自动搬运机械手总体机构设计 毕业设计
五自由度机械手毕业设计
五自由度机械手毕业设计简介毕业设计项目是基于五自由度机械手的设计与调试。
机械手作为一种重要的自动化设备，被广泛应用于各种工业场景中。
本项目旨在设计和实现一个五自由度机械手，以达到特定的工作任务，并对其进行调试和性能优化。
设计目标本项目的设计目标如下：1.组装一台五自由度机械手，包括底座、前臂、手臂和手爪等组成部分。
2.实现机械手的运动控制和精确定位，以可靠地完成给定的任务。
3.进行机械手的调试和性能优化，以提高其准确性和灵活性。
设计流程步骤一：机械手构建首先，需要根据机械手的设计要求，选择合适的机械结构和零件。
设计一个稳定的底座来支持机械手的运动。
然后，设计前臂和手臂以实现机械手的五自由度运动。
最后，设计一个手爪用于抓取目标物体。
步骤二：运动控制系统设计一个运动控制系统，用于实现机械手的精确定位和运动控制。
可以使用传感器来获取机械手当前的位置和姿态信息，并使用控制算法来计算和控制机械手的运动。
可以选择合适的传感器和控制器来实现这个功能。
步骤三：系统调试完成机械手的组装和运动控制系统的搭建之后，需要进行系统的调试和测试。
在调试过程中，可以逐步验证机械手的各个自由度的运动是否准确，并优化运动控制系统的参数以提高机械手的运动准确性和稳定性。
步骤四：任务实现完成机械手的调试之后，可以设计和实现一系列的任务来验证机械手的性能和应用能力。
可以设计一些基础任务，如抓取、放置和搬运物体等。
还可以设计更复杂的任务，如拧螺丝、组装零件等，以验证机械手在复杂环境中的运动控制和应用能力。
预期成果通过完成本毕业设计项目，预期实现以下成果：1.完整的五自由度机械手，包括底座、前臂、手臂和手爪等组成部分。
2.可靠的运动控制系统，能够实现机械手的精确定位和运动控制。
3.调试和优化完毕的机械手，具有较高的运动准确性和稳定性。
4.完成的任务实现，验证机械手的性能和应用能力。
时间计划本项目的时间计划如下：•第一周：项目立项和需求分析•第二周：机械结构设计和零件采购•第三周：机械手组装和基本运动控制实现•第四周：运动控制系统调试和优化•第五周：任务实现和性能测试•第六周：项目总结和报告编写结论通过本毕业设计项目，将能够全面了解五自由度机械手的设计和调试过程，掌握机械手的运动控制原理和实现方法，并对机械手的性能和应用能力进行验证和提升。
搬运机械手设计范文
搬运机械手设计范文搬运机械手是一种能够取代人工进行重物搬运的机器人设备。
它可以通过各种传感器和执行器来感知和操作环境中的物体，从而实现高效、精确和安全地搬运重物。
在工业生产领域中，搬运机械手已经广泛应用，因为它不仅能够提高生产效率，还能减少工人的劳动强度和避免工伤事故。
在设计搬运机械手时，需要考虑以下几个方面：1.功能需求：首先需要明确搬运机械手的功能需求，包括搬运重物的最大负荷、工作范围、运动速度、准确定位等。
这些功能需求将决定机械手的设计参数和性能指标。
2.结构设计：搬运机械手的结构设计包括机械臂、末端执行器和控制系统。
机械臂通常由多个关节组成，每个关节都可以通过电机和减速机驱动。
机械臂的结构要求具有足够的刚度和稳定性，以保证搬运任务的精度和稳定性。
末端执行器通常为夹爪或吸盘，可以根据需要进行更换或定制。
控制系统需要包括传感器、执行器和控制算法等，以实现对机械手的精确定位和运动控制。
3.传感器选择：搬运机械手需要使用各种传感器来感知环境中的物体和位置信息。
常用的传感器包括视觉传感器、力传感器、位移传感器等。
通过使用这些传感器，机械手可以实时获取物体的位置、重量和形状等信息，从而更好地适应不同的搬运任务。
4.控制算法：搬运机械手的控制算法需要实时处理传感器反馈的数据，并根据搬运任务的需求，计算出最优的运动控制指令。
这些算法可以使用机器学习、路径规划和运动控制等技术来实现。
控制算法的设计要考虑到机械手的动力学特性和物体搬运的约束条件，以确保高效、安全和精确的搬运操作。
5.安全设计：搬运机械手在工业生产过程中承担着较重的负荷，因此安全设计至关重要。
安全设计包括机械结构的强度和稳定性、电气系统的故障保护、安全门禁和急停装置等。
此外，机械手还需要与其他设备和人员进行安全交互，以防止意外碰撞和伤害。
总之，搬运机械手设计需要考虑到功能需求、结构设计、传感器选择、控制算法和安全设计等方面。
通过合理的设计和工艺选择，可以使机械手在工业生产中发挥更大的作用，提高生产效率和质量，减少工人劳动强度，实现智能化和自动化生产。
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。
机械手毕业设计
机械手毕业设计机械手毕业设计在现代工业领域中，机械手作为一种重要的自动化设备，广泛应用于各个领域。
它能够完成各种复杂的操作任务，如装配、搬运、焊接等，极大地提高了生产效率和质量。
因此，机械手的设计和研发成为了许多工程师和学生的热门课题之一。
在本文中，我将分享我在大学期间进行的机械手毕业设计的经历和心得。
首先，我选择了一个六自由度的机械手作为我的毕业设计项目。
这个机械手由六个关节组成，能够模拟人手的动作，实现精准的抓取和放置。
为了完成这个设计，我进行了大量的研究和学习。
我深入了解了机械手的结构和工作原理，学习了相关的机械设计和控制理论。
通过阅读专业书籍和论文，我逐渐掌握了机械手的设计和控制方法。
