平面关节型机械手设计
平面关节机器人研制及其轨迹规划
2、圆弧插补
2、圆弧插补
圆弧插补则是通过连接多个圆弧段来生成机器人的运动轨迹。圆弧插补能够 实现更高精度的轨迹规划，并且可以轻松躲避障碍物。但是，圆弧插补的计算量 较大，需要更多的计算资源。 3.复杂曲线插补
2、圆弧插补
复杂曲线插补是通过连接多个复杂曲线段来生成机器人的运动轨迹。复杂曲 线插补具有极高的轨迹精度，能够适应各种复杂的环境和任务。但是，复杂曲线 插补的计算量和难度都较大，需要具有较高的编程技巧和算法能力。
制作原理
1、依据设计要求，准备材料和工具，包括铝合金、不锈钢、塑料等材料，以 及钻床、车床、铣床等工具。
制作原理
2、按照设计图纸，进行关节结构和机械臂的制作，包括切割、钻孔、铣削等 工艺。
3、安装关节驱动，包括电机、 编码器、控制器等。
4、调试机器人的运动轨迹和性 能，并进行优化。
实现方法
平面关节机器人研制及其轨迹 规划
01 引言
03 设计思路
目录
02
平面关节机器人的研 制
04 制作原理
05 实现方法
07 实例分析
目录
06 轨迹规划 08 结论
引言
引言
平面关节机器人是一种常见的机器人类型，其具有结构简单、易于控制和广 泛应用等优点。平面关节机器人通常由一系列连杆和关节组成，可以在一个平面 上进行运动。在工业、医疗、服务等领域，平面关节机器人都有广泛的应用前景。 本次演示将详细介绍平面关节机器人的研制过程及其轨迹规划方法。
轨迹规划
轨迹规划
轨迹规划是实现平面关节机器人高效运动的关键，本次演示介绍以下三种轨 迹规划方法：
1、直线插补
1、直线插补
直线插补是一种常见的轨迹规划方法，其通过连接起点和终点之间的直线段， 来生成机器人运动的轨迹。直线插补具有计算简单、控制方便等优点。但是，当 需要躲避障碍物或者需要更高精度的轨迹时，直线插补就难以满足要求了。
电动式关节型机器人机械手的结构设计
电动式关节型机器人机械手的结构设计电动式关节型机器人机械手的结构设计考虑到了机器人的运动能力、精度和稳定性，以下是该结构设计的一般要点：1.关节布局：电动关节机械手由多个关节连接组成，每个关节可以实现自由度的运动。
关节的布局应根据机械手的工作空间和运动需求来确定。
通常，机械手具有旋转关节和直线关节，旋转关节用于实现绕轴的旋转，而直线关节则用于实现沿直线的平移运动。
2.传动系统：机械手关节的运动通常由电机和传动系统驱动。
传动系统可能采用齿轮传动、带传动、蜗轮蜗杆传动等不同的机构形式。
在设计传动系统时，需要考虑到运动范围、速度要求、负载能力和精度要求。
3.传感器与反馈控制：为了保证机械手运动的准确性和稳定性，通常需使用传感器来获取关节位置、力矩和速度等反馈信息。
这些传感器可以包括编码器、力传感器、陀螺仪等。
反馈信息可以用于控制算法中，以校正位置误差、维持力平衡和实现闭环控制。
4.结构材料与强度：机械手在运动过程中要承受各种力和负载，因此需要采用足够强度和刚度的结构材料。
常见的材料包括铝合金、碳纤维复合材料和钢等。
在结构设计中，还应考虑到材料的质量与性能要求的平衡，以及机械手的重量和成本等因素。
5.控制系统：电动关节机械手还需要配备一个控制系统，用于运动规划和控制。
该控制系统可以包括传感器接口、运动控制器、通信模块等。
它可以接收来自传感器的反馈信息，根据预设的任务要求制定运动规划，并通过控制算法控制各个关节的运动。
总而言之，电动式关节型机器人机械手的结构设计需要综合考虑机械手的运动能力、精度和稳定性等因素。
从关节布局、传动系统、传感器与反馈控制、结构材料和强度、控制系统等多个方面进行设计，以满足具体应用的要求。
轻型平动工业机械手的设计
下载之后可以联系QQ1074765680索取图纸，PPT，翻译=文档摘要本文将设计一部三自由度的工业机械手，可以实现机械手的上下移动，平面伸缩移动以及回转运动。
用于给设备运送物料。
介绍机械手的作用，机械手的组成和分类，说明了自由度和机械手整体座标的形式。
分析搬运机械手的设计理论与方法。
全面分析搬运机械手的手部、手臂以及机身等主要部件的结构设计，本文将分析计算机械手的手部，臂部，机身的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机械手的结构平台。
