机械手设计方案
机械手总体方案设计.docx
第2章机械手的总体方案设计2.1机械手基本形式的选择常见的工业机械手根据手臂的动作形态，按坐标形式大致可以分为以下4种:(1) 直角坐标型机械手；(2)圆柱坐标型机械手；(3)球坐标(极坐标)型机械手; (4)多关节型机机械手。
其中圆柱坐标型机械手结构简单紧凑 ，定位精度较高，占 地面积小，因此本设计采用圆柱坐标 型111。
图2.1是机械手搬运物品示意图。
图 中机械手的任务是将传送带B 上的物品搬运到传送带AO2.2、方案设计(1)、黑箱结构如图2.1所示图2.2设计方案 (2) 、机械手动作分析及运动分析如图2.3所示，工件首先被机械手夹持，然 后再随之一起运动。
其周期运动可以表现为(按动作顺序)：大臂下降一夹紧工 件一手腕上翻一大臂上升一大臂回转一手臂延伸一放松工件一手臂收回一手腕 传送带 A 工件 驱动能信息 自动机械手 —■工件位置改变 夹持图2.1机械手基本形式示意下翻一大臂回转一大臂下降图2.3机械手运动图（3）、功能原理如图2.3所示图2.4机械手功能原理图（4）、方案设计①传动系统如果机械手采用机械传动，则自由度少，难于实现特别复杂的运动。
而对于组合机床自动上下料的机械手，其工件的运动需要多个自由度才能完成，故不宜采用机械传动方案。
如果机械手采取气压传动，由于气控信号比光、电信号慢得多，且由于空气的可压缩性，工作时容易产生抖动和爬行，造成执行机构运动速度和定位精度不可靠，效率也较低。
电气传动必须有减速装置和将电机回转运动变成直线运动的装置，结构庞大，速度不易控制。
气液联合控制和电液联合控制则使系统和结构上很复杂。
综上所述，我们选择液压传动方式。
②控制系统本机械手是专用自动机械手，选择智能控制方式中的PL（程序控制方式，这样可以使机械手的结构更加紧凑和完美。
③执行系统分析本机械手的执行系统是手部机构。
手部机构形式多样，但综合其总体构型，可分为：气吸式、电磁式和钳爪式3种。
根据本组合机床加工工件的特征（导卫轮、精密铸钢件），选择钳爪式手部结构。
四自由度机械手毕业设计
四自由度机械手毕业设计
四自由度机械手的毕业设计可以从以下几个方面入手：
1. 机械结构设计：根据所需的工作空间、负载要求、运动速度等参数，设计出四自由度机械手的整体结构。
其中，四自由度机械手的自由度一般包括三个旋转自由度和一个平移自由度。
2. 控制系统设计：根据机械手的运动方式和运动范围，设计出相应的控制系统。
可以采用传统的PID控制算法或者基于神经网络的控制算法，确保机械手的稳定性和精度。
3. 动力学分析：对机械手进行动力学分析，研究机械手在运动过程中的力学特性，比如加速度、速度、角加速度等参数，为机械手的优化提供理论依据。
4. 实验验证：经过机械结构设计、控制系统设计和动力学分析后，可以进行实验验证。
通过实验对机械手的运动精度、稳定性、负载承载能力等参数进行测试，对设计方案进行调整和优化。
以上只是一些可以从不同方面入手的思路，毕业设计的具体内容和难度还需要根据实际情况和要求进行具体确定。
机械手的整体设计
机械手的整体设计机械手是一种能够模拟人手动作的机器装置，主要由结构、传动、控制和感知系统组成。
其整体设计需要考虑几个关键方面。
首先，机械手的结构设计要符合其应用场景和功能需求。
结构设计包括关节布置、臂长、工作空间以及末端执行器等。
关节布置决定了机械手的灵活性和工作能力，可以根据不同的任务需求选择串联或并联的关节布置。
臂长和工作空间决定了机械手的工作范围和工件的大小。
末端执行器根据实际需要可以设计成夹爪、吸盘、工具等各种形式，以满足不同的抓取和操作需求。
其次，机械手的传动系统设计要考虑到工作精度和负载能力。