接下来，我开始进行机械手的具体设计。
我使用了CAD软件进行三维建模，并进行了强度和运动学分析。
通过这些分析，我能够确定机械手的结构参数和关节运动范围，以确保其能够满足设计要求。
在设计过程中，我还考虑了机械手的可制造性和可维修性，以提高其实用性和可靠性。
在机械手的设计完成后，我开始进行控制系统的设计。
我选择了基于微控制器的控制方案，使用编程语言编写了相应的控制程序。
通过传感器和编码器的反馈，我能够实时监测机械手的位置和力量，并进行相应的控制。
为了提高机械手的控制精度和稳定性，我还进行了PID控制器的调试和优化。
在整个设计过程中，我遇到了许多挑战和困难。
例如，机械手的关节运动范围和力量要求的平衡，以及控制系统的稳定性和响应速度等。
为了解决这些问题，我进行了大量的实验和测试。
通过不断地调整和改进，我最终成功地完成了机械手的设计和调试。
通过这个毕业设计项目，我不仅学到了许多机械设计和控制理论，还提高了自己的问题解决和团队合作能力。
在整个设计过程中，我与我的导师和同学们进行了积极的讨论和交流，从他们的经验和建议中受益匪浅。
此外，我还学会了如何进行科学研究和实验，如何撰写科技论文和报告等。
总结起来，机械手毕业设计是一项充满挑战和乐趣的任务。
搬运机械手结构设计
搬运机械手结构设计摘要：近年来，随着机械的广泛应用，工业自动化也迅速的普及和发展,各个行业对搬运机械手的需求量逐年增加，主要用在机械、电子、汽车、食品、医药等各个领域。
搬运机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器。
在本设计中，通过对机械手手部结构的设计，臂部结构的设计，以及液压系统的设计，实现四自由度的运动。
搬运机械手可以有效的减少工人的劳动强度和提高运输设备或产品的效率，以降低某些工作对工人的危害、满足现代经济开展的要求。
关键词：结构设计；液压系统；四自由度引言随着机械的广泛应用，机械的自动化设备也日益完善起来。
由于一些特殊的货物，工人们会受到有高温、腐蚀和有毒气体或者过于重的货物的危害，加大了工人们的劳动强度，甚至危害健康，危害生命安全。
所以搬运机械手由此诞生。
随着国内科学技术的发展，搬运机械手的应用越来越广泛，目前的搬运机械手不仅仅用在传统的装卸货物上，还扩展到了各个领域。
国内外现在都在大力研发具有智能的机器人搬运机械手。
机械手的研发设计，可以有效代替人工干一些对人体有伤害的货物和大型货物，有效的提高工作效率和安全性。
具有很高的研究价值。
1搬运机械手的整体方案设计通过调研、搜集整理课题的相关资料。
确定搬运机械手的结构组成。
然后通过查阅资料，确定搬运机械手的液压系统，并进行设计，最后对搬运机械手进行改进和完善。
图1 机械手结构示意图2搬运机械手手部机构设计手部即与物件接触的部件。
由于与物件接触的形式不同、可分为夹持式和吸附式，我们采用夹持式手部结构。
夹持式手部由手指(或手爪)和传力机构所构成。
手指是与物件直接接触的构件。
常用的手指运动形式有回转型和平移型。
回转型手指结构简单，制造容易。
故应用较广泛。
平移型应用较少，其原因是结构比拟复杂，但平移型手指夹持圆形零件时。
工件直径变化不影响其轴心的位置、因此适宜夹持直径变化围大的工件。
手指结构取决于被抓取物件的外表形状、被抓部位(是外廓或是孔)和物件的重量与尺寸。
搬运机械手毕业设计
（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！）毕业论文（设计）题目搬运机械手PLC控制系统 _______________________________ 专业年级08级机电一体化4班 _________________________________ 指导教师熊才高职称高级工程师2011年5月20日随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运，可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。
本机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压钢来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作，两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转，从而实现小车的快进、慢进、快退、慢退的运动运动；其动作转换靠设置在各个不同部位的行程开关(SQ1---SQ9)产生的通断信号传输到PLC控制器，通过PLC内部程序输出不同的信号，从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不同的动作，可实现机械手的精确定位；其动作过程包括：下降、夹紧、上升、慢进、快进、慢进、延时、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退；其操作方式包括：回原位、手动、单步、单周期、连续；来满足生产中的各种操作要求。