关键词：机械手，液压传动，液压缸The design of light stable motion transports manipulatorAbstractIn this paper I will design an industrial robot with three DOFs, which is used to carry material for a punch. The paper introduces the function,composing and classification of the manipulator,tells out the free-degree and the form of coordinate. This article system elaboration industry manipulator's design theory and method. The comprehensive exhaustive discussion has transported manipulator's hand, the wrist, the arm ，the fuselage and so on ,which the major structural design computation. then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot.KEY WORDS: manipulator，hydraulic power transmission，Hydraulic cylinder目录1绪论 (1)1.1机械手的简史 (1)1.2机械手的分类 (1)1.3机械手的组成 (1)1.3.1执行机构 (2)1.3.2驱动机构 (2)1.3.3控制系统 (3)2机械手的总体设计方案 (3)2.1数据参考 (3)2.2机械手工作要求 (3)2.3机械手坐标形式选择 (4)3机械手的手部设计计算 (4)3.1选择手抓的类型及夹紧装臵 (4)3.2夹紧力与驱动力的计算 (5)3.3手抓夹持范围计算 (8)3.4机械手手抓夹持精度的分析计算 (8)4机械手的臂部设计计算 (9)4.1臂部设计的基本要求 (10)4.2手臂的典型运动机构 (11)4.3臂部设计计算 (11)4.3.1做水平伸缩直线运动的液压缸的驱动力 (11)4.3.2液压缸的工作压力和结构的确定 (13)5机械手机身的设计计算 (14)5.1机身的整体设计 (14)5.2机身回转机构的设计计算 (15)5.2.1回转驱动力矩的计算 (15)5.2.2回转油缸尺寸的初步确定 (16)5.3机身升降机构的设计计算 (17)5.3.1手臂偏重力矩的计算 (17)5.3.2升降不自锁的条件分析计算 (18)5.4臂做升降运动液压缸驱动力的计算 (18)5.5 升降液压缸尺寸确定 (18)6液压回路的设计及分析 (19)7总结 (20)致谢 (20)参考文献 (21)1 绪论1.1 机械手的简史1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。
机械手的机械结构设计与精度分析
机械手的机械结构设计与精度分析一、引言机械手作为一个复杂的机电一体化系统，在现代工业中扮演着重要的角色。
它能够完成复杂的操作，如抓取、搬运、组装等，广泛应用于生产线自动化以及其他领域。
机械手的机械结构设计以及精度分析对其工作性能有着直接的影响。
本文将深入探讨机械手的机械结构设计与精度分析。
二、机械手的机械结构设计1. 关节结构设计机械手的关节结构设计是机械手设计中最关键的部分之一。
关节的设计需要兼顾结构的刚性和运动的灵活性。
常见的关节结构包括球面关节、回转关节和滑动关节等。
在设计中，需考虑关节的承载能力、运动范围和摩擦等因素，以保证关节的可靠性和稳定性。
2. 运动链设计运动链是机械手的运动组织结构，决定了机械手的工作空间和自由度。
