装车机械手计算说明书
机械手设计计算说明书
毕业设计设计题目棒料抓装机械手的设计学生姓名学号专业班级指导教师院系名称目录中文摘要 (3)英文摘要 (4)第一章绪论 (5)1.1 工业机械手 (5)1.1.1 工业机械手概述 (5)1.1.2 选题背景 (6)1.1.3 设计目的 (6)1.2 机械手的组成和分类 (7)1.2.1机械手的组成 (7)1.2.2机械手的分类 (10)1.3 国内外发展状况 (12)1.4 课题的主要要求 (13)第二章手部结构 (14)2.1 手部结构设计 (14)2.1.1概述 (14)2.2手部计算 (16)2.2.1 驱动力的计算 (16)2.2.2夹紧缸驱动力计算 (18)2.3 两支点回转式钳爪的定位误差的分析 (18)第三章腕部结构 (19)3.1腕部的结构设计 (19)3.1.1概述 (19)3.1.2 腕部的结构形式 (19)3.2手腕驱动力矩的计算 (20)第四章臂部的结构 (21)4.1 臂部设计的基本要求 (22)4.2 手臂的典型机构以及结构的选择 (23)4.2.1 手臂的典型运动机构 (23)4.2.2 手臂运动机构的选择 (23)4.3 手臂直线运动的驱动力计算 (23)4.3.1 手臂摩擦力的分析与计算 (23)4.3.2 手臂惯性力的计算 (25)4.3.3 密封装置的摩擦阻力 (25)4.4 液压缸工作压力和结构的确定 (26)第五章机身的设计计算 (29)5.1 机身的整体设计 (29)5.2 机身回转机构的设计计算 (30)5.3 机身升降机构的计算 (33)5.3.1 手臂偏重力矩的计算 (33)5.3.2 升降不自锁条件分析计算 (34)5.3.3 手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算 (34)5.3.4 油缸结构尺寸的确定 (35)第六章液压系统 (37)6.1液压系统的设计 (37)6.1.1液压系统简介 (37)6.1.2液压系统的组成 (37)6.2机械手液压系统的控制回路 (37)6.2.1 压力控制回路 (37)6.2.2 速度控制回路 (38)6.2.3方向控制回路 (38)6.3 机械手的液压传动系统 (39)6.3.1上料机械手的动作顺序 (39)6.3.2自动上料机械手液压系统原理介绍 (39)6.4机械手液压系统的简单计算 (41)6.4.1 双作用单杆活塞油缸 (42)6.4.2油泵的选择 (45)6.4.3 确定油泵电动机功率N (45)第七章PLC控制回路的设计 (46)7.1电磁铁动作顺序 (47)7.2 根据机械手的动作顺序表 (48)7.3 PLC与现场器件的实际连接图 (49)7.4 梯形图 (50)7.5指令程序 (52)结论 (56)致谢 (57)参考文献： (58)棒料抓装机械手的设计摘要：当今社会信息化、科技化时代到来，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，可以通过编程控制及检测反馈技术的成熟实现无人化操作，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
搬运机器人设计计算说明书
搬运机器人设计计算说明书搬运机器人设计计算说明书一、摘要本说明书旨在为搬运机器人设计者提供一份全面的设计计算指南。
本文首先概述了搬运机器人的基本功能和工作原理，然后详细介绍了设计计算过程，包括机器人的结构、运动学、动力学、控制系统和传感系统的设计和计算。
最后，本文提供了一些测试和优化搬运机器人的方法。
二、搬运机器人概述搬运机器人是一种能够自动执行货物搬运任务的移动设备。
它们通常由一系列传感器、控制器、驱动器和机械结构组成，能够自主或半自主地在不同地点之间搬运物品。
搬运机器人广泛应用于制造业、物流业和医疗保健等领域，显著提高了工作效率和便利性。
三、设计计算说明1、机器人结构设计与计算机器人结构应考虑强度、刚度、耐久性和轻量化等因素。
可以使用有限元分析等工程方法来分析结构的力学性能，并优化设计。
此外，需要根据实际应用需求，设计合适的移动平台、机械臂、抓取装置等。
2、机器人运动学与动力学计算搬运机器人的运动学和动力学特性直接决定了其搬运能力和效率。
通过建立运动学和动力学模型，可以分析机器人的运动轨迹、速度、加速度和力矩等参数，进而优化运动控制算法，提高搬运效率。
3、控制系统设计控制系统是搬运机器人的核心组成部分，负责协调各个部件的运动，实现精确的定位和搬运。