传动系统一般采用电机和减速器、齿轮系统、链条或带传动等来实现。
电机和减速器的选型要根据所需的转速和扭矩来确定。
齿轮系统要考虑到传动效率和减震能力。
链条或带传动可以实现远距离传输力矩，适合大范围操作。
第三，机械手的控制系统设计必须保证其精确度和稳定性。
控制系统要能够实时获得机械手的位置、速度和力矩等信息，并能够根据需求进行实时调节和反馈。
控制系统一般包括传感器、运动控制器和执行器等。
传感器用于检测机械手各关节的位置和力量信息。
运动控制器负责解析传感器数据，计算运动轨迹和控制机械手的运动。
执行器对机械手进行动力输出，实现各关节的运动。
最后，机械手的感知系统设计要能够实时感知并识别环境中的物体和障碍物，以实现精确的操作。
感知系统一般包括视觉、力觉和力矩传感器等。
视觉传感器可以采集环境中物体的形状、颜色等信息，并通过图像处理算法进行识别和测量。
力觉传感器可以测量机械手与工件或环境之间的力量信息，实现更加精确的操作。
力矩传感器可以测量机械手各关节的力矩和负载情况，对控制系统提供实时反馈。
总而言之，机械手的整体设计需要考虑结构、传动、控制和感知等方面，以实现各种复杂的抓取和操作任务。
从结构设计到传动系统，再到控制和感知系统的设计，都要保证各个部分之间的协调和稳定性，以满足机械手在工业自动化、物流仓储、医疗卫生等领域的应用需求。
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。
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。
机械手设计毕业设计 机械手
摘要在机械制造业中，机械手已被广泛应用，大大地改善了工人的劳动条件，显著地提高劳动生产率，加快了实现工业生产机械化和自动化的步伐。
本文通过对机械手的组成和分类，及国内外的发展状况的了解，对本课题任务进行了总体方案设计。
确定了机械手用三自由度和圆柱坐标型式。
设计了机械手的夹持式手部结构；以及设计了机械手的总体结构，以实现机械手伸缩，升降，回转三个自由度及手爪的开合。
驱动方式由气缸来实现手臂伸缩和升降，异步电机来实现机械手的旋转。
运用了FX 系列可编程序控制器（PLC）对上下料机械手进行控制, 论述了电气控制系统的硬件设计, 控制软件结构以及手动控制程序和自动控制程序的设计。
关键词：机械手，气缸，可编程序控制器目录摘要 (I)1 绪言 (1)1.1 机械手的概述 (1)1.2 我国机械手的发展 (1)1.3 气动机械手的应用现状及发展前景 (3)1.4 PLC概念的由来和产生 (5)1.5 本课题设计要求 (8)2 机械手的总体设计方案 (9)2.1 机械手的系统工作原理及组成 (9)2.2 机械手基本形式的选择 (10)2.3 驱动机构的选择 (11)2.4 机械手的技术参数列表 (11)3 机械手的机械系统设计 (13)3.1 机械手的运动概述 (13)3.2 机器人的运动过程分析 (14)4 机械手手部结构设计及计算 (15)4.1 手部结构 (15)4.2 手部结构设计及计算 (16)4.3 夹紧气缸的设计 (18)5 机械手手臂机构的设计 (24)5.1 手臂的设计要求 (24)5.2 伸缩气压缸的设计 (24)5.3 导向装置 (29)6 机械手腰部和基座结构设计及计算 (30)6.1 结构设计 (30)6.2 控制手臂上下移动的腰部气缸的设计 (30)6.3 导向装置 (34)6.4 平衡装置 (34)6.5 基座结构设计 (35)7 机械手的PLC控制系统设计 (38)7.1 可编程序控制器的选择及工作过程 (38)7.2 可编程序控制器的使用步骤 (39)7.3 机械手可编程序控制器控制方案 (39)8 总结 (53)参考文献 (54)1 绪言1.1 机械手的概述机械手（又称机器人，机械人，英文名称：Robot），在人类科技发展史上其来有自。