运动链的设计需要满足机械手工作的要求，如抓取物体的大小和形状、工作速度等。
常见的运动链结构有串联结构、并联结构和混合结构等。
在设计中，需平衡机械结构的复杂性和运动灵活性，以提高机械手的工作效率和稳定性。
3. 结构材料选择机械手的结构材料选择直接关系到机械手的刚性和重量。
常见的结构材料有钢、铝合金和碳纤维等。
在选择材料时，需根据机械手的工作环境和负载要求进行综合考虑。
高刚性和低重量的材料能够提高机械手的工作精度和速度，同时也增加了机械手的成本。
三、机械手的精度分析1. 误差来源分析机械手的精度主要受到结构误差、运动误差和传感器误差等因素的影响。
结构误差包括制造和装配误差，运动误差包括机械间隙和传动误差等。
传感器误差包括测量误差和漂移误差等。
2. 精度评估方法机械手的精度评估方法通常包括静态精度和动态精度。
静态精度是指机械手在静止状态下达到的精度，可以通过点位误差和重复定位误差等指标进行评估。
动态精度是指机械手在运动状态下达到的精度，可以通过轨迹精度和速度误差等指标进行评估。
3. 精度优化方法为提高机械手的精度，可以采取一系列的优化方法。
例如，通过加强关节的刚性和减小结构误差来提高静态精度；通过控制机械间隙和传动系统的精度来提高动态精度；通过使用高精度传感器和改进控制算法来减小传感器误差等。
关节型机器人腕部结构结构设计说明
关节型机器⼈腕部结构结构设计说明关节型机器⼈腕部结构结构设计1绪论1.1 选题背景及其意义本题设计的是关节型机器⼈腕部结构，主要是整体⽅案设计和⼿腕的结构设计及控制系统设计，此课题来源于实际⽣产，对于⽬前⼿⼯电弧焊接效率低，操作环境差，⽽且对操作员技术熟练成都要求⾼，因此采⽤机器⼈技术，实现焊接⽣产操作的柔性⾃动化，提⾼产品质量与劳动⽣产⼒，实现⽣产过程⾃动化，改善劳动条件。
题⽬要求是：动作范围：⼿腕回转ο150,摆动ο90,旋转ο360。
各轴最⼤速度要求：s /30ο。
额定载荷kg 5，最⼤速度s m /3。
2、腕部最⼤负荷：5kg 。
机器⼈是近30年发展起来的⼀种典型的、机电⼀体化的、独⽴的⾃动化⽣产⼯具。
在制造⼯业中，应⽤⼯业机器⼈技术是提⾼⽣产过程⾃动化，改善劳动条件，提⾼产品质量和⽣产效率的有效⼿段之⼀，也是新技术⾰命的⼀个重要内容。
⾃古以来,⼈们所设想的机器⼈⼀般是⼀种在外形和功能上均能模拟⼈类智能的机器。
特别是在20世纪20年代前后,捷克和美国的⼀些科幻作家创作了⼀批关于未来机器⼈与⼈类共处中可能发⽣的故事之类的⽂学作品,更使机器⼈在⼈们的思想中成为⼀种⽆所不能的“超⼈”。
在现实⽣活中,⼀些民间⼯匠根据这些⽂学描绘,也制造出⼀些仿⼈或仿⽣的机器⼈。
然⽽在当时的科技条件下,要使机器⼈具有某种特殊的“智能”⽽成为“超⼈”,显然是不可能的。
美国的戴沃尔设想了⼀种可控制的机械⼿,他⾸先突破了对机器⼈的传统观点,提出机器⼈并不⼀定必须像⼈,但是必须能做⼀些⼈的⼯作。
1954年,他依据这⼀想法设计制作了世界上第⼀台机器⼈实验装置,发表了《适⽤于重复作业的通⽤性⼯业机器⼈》⼀⽂,并获得了美国专利。
戴沃尔将遥控操纵器的关节型连杆机构与数控机床的伺服轴联结在⼀起,预定的机械⼿动作⼀经编程输⼊后,机械等就可以离开⼈的辅助⽽独⽴运⾏。
这种机器⼈也可以接受⽰教⽽完成各种简单任务。
⽰教过程中操作者⽤⼿带动机械⼿依次通过⼯作任务的各个位置，这些位置序列记录在数字存储器中，任务的执⾏过程中，机器⼈的各个关节在伺服驱动下再现出那些位置序列。
多关节机械手机械结构设计 毕业设计
多关节机械手机械结构设计摘要自从机器人在二十世纪五十年代诞生以来，它经历了第一代工业机器人的研究、实用化、普及，第二代感知功能机器人的研究、实用化，以及第三代智能机器人的研究等各个阶段。
在六自由度机器人群体中，关节型机器人以工作范围大、动作灵活、结构紧凑、能抓取靠近机座的物体等特点备受设计者和使用者的青睐。
本次设计针对多关节机械手结构进行设计。
各个关节处采用独立的电机驱动。
设计完成的机械手包括腰回转、大小臂转动、手臂回转、手腕摆动和手腕回转六个关节。
它们具备以下功能：（1）实现末端的空间位置确定；（2）实现末端的方位变化。