可以根据机器人的运动学和动力学模型，设计合适的控制算法，如PID控制器、模糊控制器等。
4、传感系统设计搬运机器人需要依靠传感器来感知周围环境和工作对象。
可以根据实际需求，选择合适的传感器，如摄像头、激光雷达、超声波传感器等，以实现精确的环境识别和定位。
四、搭建机器人系统在完成设计计算后，就可以开始搭建搬运机器人系统。
首先，按照设计图纸准备好所需的材料和部件，然后进行机械组装和电路布线。
在系统搭建完成后，需要进行初步的调试和测试，确保各个组成部分能够正常工作。
五、机器人测试与优化在完成机器人系统的搭建后，需要对机器人进行实际的测试，以验证其性能和稳定性。
仓储搬运机械手主体设计说明书
仓储搬运机械手主体设计说明书1. 引言本文档旨在详细介绍仓储搬运机械手主体的设计方案和技术要求。
仓储搬运机械手是一种自动化设备，广泛应用于仓库和物流行业，用于搬运和摆放货物。
本次设计旨在提高仓库搬运效率、减少人工本钱，以及降低人工搬运过程中的平安风险。
2. 设计目标本次设计的仓储搬运机械手主体具有以下目标：•提高仓库搬运效率：通过自动化搬运过程，减少人力需要，提高仓库的货物搬运速度和准确性。
•降低本钱：机械手可以替代局部人工工作，从而减少人力本钱。
•提高平安性：减少人工搬运过程中的事故风险，防止潜在的人身伤害。
3. 设计方案仓储搬运机械手主体设计方案包括以下几个方面：3.1 结构设计机械手主体采用铝合金制作，具有轻量化和高强度的特点。
结构设计采用四轴机械臂，具备灵巧的搬运能力。
机械手主体的设计还应考虑到易维护和易维修的特点。
3.2 控制系统机械手主体的控制系统由嵌入式计算机和传感器组成。
嵌入式计算机负责机械手的动作控制和路径规划，传感器用于感知货物的位置和状态。
控制系统应具备高实时性和稳定性，能够准确捕捉货物的位置和形状。
3.3 软件系统机械手主体的软件系统包括操作系统、控制算法和界面设计。
操作系统为机械手提供良好的运行环境，控制算法负责实现机械手的动作控制和路径规划，界面设计提供友好的操作界面，方便用户进行操作和监控。
4. 技术要求仓储搬运机械手主体的设计应满足以下技术要求：4.1 动作精度机械手主体的动作精度应到达毫米级别，能够准确地抓取和放置货物。
4.2 承载能力机械手主体的承载能力应到达一定标准，能够平安搬运各类货物，一般不低于200kg。
4.3 平安性机械手主体应具备平安保护措施，如紧急停止按钮、碰撞检测装置等，以确保在紧急情况下能够立即停止机械手的动作。
4.4 系统稳定性机械手主体应具备良好的系统稳定性，能够在长时间运行过程中保持稳定的性能和精度。
5. 总结本文档详细介绍了仓储搬运机械手主体的设计方案和技术要求。
数控机床换刀机械手设计说明(全部)之欧阳学创编
毕业设计（论文）任务书课题信息：课题性质：设计□论文□课题来源：教学□科研□生产□其它□发出任务书日期：指导教师签名：年月日毕业设计开题报告摘要本设计主要是对数控机床换刀机械手的设计。
机械手的种类很多，在本次设计中机械手选用回转式双臂机械手。
此次设计主要是对数控机床换刀机械手手部进行设计，完成手部各参数的计算，以及液压传动系统中相关参数的计算和机械手中轴的计算，还有液压控制系统的设计。
它的主要动作是将机床主轴上的刀具与刀库或刀具传送装置上的刀具进行交换，其动作循环为：拔刀─新旧刀具交换─装刀。
回转式双臂机械手刀具交换装置具有换刀时间短、动作灵活可靠等.应用最为广泛。
本设计也在一定程度上简化了换刀机械手的结构，以方便数控机床换刀机械手的加工制造过程。
关键词: 数控机床；换刀机械手；手部设计ABSTRACTThe design mainly introduces the design of the robot about CNC machine tool change.Many different types ofrobots, in this designuserotaryrobotmanipulatorarms.Thedesign ofCNC machinetool changemainly onhandto designrobotsto completethe calculation ofthe parameters ofthe hand, and the hydraulic systemrelated parametersin thecalculation andthe calculation ofthe robotaxes, as well as hydraulic