关键词：搬运机械手可编程控制器(PLC 液压电磁阀AbstractWith the popularity of in dustrial automati on and developme nt, the dema nd foryear- on-year in crease of con troller, of robot gradually popularity, mainly in the automotive, electro nic, mecha ni cal process ing, food, medici ne and other areas of the product ion line or cargo tran sport, we can be more good to save en ergy and improve the tran sport efficie ncy of equipme nt or products, to reduce restrict ions on other modes of tran sportati on and in adequate to meet the requireme nts of moder n econo mic developme nt.The man ipulator mecha ni cal structure in cludes two sole noid valves con trolled by sports and workpiece clampi ng actio n, the two differe nt motor speed through the two motor coils positive con trol in order to achieve car of the fast-forward, slow forward, fast rew ind, slow moveme nt back moveme nt; conv ersi on by sett ing its action in various differe nt parts of the trip switch (SQ1 --- SQ9) gen erated on-off sig nal tran smissi on to the PLC con troller, through the PLC in ternal differe nt output sig nal, which drives the exter nal coil to con trol the motor or sole noid valves , the robot can achieve precise positi oning; their course of actio n in clude: decli ne in clampi ng in creased, slow forward, fast forward, slow progress, the exte nsion of , the drop in, relax, rise, slow back, rew ind, slow back; its operati on, in clud ing: Back in situ, manu al, sin gle-step, sin gle cycle, con ti nu ous; to meet the product ion requireme nts of the various operati ons and maintenan ce.Keywords:)和柔性制造单元FMC(Flexible Manufacturing Cell) 中重要一环。
搬运机械手机构设计与控制电路设计
毕业设计（论文）题目：搬运机械手机构与控制电路设计（英文）：Design of Manipulator Mechanism andControl Circuit院别：机电学院专业：机械电子工程姓名：学号：指导教师：日期：图纸请联系qq625880526搬运机械手机构设计与控制电路设计摘要机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。
机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用于按固定程序抓取、搬运物体或操作工具的自动操作装置。
它可以代替人的繁重劳动以实现生产自动化和机械化，能在有害环境下操作以保证人的安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
在工业部门中应用的机械手称为工业机械手。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。
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。
它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。
设计包含了机械手的结构设计及控制电路设计，其中在结构设计这方面包含了机械手的手部结构、腕部结构、臂部结构设计及机身的整体结构设计。
在控制电路设计这方面包含了液压驱动控制设计、器件的选择设计、PLC可编程自动控制电路设计。
本毕业设计《搬运机械手机构与控制电路设计》非常适合作为机械电子工程这门专业大学四年的一个总结。
因为其中包含了机械设计与电路设计，是机械与电子的结合体，能充分体现这门专业的内涵。