本文对多关节机械手的多种结构方案进行比较，确定了最佳的结构方案；对各关节的传动和电机的选择进行了设计计算，并对齿轮进行校核计算。
关键词：多关节型机械手；结构设计；工业机械手The articulated manipulator structural designAbstractSince the robot birthed in the 1950s, it has experienced three stages as following: the first gener ation industry robot’s research, practical application and popularization, the second generation sensational function robot’s research and practical application, as well as the third generation intelligence robot’s research. In thegroup of six degrees of freedom robots, the articulated robot is cared by designer and user for its broad work range, flexible movement,compact structure, catching the object near the machine plinth.the structure of the articulated manipulator was designed,which has six degrees of freedom. Each joint is drived by the independent electric motor. The manipulator designed includs waist rotary joint, big arm rotary joint, small arm rotary joint, the arm rotation, skill swinging and the skill rotary joint. They have function as following: (1 realize terminal space position determination; (2 realize terminal change of location.The best plan is selected through compareing with many kinds of structure plan of the articulated manipulator in this article,The design and calculation is did in the selectiong of various joints transmission and the electrical motor, and the gear is checked.Key words: articulated manipulator ,Structural design,Industrial manipulator目录摘要Abstract1 绪论11.1引言11.2 机器人的现状发展趋势12 机器人的工作要求 33 机器人结构方案和驱动方案的对比分析及选用 43.1 腰部回转关节 43.2 大臂和小臂转动关节 43.3 腕部活动关节 53.4 机器人驱动方案的对比分析及选择 54 机器人结构设计 64.1 腕部回转关节设计 74.1.1 步进电机的选择 74.1.2 第一圆柱齿轮传动设计 74.1.3换向锥齿轮传动设计 114.1.4 第四级圆柱齿轮传动设计 11 4.1.5 轴的计算 114.2 腕部摆动关节设计 124.2.1 步进电机的选择 124.2.2 圆柱齿轮传动设计 124.2.3 直齿锥齿轮传动设计 164.3 手臂回转关节设计 194.3.1 步进电机的选择 194.3.2 圆柱齿轮传动设计 204.4 小臂转动关节设计 204.5 大臂转动关节设计 214.6 腰部回转关节设计 224.7 机器人总体效果图 225 结论 24参考文献附录致谢多关节机械手机械结构设计1 绪论1.1 引言我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。