control systemdesign.Its mainaction isonthemachinetoolspindleandtoollibrary ortoolto sendthe toolexchangedevice, the movementcycleare:his sword——exchange ofold and newtoolloadedknife.Rotarytoolexchange devicemanipulatorarmswith thetool change timeis short,flexible movementand reliable. It has used widely.This designalways simplify thestructure ofthe robottool changera certainextent, CNC machine toolsto facilitate theprocessingrobottool changingprocess.Keywords：CNC machine tools; Robotictool changer; HandDesign目录1绪论111.1数控技术的基本概念111.1.1我国数控技术的发展概况111.1.2数控机床的组成及特点111.2数控技术的产生与发展121.3加工中心的概况121.3.1加工中心的定义121.3.2加工中心的组成131.3.3换刀机械手的发展现状131.3.4换刀机械手的类型151.3.5机械手设计的目的及意义161.3.6确定机械手设计方案172机械手手部的设计182.1机械手手臂和手爪的设计182.1.1手爪口的计算182.1.2手爪锁的设计与计算212.2弹簧的选择与设计232.3手爪的整体尺寸设计243液压传动系统设计253.1液压传动的概述253.2液压缸的设计273.2.1液压缸的载荷组成及计算273.2.2升降缸的设计283.2.3油缸壁厚的设计313.2.4油缸长度的确定313.2.5油口直径的计算313.2.6缸底厚度计算（缸底有油孔）32 3.3液压回转缸的设计333.3.1回转缸内径的计算333.3.2回转缸壁厚的计算353.3.3缸盖联接螺钉计算363.3.4动片输出轴联接螺钉计算374花键轴的设计384.1花键轴的计算384.1.1轴的材料选择384.1.2轴径的初步计算394.1.3花键轴的校核404.2轴承的选择414.2.1升降缸中轴承的选择414.2.2对于回转缸的轴承选择434.3法兰连接的选择434.4升降缸中(液压缸及活塞杆工作)密封元件43 5机械手液压控制系统设计445.1液压系统图的拟定445.2液压控制元件选用46结论48参考文献49致谢501绪论1.1数控技术的基本概念数控技术是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。
机床上下料机械手设计 说明书(65页)
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。
装车机械手计算说明书
机械设计课程设计设计计算说明书设计题目：装车机械手姓名：XXX学号：XXX班级：XXX指导教师：XXX设计时间：XXX目录一、设计任务书⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1二、传动方案修改⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2三、总体设计计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31. 电机型号选择2. 各级传动比分配3. 各轴的运动参数和动力参数计算（转速、功率、转矩）四、传动机构设计计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯1. 齿轮传动（一）：齿轮 3 与齿轮42. 齿轮传动（二）：齿轮 5 与齿轮6五、轴系零件设计计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯1. 轴的设计计算（一）：轴22. 轴的设计计算（二）：轴3六、润滑和密封方式的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯七、箱体及附件的结构设计和选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯八、设计总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯参考文献设计题目：装车机械手设计一台装车机械手，将生产线上的纸箱搬运到货车车厢。