关键词：机械手；手部；腕部；臂部；机身；液压；电路搬运机械手机构设计与控制电路设计Design of Manipulator Mechanism andControl CircuitABSTRACTManipulator is a kind of automatic control and from the new process to change the multi-function machine, he has multiple degrees of freedom, can carry objects to complete the work in different environments. Mechanical hand can imitate hand and arm function for some action, according to a fixed program to crawl, moving objects or to operate the automatic tool operation device. It can replace people arduous labor to realize production automation and mechanization, can operate under the hostile environment to guarantee the security of the person, and so it is widely used in machinery manufacturing, metallurgy, electron, light industry and atomic energy industries. In the industrial sector in the application of the mechanical hand is called the industrial manipulator.Industrial machinery hand is the modern automatic control in the field of a new technology developed in recent years, is a high-tech automated production equipment. Involves mechanics, mechanical, electrical and hydraulic technology, the automatic control technology, sensor technology and computer technology and other fields of science, is an interdisciplinary comprehensive technology. It is characterized by a variety of programming to complete the expected operation, in the structure and performance of both people and machines to their respective advantages, especially in human intelligence and adaptability. Mechanical hand operating accuracy and environment to complete operations capability, in the national economy has a broad development space.This design includes the structure of the manipulator design and the control circuit, wherein the structure design that incorporates a mechanical hand, wrist, arm structure structure structure design and the overall structure of the design. Early control circuit design which contains a hydraulic drive control design, choice of sensors design, PLC programmable automatic control circuit design. This graduation design" handling manipulator mechanism and control circuit design" is suitable for the mechanical electronic engineering this specialized university four years in a summary. Because of which includes the mechanicaldesign and circuit design, mechanical