电动式关节型机器人机械手的结构设计
电动式关节型机器人机械手的结构设计电动式关节型机器人机械手是一种能够模拟人类手臂运动的智能设备，具有广泛的应用领域，包括工业生产、医疗辅助、科学研究等。
机械手的结构设计是其核心技术之一，直接影响到其运动精度、稳定性和适用性。
本文将针对电动式关节型机器人机械手的结构设计进行深入研究，探讨其优化方向和发展趋势。
一、机械手的结构设计原理电动式关节型机器人机械手的结构设计原理主要包括机械结构、控制系统和传感器系统三个方面。
机械结构是机械手的骨架，支撑起各个关节和执行器，直接影响到机械手的运动范围和承载能力。
控制系统是机械手的大脑，负责指挥各个关节动作，保证机械手的运动精确度和稳定性。
传感器系统则是机械手的感觉器官，用于感知外界环境和目标位置，从而实现精准抓取和操作。
机械手的结构设计需要兼顾上述三个方面的要求，才能实现优质的性能表现。
例如，良好的机械结构可以减小机械手的惯性和摩擦力，提高机械手的运动速度和精度；先进的控制系统可以实现复杂的路径规划和运动控制，提升机械手的智能化水平；精准的传感器系统可以实现对目标位置的实时监测和跟踪，确保机械手的抓取成功率和安全性。
二、机械手的结构设计优化方向针对电动式关节型机器人机械手的结构设计，有许多值得深入研究的优化方向，包括材料选择、机械结构设计、驱动系统优化等。
首先是材料选择方面，要考虑机械手的质量与强度之间的平衡，选择轻量化但又具有足够强度的材料，以提高机械手的运动速度和负载能力。
其次是机械结构设计方面，要考虑机械手的自由度和稳定性之间的平衡，设计合理的关节结构和连杆长度，保证机械手的动作范围和稳定性。
同时，还要考虑机械手的抓取方式和操作空间，设计合适的末端执行器和手抓形态，以实现多样化的操作任务。
最后是驱动系统优化方面，要考虑机械手的能效与功率之间的平衡，选择高效的电机和减速器，以提高机械手的能源利用率和工作效率。
同时，还要考虑电机控制系统和传感器系统之间的协同作用，实现机械手的智能化控制和环境感知，以提升机械手的自主操作能力。
多关节型搬运机械手结构设计分析
多关节型搬运机械手结构设计分析文章着手于多关节型搬运机械手的功用特点，通过对相关资料进行分析，有效得出多关节型搬运机械手的机构设计方案与控制系统的设计方案，以期为今后多关节型搬运机械手的创新与实际应用提供正确的参考。
标签：多关节型；搬运机械手；结构设计引言多关节型搬运机械手作为我国自动化技术发展过程中的产物，是新技术、新手段实际应用于加工生产中的重要体现。
多关节型搬运机械手常用于工业上圆柱形金属部件的几何特征检测系统中，其在实际应用中可以将大吨位的水平放置的金属部件安全平稳的放置到测量工位上，并且在测量结束以后还能实现将金属部件装车的工作效用，极大的降低了加工生产过程中的能源消耗，为企业节约了成本，在实际应用的过程中发挥出了重要作用。
1 多关节型搬运机械手的机械构造设计1.1 多关节型搬运机械手的整体设计通过对相关文献进行查阅，文章根据多关节型搬运机械手的工作目的以及工作环境，对该机械的整体机构进行有效设计[1]。
在本次设计过程中，多关节型搬运机械手由两个可移动关节与四个旋转关节所构成，在实际应用过程中可实现六个自由度变换，机械运动形式是多关节式。
多关节型搬运机械手的设计过程中，机械原动件作为机械定位工作与运动工作的重要保障性因素，在设计过程中采用液压缸与电机，有效提升多关节型搬运机械手的定位精度与动力强度。
对多关节型搬运机械手的前三个自由度，在设计过程中采用电机驱动的方式，以此保证多关节型搬运机械手在实际应用过程中能够实现更加准确的定位操作。
在后三个自由度的设计过程中，由于考虑到多关节型搬运机械手的驱动力因素，所以，后三个自由度采用液压驱动装置，以此实现多关节型搬运机械手在满足定位精确的前提下，还能保证较高的驱动强度，使多关节型搬运机械手可以满足各种特殊操作的实际需要。