机械手总体方案毕业设计
机械手总体方案毕业设计引言：机械手是一种能够模拟人手动作的自动化装置，广泛应用于工业生产、医疗领域、科研实验等。
本总体方案旨在设计一台能够实现多自由度运动、具备灵活性和精确性的机械手。
一、设计目标：1.实现多自由度运动：机械手设计应具备足够的关节自由度，能够在不同方向和角度进行运动，适应不同工作场景的需求。
2.提高操作灵活性：机械手应具备灵活的手指和手腕，能够适应各种尺寸和形状的物体抓取，而不会因为形变而导致抓取失败。
3.实现精确控制：机械手的运动应具备高精度，并能够实现准确定位和精确操控。
4.提高安全性：机械手设计应考虑安全性，具备防护装置和自动停机等功能，确保操作人员的安全。
二、机械结构设计：1.关节设计：机械手应由多个关节组成，每个关节由电动机驱动，实现灵活的运动。
关节设计应具备足够的承载能力和稳定性，以确保机械手长时间运行的可靠性。
2.手指设计：机械手手指应具备可调节的灵活性，能够适应不同尺寸和形状的物体抓取。
手指可以采用弹性材料或具有可伸缩性的结构，以增加抓取的稳定性。
3.手腕设计：机械手腕部分应具备多自由度运动，既能够实现水平方向的旋转，又能够实现垂直方向的上下移动，以适应不同工作场景的需求。
4.传动系统设计：机械手的传动系统应选择合适的传动方式，如齿轮传动、链条传动等，以确保精确的位置控制和运动控制。
三、控制系统设计：1.电路设计：机械手的控制系统应包括电源、电机驱动器和数据传输装置。
电路设计应考虑供电稳定性、电磁干扰等因素，以确保机械手的正常运行。
2.传感器设计：机械手应搭载合适的传感器，用于感知物体的位置、形状和力度等参数，以实现对物体的准确抓取和操控。
3.控制算法设计：机械手的控制算法应具备实时性和精确性，能够根据传感器信息实现对机械手的准确控制。
常见的控制算法包括PID控制、模糊控制等。
4.用户界面设计：机械手的控制系统应提供友好的用户界面，使操作人员能够方便地操作机械手，并获取相关信息。
plc机械手控制设计方案
plc机械手控制设计方案PLC机械手控制设计方案一、方案背景随着工业自动化的不断发展，机械手的应用越来越广泛。
机械手通常由电动机、控制系统、机械结构等组成，其中控制系统的设计对机械手的性能和稳定性至关重要。
本方案旨在设计一种基于PLC的机械手控制系统，通过PLC的硬件和软件结合实现机械手的运动控制和位置定位。
二、方案设计1. 系统硬件设计选择适当的PLC型号作为控制系统的核心，确保其具备足够的输入/输出接口和高性能的运算能力。
根据机械手的运动形式，确定所需的电机数量和种类，并选择适当的驱动器和传感器。
设计相应的电路板和连接线路，确保电机和传感器可以正确连接到PLC的输入/输出接口。
2. 系统软件设计编写PLC的控制程序，包括机械手的运动轨迹规划和控制算法等。
根据机械手的要求，将其各个部分和功能模块拆分，确定适当的控制策略和步骤。
使用PLC的编程软件进行程序的编写和调试，确保控制系统的可靠性和实时性。
3. 用户界面设计设计人机界面，使操作者可以通过触摸屏或按键进行机械手的控制和监测。
界面可以包括机械手的各个状态、位置信息、运动速度等显示，以及机械手的运动模式选择和参数调整等功能。
为便于日常维护和故障排除，还可以在界面上添加诊断和故障检测功能。
4. 系统集成和调试将硬件组装好，并根据设计的连接线路进行接线。