and electronic integration, can fully reflect the professional connotation.Key words: mechanical hand; hand; wrist; arm; the fuselage; hydraulic circuit搬运机械手机构设计与控制电路设计目录第一章绪论 (1)1.1机械手的研究概况 (1)1.2机械手发展方向 (1)1.3工业机械手在生产中的应用 (2)1.4本设计中研究的主要内容 (3)第二章搬运机械手的总体设计方案 (4)2.1机械手的组成 (4)2.2机械手基本结构的选择 (4)2.3机械手的执行机构 (4)2.4机械手的驱动机构 (4)2.5机械手的控制方式选择 (5)2.6机械手的技术参数列表 (5)第三章搬运机械手手臂各部件的设计 (6)3.1机械手手部的设计计算 (6)3.1.1手部设计基本要求 (6)3.1.2手部机构的选择 (6)3.1.3手抓的设计计算 (6)3.2腕部的设计计算 (17)3.2.1腕部设计基本要求 (17)3.2.2腕部机构的选择 (17)3.2.3腕部的设计计算 (18)3.3臂部的设计计算 (24)3.3.1臂部设计基本要求 (24)3.3.2臂部机构方案的选择 (25)3.3.3臂部的设计计算 (27)第四章机身的设计计算 (40)4.1机身的总体设计 (40)4.2机身的升降机构设计计算 (41)4.2.1手臂偏重力矩的计算 (41)4.2.2升降导向立柱不自锁条件分析计算 (42)4.2.3机身升降液压缸驱动力矩的计算 (43)4.2.4手臂升降液压缸参数计算 (44)4.3机身的回转机构设计计算 (49)4.3.1机身回转液压缸驱动力矩计算 (49)4.3.2机身回转液压缸主要参数 (51)4.3.4机身回转液压缸螺钉的计算 (52)4.3.5动片与输出轴间的连接螺钉计算 (53)4.3.6机身回转液压缸筒的壁厚校核 (54)4.4联接板的设计 (55)4.4.1联接板的介绍及作用 (55)第五章液压驱动系统与控制电路的设计 (57)5.1驱动系统设计要求 (57)5.2驱动系统设计方案 (57)5.3驱动系统设计 (58)5.3.1分功能设计分析 (58)5.3.2液压泵的确定与所需功率计算 (59)5.4控制电路设计 (66)参考文献 (67)致谢 (68)附录A (69)搬运机械手机构设计与控制电路设计第一章绪论1.1机械手的研究概况机械手是一种模拟人手操作的自动机械。
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1引言1.1机械手研究的背景及其意义机械手是当今世界的科技革命发展飞速变革的必然产物，它的出现标志着现今的工业、制造业水平发展到了前所未有高水平阶段。
最初出现的机械手只是应用在航空航天和海洋勘探等高端科技领域，随着近几十年来计算机在科技领域全面应用，科技革命的变革也加速了科学技术的蓬勃发展。
在此背景下机械手技术也在飞速发展，并且在其应用领域也不断地深入、飞速地拓宽，特别是近些年来机械手在现代制造业领域更是得到了非常广泛的应用。
由于机械手是通过预先编写好的程序来控制其动作次序和轨迹，所以机械手可以代替人力去完成那些单调的、重复的、特别是对于人类来说毫无意义的工作，除此之外机械手还能够在恶劣的环境中完成那些人类不想完成的或不能完成的工作，特别是在一些危险的工作环境或者是对精度要求较高的工作条件之下，机械手相比较人力有得天独厚的优势——机械手在某些邻域能够完全替代人力，将人类从脏、乱、差的工作环境中解放出来，这是人类社会几千年来的又一次变革和人类生活方式的又一次蜕变。
特别是近几十年来工业、制造业领域在机械手的广泛应用下发生了伟大的变革，在此背景下整个社会的生产力水平、产品生产质量和生产效率大大提高，与此同时在工业生产中现代工人的劳动强度也大大降低。
机械手技术虽然发展迅猛，但现在市场上的机械手大多还处在高端应用领域，价格也相对昂贵，不能满足低成本、低层次应用领域的需求。
所以本课题希望设计出一种成本低、应用层次相对较低的机械手，填补这一领域市场的空白，这对于工业、制造业领域以及人类社会的发展都具有及其重要的意义和价值。
在机械手技术领域中，机械手在模型设计上，四自由度机械手是机械手产品中的典型设计模型，在技术上，四自由度机械手技术门槛相对较低——四自由度便于设计和实现，在应用层面上，四自由度机械手对于一般的重复性工作条件完全满足，在成本上，四自由度机械手在满足一些复杂动作的工作条件下便于实现低成本，也就说其性价比相对较高，所以本论文以《四自由度搬运机械手》为课题进行研究旨在设计出一个比较实用的、成本低的、具有一定的实际应用价值的机械手。
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自动搬运机械手总体机构设计毕业设计摘要本文对自动搬运机械手进行了总体机构设计，能够完成机械手整体的旋转，机械手手臂的升降和伸缩，根据机械手的技术参数分别设计了机械手的夹持式手部结构计算出了夹持物料时手抓气缸缩需要的驱动力，设计了手臂伸缩、升降用的气缸的所需驱动力和机械手回转时电机的功率选择。
设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图。