多关节型搬运机械手在设计过程中，其基础部件构成分别为基座、手臂、电机、立柱、末端执行器、后壳体、小臂俯仰电机、腰部回转电机、盖板、腕部回转液压缸[2]。
3个自由度机械手设计
3个自由度机械手设计在工业自动化领域，机械手是一种高度灵活、可编程的装置，用于执行各种重复性任务。
机械手的自由度决定了其在空间中能够完成的运动和操作。
在本文中，我们将讨论三种常见的3个自由度机械手设计。
1.旋转-伸缩-平移机械手旋转-伸缩-平移机械手通常由三个关节组成，每个关节负责一个自由度。
这种机械手的第一个关节可以使机械手绕固定基座旋转，提供良好的基本操作空间。
第二个关节负责伸缩功能，可以改变机械手的工作距离和抓取能力。
第三个关节负责平移功能，使机械手能够在水平方向上移动物体。
这种设计的机械手适用于需要在一个平面上操作的应用，例如装配、包装和搬运。
2.平移-伸缩-旋转机械手平移-伸缩-旋转机械手与旋转-伸缩-平移机械手相似，只是关节的顺序有所不同。
第一个关节负责平移功能，使机械手能够在垂直方向上移动物体。
第二个关节负责伸缩功能，可以改变机械手的工作距离和抓取能力。
第三个关节负责旋转功能，可以绕固定基座旋转。
这种设计的机械手适用于需要在垂直方向上操作的应用，例如装卸货物、搬运瓶子或管道。
3.旋转-平移-伸缩机械手旋转-平移-伸缩机械手也由三个关节组成，但关节的顺序与旋转-伸缩-平移机械手截然不同。
第一个关节负责绕固定基座旋转，第二个关节负责在垂直方向上平移，第三个关节负责伸缩功能。
这种设计的机械手适用于需要在三维空间中灵活操作的应用，例如装配零件、拆卸设备或进行复杂的精密操作。
这三种3个自由度机械手设计都在不同程度上提供了空间灵活性和操作能力。
根据具体的应用需求和可用空间，可以选择适合的设计。
此外，机械手的自由度还可以根据需要进行扩展，以适应更复杂的任务和环境。
机械手的设计和应用一直在不断发展和创新，为工业生产和自动化提供更大的便利和效率。
关节型机器人腕部结构设计
优秀设计学科门类：单位代码：毕业设计说明书（论文）关节型机器人腕部结构设计学生姓名所学专业班级学号指导教师XXXXXXXXX系二○**年X X月任务书一、设计内容题目来源于生产实际。
设计一个用于焊接的关节型机器人，进行机器人的总体方案设计、腕部及执行器结构设计及其零件设计。
二、设计依据焊接关节型机器人具有六个自由度，腰关节回转，臂关节俯仰，肘关节俯仰，腕关节仰腕、摆腕和旋腕，腕部最大负荷4kg，最大速度2m/s，最大工作空间半径1500mm。
三、技术要求1、机器人应能满足工作要求，保证焊接精度；2、工作可靠，结构简单；3、装卸方便，便于维修、调整；4、尽量使用通用件，以便降低制造成本。
四. 主要参考文献：1、殷际英.何广平.关节型机器人：北京:化学工业出版社，2003.2、马香峰.工业机器人的操作机设计.北京：冶金工业出版社，1996.3、费仁元.张慧慧.机器人机械设计和分析.北京：北京工业大学出版社，1998.4、周伯英.工业机器人设计.北京：机械工业出版社，1995.5、蔡自兴.机器人学.北京：清华大学出版社，2000.6、宗光华,刘海波译.机器人技术手册. 北京：科学出版社，1996.7、徐卫良，钱瑞明译.机器人操作的数学导论. 北京：机械工业出版社，1998.8、孙迪生，王炎.机器人控制技术.北京：机械工业出版社，1998.9、徐灏.机械设计手册.第二版.北京：机械工业出版社，2000.10、成大先.机械设计手册.第4版. 北京：化学工业出版社，2002.开题报告关节型机器人腕部结构设计摘要：为了提高生产效率和焊接质量，满足特定的工作要求，本题设计用于焊接的关节型机器人的手腕和末端执行器。
根据机器人的工作要求进行了机器人的总体设计。
确定机器人的外形时，拟定了手腕的传动路径，选用直流电动机，合理布置了电机、轴和齿轮，设计了齿轮和轴的结构，并进行了强度校核计算。
传动中采用了软轴、波纹管联轴器和行星齿轮机构，实现了摆腕、转腕和提腕的三个自由度的要求。