如图所示，已知纸箱箱体尺寸×B× Cmm3，重M kg，其他条件及要求见表一。
要求搬运能力J件/ 小时，工作寿命 6 年，每年工作300天。
选择电动机型号，分配总传动比，计算各轴的转速、输入输出功率对各级传动进行设计计算，并对整机进行结构设计。
允许选用步进电机正反转工、设计任务书机械手F =1000NV =2.0m/s D =500设计过程及计算说明二、传动方案修改1. 系统运动方案图注一：1. 零件 1是带内螺纹的套筒，与齿轮 2做成一体；2. 零件 2 是带外螺纹的套筒，与零件 1 旋合；3. 零件 3 是与上机箱连接的空心轴；注二：1.零件3 与轴4之间用滑键连接，零件 3可随轴 4转动，并可沿其上 下移动；2. 零件 2 带动零件 3 上下运动；3. 零件2与零件 3、零件 3与轴 4之间皆用圆锥滚子轴承。
三、总体设计计算1、电机型号选择（1 ）电动机类型的选择：Y 系列三相异步电动机（ 2 ）电动机功率选择：传动装置的总功率：η1= η联轴器×η4轴承×η3齿轮=0.96 × 0.98 2×0.97 ×0.99 ×0.96=0.808η2= η联轴器×η3轴承×η齿轮×η梯形螺纹=0.96 ×0.98 3×0.97 ×0.4=0.350电机所需的工作功率：P 工作1= jW/ η1=100 × 0.393/0.808=48WP 工作2= FV/ η2=1200 × 0.0.025/0.35=75WP 工作= P 工作1+ P 工作2=123W（3 ）确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n 筒=60 × 0.25/4=3.75r/minn 升降=0.1 ×60/ （ 4 ×0.01 ）=150r/min按手册P7 表1 推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i'a=3~5 。
车身焊装助力机械手应用设计理论研究
车身焊装助力机械手应用设计理论研 究
俞 经经
（ 上汽通用五菱汽车股份有限公司 整车制造部 ， 广西 柳州 ５５ ０ ） ４ ０ ７
摘 要 ： 了 高员工操作 效率， 为 提 保证操作安全。 上汽通用五菱在 车身项 目中引入 了 力机械手设备。 助 通过使 用该设备 ， 车间节省 了人
力机械臂 的设计要素和设计 理论 。 助力机械手的设计要素 ， 按 照各个 区域 的不 同 ，可以分 为工 艺要 素、 Ｕ要 素和设备 本身 Ｂ
的要 素 。
图 ２ 助 力机 械 手 升 降 的 高 度 行 程 不 够
１２ 原 因分 析 Ｉ
产 生 以上 问题 的原 因 。 主要 从 以 下几 点进 行 分 析 ：
１ 工艺 要素
即车身工艺与助力机械手之 问的相互要求 ，依次 以侧 围
外板 、 总成 为例 ， 要介 绍 其 工 艺 要 素 。 简
（） １ 承包商的责任。在设计、 制造 、 安装 等阶段 ， 与业主 未 方面进行及时 、 持续 的交流 。承包 方应在设计前 ， 根据机械手
的选 型 ， 助力 机械 手 的高 度 行 程 与 业 主 方 面 进 行 重 要 交 流 ， 对
行程符合使用要求。
１３ 解 决 措 施 ．
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对于 出现 以上行程不够 的情况 ， 结合此项 目， 我们 主要有
以下 几 种 解 决 措施 ：
（） １ 通过现场调整 吊架件结构和气缸行程来解决 。例如 ，
汉萨机械手说明书
汉萨机械手说明书摘要：一、汉萨机械手简介二、产品特点与优势1.高度智能化2.操作简便3.高效节能4.稳定可靠三、技术参数与规格四、安装与使用说明1.安装步骤2.使用注意事项五、故障排除与维护1.常见故障及处理方法2.日常维护保养六、安全防护与操作规范七、售后服务与技术支持正文：一、汉萨机械手简介汉萨机械手是一款集高度智能化、操作简便、高效节能和稳定可靠于一体的自动化设备。
它广泛应用于各类工厂生产线，为企业提高生产效率、降低人力成本、提升产品品质提供了有力保障。
二、产品特点与优势1.高度智能化汉萨机械手采用先进的控制系统，具备自主学习功能，可实现精确、快速的定位和抓取。