利用PLC对机械手进行控制，选取了合适的PLC的型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，画出了机械手的工作时序图和梯形图，并编制了可编程序控制器的控制程序。
关键词：机身回转机构，机身升降机构，手臂伸缩机构，气动，可编程序控制器(PLC)ABSTRACTThis article conducted the overall institution design of mandrel handling robot, the robot is able to complete the robot overall rotation, the robotic arm can move and stretch, according to the manipulator specifications, I designed the manipulator gripping type hand structure ,and calculated out of the driving force when the clutch cylinder shrink clamping mandrel material, also designed a telescopic arm, the required driving force of the lift cylinder and the manipulator rotation when the motor power options. I designed the robot's pneumatic system, draw the working schematic of the pressure system of the ing PLC to control the robot, select the PLC model, developed a control program of the programmable logic controller according to the workflow of the robot, to draw the robot work timing diagram and ladder, and prepared a program to control device control program.KEY WORDS:body rotation institutions, body lifting mechanism, featuresair, pressure drive, the Telescopic mechanism of the arm, Programmable Logic Controller目录1 绪论 (4)1.1 选题背景及其意义 (4)1.2 国内外现状及发展历史 (6)1.3 研究内容 (8)2 工业机械手的总体设计方案 (9)2.1机械手基本形式的选择 (9)2.2 驱动机构的选择 (11)2.3 机械手的主要部件及运动 (11)2.4 机械手的技术参数列表 (12)3 机械手结构设计 (12)3.1 手部设计基本要求 (12)3.2 典型的手部结构 (13)4 臂部的设计及有关计算 (18)4.1伸缩手臂的设计要求 (18)4.2 手臂的典型运动机构 (20)4.3手臂直线运动的驱动力计算 (21)5 机身的设计计算 (25)5.1升降缸结构设计 (26)5.2 手臂偏重力矩的计算 (26)5.3手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算 285.4 回转结构的设计 (29)6 气压系统设计 (34)6.1 气压系统的组成 (34)6.2拟定气压系统 (35)6.3气压控制原理说明 (36)7 PLC控制系统设计 (37)7.1 控制过程说明 (37)7.2 I/O点数分配表 (38)7.3 PLC控制系统的流程图和梯形图 (39)8 结论 (46)参考文献 (48)致谢 (49)1 绪论在现实生活中，机器人并不是在简单意义上的代替人类工作的机器，而是一个拟人的电子机械设备并且拥有人类的一些专业知识。
这意味着它拥有快速反应的环境模拟和分析能力和对事物的判断能力，机器人可以连续工作时间很长，并且加工零件精度高，还具有抵抗恶劣环境的能力。
机器人从某种意义上说，不仅仅是一台机器，更是一种在不断完善自己，不断提升自我能力的产品，无论是在生产业和非成产业是一个重要的生产和服务设备，先进的制造技术领域所不可缺少的自动化设备。
工业机器人是机器人的一种，它由操作机（机械本体），控制器，伺服驱动系统和检测传感器装置，是一种仿人操作，拥有自我反馈控制，可重复编程，三维空间完成各种综合的电气和机械操作自动化生产设备，特别适合用在多品种，变批量的柔性生产。
它对于产品质量的稳定和提高起到很大作用，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着非常重要的作用，随着工业机器人的越来越普及，越来越多的高校也逐步开始研究起工业机器人。
1.1 选题背景及其意义单词“机器人”首次出现在1920年捷克作家卡雷尔·恰佩克创作剧“罗森的万能机器人”。
在剧本中，作家创造了一个拥有的外观，特点和功能，愿意提供人性化的服务机器人的佣人“Robota”，在他的剧中机器人被描述成像奴隶劳动。