将编写好的控制程序下载到PLC中，并进行调试和测试。
调试时，可通过人机界面监测机械手的位置和状态，检查控制算法的准确性和系统的稳定性。
调试过程中发现问题，进行相应的排除和修改，直到系统正常运行。
三、预期效果1. 机械手的运动控制和位置定位可靠准确，满足工作要求。
2. 机械手的控制系统稳定性好，能够长时间稳定运行。
3. 人机界面友好，操作和监测方便快捷。
4. 系统的调试过程顺利，可以快速投入使用。
四、风险和应对措施1. 硬件选型不当，导致系统性能不佳。
解决办法是在选型前充分了解硬件规格和性能，选择品牌可靠的产品。
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机械手设计方案
机械手设计方案
引言：
机械手是一种能模拟人手动作、完成复杂而重复的工作的机械装置。
本方案旨在设计一种功能全面、结构合理、操作简便的机械手。
一、功能设计：
该机械手主要用于工业生产中的自动化操作。
设计中考虑到以下几个方面的功能需求：
1.抓取能力：机械手需要具备稳定的抓取能力，能够根据需要
抓取各种形状的物体。
2.运动自由度：机械手需要具备足够多的运动自由度，能够在
空间中灵活操作。
3.力度控制：机械手需要根据不同任务的要求，能够对抓取力
度进行精确控制。
4.操作平稳性：机械手的运动应平稳、精确，以实现高效的生
产操作。
5.可编程性：机械手应具备可编程功能，可以根据不同任务需
求进行多样化的操作。
二、结构设计：
机械手主要分为下列几个部分：
1.机械臂：机械臂是机械手的核心部分，应具备足够多的关节，以实现多自由度的运动。
同时，机械臂需要采用轻量化设计，以减小自身质量，提高运动效率。
2.末端执行器：末端执行器是机械手抓取物体的部分，应设计
可自由伸缩的抓取夹具，以适应不同尺寸的物体。
3.传动系统：传动系统是机械手的动力系统，应选择高效可靠
的传动装置，如电机和减速器组合，以保证机械手运动的精确性和稳定性。
4.控制系统：控制系统是机械手的智能核心，应具备高速、高
精度、可编程的控制器，以实现机械手的自动化操作。
同时，控制系统应提供友好的人机界面，方便操作者使用。
三、操作流程：
机械手的操作流程可分为如下几个步骤：
1.输入任务指令：操作者通过控制系统输入任务指令，包括抓
取位置、力度等参数。
2.开机准备：机械手启动后，进行预热和校准动作，以确保机
械手处于正常工作状态。
3.感应物体：机械手的传感器感应物体位置和大小，确定抓取
位置和姿态。
4.抓取物体：机械手根据输入的指令和感应到的物体信息，进
行相应的运动和力度控制，将物体抓取起来。
5.完成任务：机械手将抓取的物体移动到指定位置，完成任务，并将完成情况通过控制系统反馈给操作者。
四、方案评估：
为了评估本方案的可行性和有效性，在设计完成后可以进行下列几方面的测试和评估：
1.抓取能力测试：测试机械手抓取不同形状和尺寸物体的能力，评估其抓取稳定性和可靠性。
2.运动自由度测试：测试机械手的运动自由度和灵活性，评估其在空间中的操作能力。
3.力度控制测试：测试机械手对抓取力度的控制能力，评估其在不同任务中的适应性。
4.操作平稳性测试：测试机械手运动的平稳性和精确性，评估其在生产操作中的效率。
5.编程功能测试：测试机械手的编程功能和可编程性，评估其在不同任务需求下的灵活性和应用广泛性。
五、总结：
本方案设计了一种功能全面、结构合理、操作简便的机械手。
通过对机械手的功能设计、结构设计和操作流程的规划，可以实现机械手在工业生产中的自动化操作。
方案评估结果表明，该机械手具备足够的抓取能力、运动自由度和力度控制能力，可以满足不同任务需求，并具备可编程性和应用广泛性。