷。
三机械手具体结构设计各机构设计3.1手部抓紧机构设计计算3.1.1对手部设计的要求1、有适当的夹紧力手部在工作时，应具有适当的夹紧力，以保证夹持稳定可靠，变形小，且不损坏工件的已加工表面。
对于刚性很差的工件夹紧力大小应该设计得可以调节，对于笨重的工件应考虑采用自锁安全装置。
2、有足够的开闭范围夹持类手部的手指都有张开和闭合装置。
工作时，一个手指开闭位置以最大变化量称为开闭范围。
对于回转型手部手指开闭范围，可用开闭角和手指夹紧端长度表示。
手指开闭范围的要求与许多因素有关，如工件的形状和尺寸，手指的形状和尺寸，一般来说，如工作环境许可，开闭范围大一些较好，如图2.1所示。
图2.1 机械手开闭示例简图3、力求结构简单，重量轻，体积小手部处于腕部的最前端，工作时运动状态多变，其结构，重量和体积直接影响整个机械手的结构，抓重，定位精度，运动速度等性能。
因此，在设计手部时，必须力求结构简单，重量轻，体积小。
4、手指应有一定的强度和刚度5、其它要求因此送料，夹紧机械手，根据工件的形状，采用最常用的外卡式两指钳爪，夹紧方式用常闭史弹簧夹紧，松开时，用单作用式液压缸。
此种结构较为简单，制造方便。
3.1.2拉紧装置原理油缸右腔停止进油时，液压力夹紧工件，油缸右腔进油时松开1、右腔推力为=（π／4）D²PFP（2.1）=（π／4）⨯0.5²⨯25⨯10³=4908.7N2、根据钳爪夹持的方位，查出当量夹紧力计算公式为：F=（2b／a）⨯（cosα′）²N′1（2.2）其中 N′=4⨯98N=392N，带入公式2.2得：=（2b／a）⨯（cosα′）²N′F1=(2⨯150/50)⨯（cos30º）²⨯392=1764N则实际加紧力为F实际=PK1K2/η1（2.3）=1764⨯1.5⨯1.1/0.85=3424N=3500N经圆整F13、计算手部活塞杆行程长L,即L=（D/2）tgψ（2.4）=25×tg30º=23.1mm经圆整取l=25mm4、确定“V”型钳爪的L、β。
取L/Rcp=3 （2.5）式中：Rcp=P/4=200/4=50 （2.6）由公式（2.5）（2.6）得：L=3×Rcp=150取“V”型钳口的夹角2α=120º，则偏转角β按最佳偏转角来确定，查表得：β=22º39′5、机械运动范围（速度）【1】（1）伸缩运动 V=500mm/smax=50mm/sVmin=500mm/s（2）上升运动 VmaxV=40mm/smin（3）下降Vmax=800mm/sVmin=80mm/s（4）回转Wmax=90º/sWmin=30º/s所以取手部驱动活塞速度V=60mm/s6、手部右腔流量Q=sv （2.7）=60πr²=60×3.14×25²=1177.5mm³/s7、手部工作压强P=F 1/S （2.8）=3500/1962.5=1.78Mpa3.1.3手部液压缸尺寸计算手部受力计算手臂的行程为100mm.速度为400mm/s,起动和制动的时间为0.2s水平伸缩直线运动油缸驱动力P 的计算根据受力平衡有：N a GL R a R GL b b 2002.01.0400=⨯==⇒⨯= N a GL G R R R G a a b 600200400=+=+=⇒=+N a a L G P m 380100100100220018.02=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+总＝μ G 参与运动的零部件的总重量（包括工件）200Nμ当量摩擦系数0.18gm P 导向杆的摩擦阻力,am bm P P 分别为a,b 杆的摩擦阻力Ra ，Rb 分别为导向套左右端的受力a 导向套的长度200mmL 工件重心距离导向套的长度100mm水平移动油缸受力状态手部油缸驱动力计算活塞杆，缸盖，缸壁，伸缩油管之间的摩擦阻力0.05PsP 密封装置处的摩擦阻力0.05P h P 油缸回油腔低压油造成的阻力，取为0.05Pg P 手臂起动或制动时活塞杆上受到的平均惯性力 N t V g G P g 602.02.010600=⨯=∆∆⨯=v∆从静止加速到工作速度的速度变化量 t ∆起动的时间取为0.2s油缸驱动力=+++=g h s m P P P PP 844N油缸的尺寸： 当油进入无杆腔有： mm P P D 3.5496.0164413.113.11=⨯==η （工作压力MPa P 11=），取mm D 60=根据标准油缸外径(JB1068-67)取80mm,所以壁厚为10mm活塞杆的计算πσσ≥=4[][]100~120pd MPa计算得d=44mm手臂的伸缩行程为200mm,根据其它零部件的安装所需间隙，总长取活塞杆l=240mm 。