机器人可以完成一些类似于人类的手和手臂的动作，按照固定程序抓取，移动一定重量的物体或操作一些自动化操作工具设备。
它可以代替人的艰苦劳动，以实现生产的机械化和自动化，在恶劣的环境下也能很好的工作，以保护人民的安全，因此被广泛用于机械制造，冶金，电子，轻工和原子能工业。
机械手的主要部件由手爪部分，手臂部分，机械手机身部分组成。
手爪用来保持工件（或工具）的夹钳稳定性，根据掌握物体的形状，大小，重量，材料和操作要求和不同的结构形式，机械手的手部也有很多的形式，如夹钳式，托持式和吸附等。
而对于手臂部分，主要是为了使手部完成各种转动（摆动），移动或复杂的运动，以达到所需的动作，改变被抓物体的位置和姿势。
而机械手机身部分则可以移动升降机构并做独立的回转运动。
机械手的手臂升降、伸缩、机身的移动和旋转等独立的运动，称作为机械手的自由度。
为了抓取空间任意位置和方向的对象，机械手需要拥有6个自由度。
自由度机械手设计的程度是关键参数。
自由操纵，灵活性大，通用性更广，它的结构也比较复杂。
一般的机械手有3~4个自由度。
如图1-1所示，这个机械手就拥有三个自由度，其中机械手的手臂可以完成伸缩运动，机械手的机身则能完成手臂的升降运动，同时机身的回转运动能使机械臂完成任意角度的位置要求。
图1-1 工业机械手简图机械手的类型，按照驱动方式，可以分为液压驱动式，气压驱动式，电机驱动式；机械手按适用范围可划分成特殊机械手和普通机械手两种类型；按照运动轨迹控制方式可以划分为点位控制式和连续轨迹控制式等。
机械手一般不会单独的作为工业生产中主要装置，它一般都是附加在机床或者别的机器边的辅助装置，如在数控机床中自动换刀，如在自动生产线中搬运物料等，一般不具有独立控制装置。
有部分的机械手还不能独立操作，也需要有人直接或间接的操作，如原子能部，管理危险品的主从式机械手通常也被称为机械手。
机械手是近几十年发展起来的一种高端科技自动化生产设备，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始终重要的作用。
目前主要用于机床，模锻压机的上下料，以及电焊，喷漆等作业中，它可以按照事先制定的作业程序完成规定的操作，它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量所以受到了许多部门的重视，并且在现在和将来都得到极大的重视。
但是由于机械手并不真正像人类的手那样灵活并且不能具备传感反应任何反馈的能力，不能对外界特殊情况进行应变。
目前，大部分的机械手还只属于第一代的机械手，主要依赖于手动控制，改进的方向基本上是为了降低成本和提高精度。
第二代的机械手正在加紧发展。
它提供了一个微型电子计算机控制系统，视觉，触觉，甚至听一样的能力，。
学习上的各种传感器的安装，检测到的信息反馈，使得机器人具有感觉功能。
第三代的机械手可以独立完成许多繁琐和高难度的工作。
随着电子计算机和电视设备的发展，它将和这些设备保持联系，并逐步发展成柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC的一个重要环节。
机械手的应用意义在于：（1）可以提高生产过程的自动化程度,应用机械手有利于实现材料的传送、弓箭的装卸、道具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。
（2）可以改善劳动条件、避免人身事故。
在高温、高压、低温、低压、有灰尘、早生、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用忍受直接操作是有危险或者根本不可能的，而应用机械手即可部分或者全部代替人安全的王城作业、是劳动条件得以改善。
（3）可以减少人力，便于节奏的生产。
应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同事由于应用机械手可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。
因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都是机械手，以减少人力和更近准的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。
本课题中两工位芯模搬运机械手的控制系统主要是PLC控制系统，驱动方式为气压传动。
1.2 国内外现状及发展历史工业机器人是最为典型的机电一体化设备,高附加值的技术，应用范围广，作为先进制造技术的新产业和信息社会的支持，将会在未来生产和社会发展中发挥出越来越重要的作用。
据外国专家预测，工业机器人是在辆车，计算机后出现的一个新的高度 - 高新技术产业。
根据联合国欧洲经济委员会（欧洲经委会）和国际机器人联合会（IFR）的统计，世界机器人市场前景，从二十世纪下半年，世界机器人产业一直保持稳步增长势头。
在19世纪末，随着工业发展的速度崛起，工业机器人的产品开发速度加快，年增长率平均保持在10％。
在2004年的增长率达到了创纪录的20％。
其中，最突出的是亚洲机器人，增长幅度高达43％。
随着这现年各个国家以及企业的重视，工业机器人已经不单单是在工业中起到作用，同时也在别的产业中扮演着重要的角色。
在制造业，尤其是在汽车行业，工业机器人已被广泛使用。