在生产过程中，它能自动识别目标物体，并根据预设程序完成抓取、搬运、装配等任务。
2.操作简便汉萨机械手采用人性化设计，操作界面简洁直观，便于操作者快速上手。
同时，它支持多种编程语言，方便工程师进行功能扩展和优化。
3.高效节能汉萨机械手采用高效电机和减速器，确保设备在运行过程中能耗较低。
此外，它还具备节能模式，可在空闲时段自动降低功耗，降低运行成本。
4.稳定可靠汉萨机械手在生产过程中，能够稳定运行，保证较高的生产效率。
它采用了高强度铝合金材料，具有优良的抗磨损和抗冲击性能，延长设备使用寿命。
三、技术参数与规格汉萨机械手根据不同型号和应用场景，具备不同的技术参数和规格。
具体参数请参考产品说明书或咨询我公司技术人员。
四、安装与使用说明1.安装步骤（1）清理安装现场，确保地面平整、无尘、无油；（2）将机械手摆放在安装位置，对准基准孔，插入螺栓；（3）紧固螺栓，确保机械手稳定可靠；（4）接通电源，进行电气连接；（5）安装完成后，进行空载试运行，检查设备运行是否正常。
2.使用注意事项（1）使用前，请仔细阅读说明书，了解设备性能、操作方法及安全事项；（2）遵守操作规程，防止误操作导致的设备损坏或人员伤害；（3）定期检查机械手运行状态，发现异常及时停机处理；（4）保持设备清洁，定期润滑，确保机械部件正常运行。
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机械设计课程设计
设计计算说明书设计题目：装车机械手
姓名：XXX
学号：XXX
班级：XXX
指导教师：XXX
设计时间：XXX
目录
一、设计任务书 (1)
二、传动方案修改 (2)
三、总体设计计算 (3)
1. 电机型号选择
2. 各级传动比分配
3. 各轴的运动参数和动力参数计算（转速、功率、转矩）
四、传动机构设计计算………………
1. 齿轮传动（一）：齿轮3与齿轮4
2. 齿轮传动（二）：齿轮5与齿轮6
五、轴系零件设计计算………………
1. 轴的设计计算（一）：轴2
2. 轴的设计计算（二）：轴3
六、润滑和密封方式的选择……………………………………
七、箱体及附件的结构设计和选择……………………………
八、设计总结……………………………………………………参考文献…………………………………………………………
一、设计任务书
设计题目：装车机械手
设计一台装车机械手，将生产线上的纸箱搬
运到货车车厢。
如图所示，已知纸箱箱体尺寸A
×B×Cmm3，重M kg，其他条件及要求见表一。
要求搬运能力J件/小时，工作寿命6年，每年
工作300天。
选择电动机型号，分配总传动比，
计算各轴的转速、输入输出功率。
对各级传动进
行设计计算，并对整机进行结构设计。
允许选用
步进电机正反转工作。
纸
H L
C B
机械手K
A
车箱
设计过程及计算说明
二、传动方案修改
1. 系统运动方案图
注一：
1.零件1是带内螺纹的套筒，与齿轮2做成一体；
2.零件2是带外螺纹的套筒，与零件1旋合；
3.零件3是与上机箱连接的空心轴；
注二：
1.零件3与轴4之间用滑键连接，零件3可随轴4转动，并可沿其上
下移动；
2.零件2带动零件3上下运动；
3.零件2与零件3、零件3与轴4之间皆用圆锥滚子轴承。
因轴上端被齿轮4挡住，考虑由箱体内铸造一个凸起的轴承座。
下端则安装在箱体底部铸造的轴承座孔中，考虑到加工方便，在座孔中用安装一个套杯。
b）确定轴各段直径和长度
c)按弯扭复合强度条件计算
（略）
2、轴的设计计算（二）：轴3
1).按扭矩初算轴径
选用45（调质），硬度217~255HBS
根据《机械设计》表15-3，取c=126
d≥126 (0.084/11.25)1/3mm=24.63mm
考虑有两个键槽，将直径增大10%-15%，则
d=24.63×(1+10%-15%)mm=27.1-28.3mm
∴选d=29mm
2).的结构设计
a）轴上零件的定位，固定和装配
轴4的大齿轮上面由轴肩定位，下面用档油盘轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以套杯和大筒定位，则采用过渡配合固定。
b）确定轴各段直径和长度
3).按弯矩复合强度计算
（略）
八、参考文献
1．濮良贵，纪名刚. 《机械设计》（第七版）. 北京：高等教育出版社，2004 2．2王昆，何小柏，汪信远，《课程设计》，高等教育出版社
3. 刘鸿文，《材料力学》（第五版），高等教育出版社。