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平面关节型机械手设计
平面关节型机械手采用两个回转关节和一个移动关节；两个回转关节控制前后左右运动，而移动关节则实现上下运动，其工作空间如工作空间图，它的纵截面为矩形的回转体，纵截面高为移动关节的行程长，两回转关节转角的大小决定回转体截面的大小、形状。
第1章机械手总体设计
工业机械手是一种模仿人手部分动作，按照预先设定的程序，轨迹或其他要求，实现抓取、搬运工件或操作工具的自动化装置。
它在二十世纪五十年代就已用于生产，是在自动上下料机构的基础上发展起来的一种机械装置，开始主要用来实现自动上下料和搬运工件，完成单机自动化和生产线自动化，随着应用范围的不段扩大，现在用来夹持工具和完成一定的作业。
实践证明它可以代替人手的繁重劳动，减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率。
平面关节型机器人又称SCARA型装配机器人，是Selective Compliance Assembly Robot Arm的缩写，意思是具有选择柔顺性的装配机器人手臂。
在水平方向有柔顺性，在垂直方向有较大的刚性。
它结构简单，动作灵活，多用于装配作业中，特别适合小规格零件的插接装配，如在电子工业零件的插接、装配中应用广泛。
总体设计的任务：包括进行机械手的运动设计，确定主要工作参数，选择驱动系统和电控系统，整体结构设计，最后绘出方案草图。
1.1 主要技术参数见表1-1
表1-1
手指气缸驱动行程开关控制
1.2 结构特点如下图：
第2章手指设计
工业机械手的手部是用来抓持工件或工具的部件。
手部抓持工件的迅速、准确和牢靠程度都将直接影响到工业机械手的工作性能，它是工业机械手的关键部件之一。
2.1 设计时要注意的问题：
(1) 手指应有足够的夹紧力，为使手指牢靠的夹紧工件，除考虑夹持工件的
重力外，还应考虑工件在传送过程中的动载荷。
(2) 手指应有一定的开闭范围。
其大小不仅与工件的尺寸有关，而且应注意
手部接近工件的运动路线及其方位的影响。
(3) 应能保证工件在手指内准确定位。
(4) 结构尽量紧凑重量轻，以利于腕部和臂部的结构设计。
(5) 根据应用条件考虑通用性。
2.2 零件的计算
)(0428.221010282600
7800)(282600150)2535(14.3)(9
32222kg vg mg G v
m mm h r R V =⨯⨯
=====⨯-⨯=-=ρρπ
其中g 取10
取G=23（N ） 2.3 紧力的计算：
2.3.1 G fN ≥4
f 为手指与工件的静摩擦系数，工件材料为40号钢，手指为钢材，查《机械零件手册》 表2-5 f=0.15
所以 33.3815
.04234≈⨯=≥
f G N 取N=40（N ）
驱动力的计算 η
α1
4N
tg P =
α 为斜面倾角，o 15=α，η
为传动机构的效率，这里为平摩擦传
动，
查《机械零件手册》表2-2 92.085.0-=η 这里取 0.85 所以
44.5085
.01
401540=⨯⨯⨯=tg P 取p=55(N)
2.3.2 活塞手抓重量的估算
)(231078001502514.3221N g h r G ≈⨯⨯⨯⨯==ρπ r 为杆的半径，h 为长度，g 取10
2.3.3 汽缸的设计
因为气压工作压力较低，对气动组件的材质和精度要求较液压底，无污染，动作迅速反映快，维护简单，使用安全。
而且此处作用力不大，所以选气压传动。
汽缸内型选择，由于行程短，选单作用活塞汽缸，借弹簧复位。
汽缸的计算
气压缸内径D 的计算
按《液压传动与气压传动》公式 13-1
ηπP D F 4
2
=
D 为汽缸的内径(m)，P 为工作压力（Pa ）,η为负载率，负载率与汽缸工作压力有关，取40.0=P ，查《液压传动与气压传动》表13-2 65.030.0--=P 由于汽缸垂直安装，所以取P=0.3。
)(16.24)(02416.0103.04.014.355
446
mm m P F D ==⨯⨯⨯⨯==
∴ηπ 按《液压传动与气压传动》表13-3圆整取32mm. 活塞杆直径d 的计算
一般3.02.0--=D
d
，此选0.2
4.6322.02.0=⨯==∴D d mm
按《液压传动与气压传动》表13-4 圆整取8mm
汽缸壁厚δ的计算
按《液压传动与气压传动》表13-5查得4=δ 弹簧力的F 的计算
)(231N G F =>
第3章 移动关节的设计计算
3.1驱动方式的比较
机械手的驱动系统有液压驱动，气压驱动，电机驱动，和机械传动四种。
一台机械手可以只用一种驱动，也可以用几种方式联合驱动，各种驱动的特点见表3-1。
3.2汽缸的设计
因为气压工作压力较低，对气动组件的材质和精度要求较液压底，无污染，动作迅速反映快，维护简单，使用安全。
而且此处作用力不大，所以选气压传动。
汽缸内型选择：因为活塞行程较长，往复运动，所以选双作用单活塞汽缸，利用压缩空气使活塞向两个方向运动。
初选活塞杆直径d=12mm ，估算其重量
)(85.410780055.0)2
012.0(14.3)2(2
22N g h d G =⨯⨯⨯⨯==ρπ
取5N
515232321=++=++=G G G F
取80N
表3-1
气压缸内径D 的计算
按《液压传动与气压传动》公式 13-1
ηπP d D F 4
)
(22-=
D 为汽缸的内径(m)，P 为工作压力（Pa ）,η为负载率，负载率与汽缸工作压力有关，取40.0=P ，查《液压传动与气压传动》表13-2 65.030.0--=P 由于汽缸垂直安装，所以取P=0.3。
一般3.02.0--=D
d ，此选0.3
)(54.30)(03054.010
91.03.04.014.380
41091.046
6mm m P F D ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=
∴ηπ
按《液压传动与气压传动》表13-3圆整取40mm. 一般3.02.0--=D
d
，此选0.3
12403.03.0=⨯==∴D d mm 汽缸壁厚δ的计算
按《液压传动与气压传动》表13-5查得4=δ 汽
缸重量的计算
)(7.2310780055.0)020.0024.0(14.3)(22223N g h r R G =⨯⨯⨯-=-=ρπ
其中：R 为汽缸外径，r 为汽缸内径，h 为汽缸长度，g 取10，ρ为汽缸材料密度
3G 取25N
第4章 小臂的设计
臂部是机械手的主要执行部件，其作用是支撑手部和腕部，主要用来改变工件的位置。
手部在空间的活动范围主要取决于臂部的运动形式。
4.1 设计时注意的问题
(1) 刚度要好，要合理选择臂部的截面形状和轮廓尺寸，空心杆比实心杆刚度大的多，常用钢管做臂部和导向杆，用工字钢和槽钢左支撑板，以保证有足够的刚度。
(2) 偏重力矩要小，偏重力矩时指臂部的总重量对其支撑或回转轴所产生的力矩。
(3) 重量要轻，惯量要小，为了减轻运动时的冲击，除采取缓冲外，力求结构紧凑，重量轻，以减少惯性力。
(4) 导向性要好。
4.2 小臂结构的设计
把小臂的截面设计成工字钢形式，这样抗弯系数大，使截面面积小，从而减轻小臂重量，使其经济、轻巧。
选10号工字钢。
理论重mm d mm h cm W y 5.4,100,72.9,11.261kg/m 3===,小臂
长为600mm 。
较核：19.73106.0261.11小臂=⨯⨯==mg G （N ）
取75N
其受力如下图:
F=75+105=180（N ）
).(625.923.0756.01052
小臂1m N L
G L F M =⨯+⨯=⨯
+⨯= MPa MPa W M y 100][53.9)
10(72.9625.9232=≤===
-δδ 按《材料力学》公式5.11 hb
Q
=
τ 其中h 为工字钢的高度，b 为工字钢的腰宽，Q 为所受的力。
所以MPa MPa hb Q 60][4.010
5.41010018033=≤≈⨯⨯⨯==
--ττ 所以选10号工字钢合适。
3．3 轴的设计计算
大轴的直径取20mm ，材料为45号钢。
受力如下图:
验算：
)(25.9261010625.922
21N l M F F =⨯==
=- F=180N。