搬运机械手设计说明书介绍
机械与装备工程学院 课程设计说明书 （2016/2017学年第 1学期）
课程名称 ： 机械设计课程设计 题 目 ： 搬运机械手的设计 专业班级 ： 机械设计制造及其自动化 学生姓名 ： 学 号： ********* 指导教师 ： 设计周数 ： 2周
设计成绩 ： 2016年 12月 31日 目录 第一章 绪论 .................................................... 1 1.1 机械手的应用现状 .................................................... 1 1.2 机械手研究的目的、意义 .............................................. 1 1.3 设计时要解决的几个问题 .............................................. 1
第二章 机械手总体方案的设计 .................................... 3 2.1 机械手的系统工作原理及组成 .......................................... 3 2.2 机械手的基本结构及工作流程 .......................................... 3
第三章 机械手的方案设计及其主要参数............................. 5 3.1 坐标形式和自由度选择 ................................................ 5 3.2 执行机构 ............................................................ 5 3.3 驱动系统 ............................................................ 6 3.4 控制系统 ............................................................ 7
第四章 结构设计及优化 .......................................... 8 4.1手部夹紧气缸的设计 ................................................... 8 4.1.1手部夹紧气缸的设计 ............................................. 8 4.1.2 确定气缸直径 ................................................... 9 4.1.3 气缸作用力的计算及校核 ......................................... 9 4.1.4 缸筒壁厚的设计 ................................................ 10 4.1.5 气缸的基本组成部分及工作原理 .................................. 10 4.2手臂结构优化设计 .................................................... 10 4.2.1问题描述 ...................................................... 10 4.2.2设计分析 ...................................................... 10 4.2.3建立数学模型 .................................................. 12 4.2.4优化计算 ...................................................... 13 4.2.5优化结果分析 .................................................. 16
第五章 Adams运动仿真 .......................................... 17
总结与展望 .................................................... 20 机械手课程设计说明书 摘 要
机械手是近几十年发展起来一种高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十分重要的作用，随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。 本设计中的搬运机械手的动作由气动缸驱动，气动缸由相应的电磁阀来控制，电磁阀由PLC控制。驱动执行元件完成，能十分方便的嵌入到各类工业生产线中。 本文中对机械手臂运用MATLAB算法进行优化设计，它使得优化过程变得非常简单、容易理解和掌握，从而避免编写各种复杂的运算程序，提高了设计效率。 用 ADAMS 软件建立虚拟样机进行仿真并优化参数，得出了机械手的运动过程的演示动画，发现设计结构能有机地结合在一起，工作平稳，并在指定的速度和负载等参数下得出了所需要的驱动力和结构参数等。虚拟样机代替物理样机对工程机械进行创新设计、测试和评估，可以降低设计成本，缩短开发周期，而且设计质量和效率都可以得到提高。
关键词:机械手，气动 ，优化设计，仿真 机械手课程设计说明书
1 第一章 绪论
1.1 机械手的应用现状 工业机械手最早应用在汽车制造工业，常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。工业机械手延伸和扩大了人的手足和大脑功能，它可替代人从事危险、有害、有毒、低温和高温等恶劣环境中工作：代替人完成繁重、单调重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。目前主要应用与制造业中，特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。工业机械手与数控加工中心，自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统，实现生产自动化。随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，机械手的应用领域日益扩大。
1.2 机械手研究的目的、意义 （1）以提高生产过程中的自动化程度 应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀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）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、噪声、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，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。 在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。 （3）可以减轻人力，并便于有节奏的生产 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，同时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，目前几乎都没有机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。 综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。
1.3 设计时要解决的几个问题
（1）具有足够的握力(夹紧力) 在确定手指的握力时，除考虑工件重量外，还应考虑在传送或操作过程中所产生的惯性力和振动，以保证工件不致产生松动或脱落。 机械手课程设计说明书 2 （2）手指间应具有一定的开闭角 两手指张开与闭合的两个极限位置所夹的角度称为手指的开闭角。手指的开闭角应保证工件能顺利进入或脱开，若夹持不同直径的工件，应按最大直径的工件考虑。对于移动型手指只有开闭幅度的要求。 （3）保证工件准确定位 为使手指和被夹持工件保持准确的相对位置，必须根据被抓取工件的形状，选择相应的手指形状。例如圆柱形工件采用带“V”形面的手指，以便自动定心。 （4）具有足够的强度和刚度 手指除受到被夹持工件的反作用力外，还受到机械手在运动过程中所产生的惯性力和振动的影响，要求有足够的强度和刚度以防折断或弯曲变形，当应尽量使结构简单紧凑，自重轻，并使手部的中心在手腕的回转轴线上，以使手腕的扭转力矩最小为佳。 （5）考虑被抓取对象的要求 根据机械手的工作需要，通过比较，我们采用的机械手的手部结构是一支点两指回转型，由于工件多为圆柱形，故手指形状设计成V型。 机械手课程设计说明书
3 第二章 机械手总体方案的设计
2.1 机械手的系统工作原理及组成
图2.1 机械手的系统工作原理框图 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。在PLC程序控制的条件下，采用气压传动方式，来实现执行机构的相应部位发生规定要求的，有顺序，有运动轨迹，有一定速度和时间的动作。同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。位置检测装置随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度达到设定位置。
2.2 机械手的基本结构及工作流程
机械手是一个水平、垂直运动的机械设备，用来将工件由左工作台搬到右工作台。有上升、下降运动，左移、右移运动和夹紧、放松动作和位置控制。简易机械手在各类全自动和半自动生产线上应用得十分广泛，主要用于零部件或成品在固定位置之间的移动，替代人工作业，实现生产自动化。本设计中的机械手采用上下升降加平面转动式结构，机械手的动作由气动缸驱动，气动缸由相应的电磁阀来控制，电磁阀由PLC 控制驱动执行元件完成，能十分方便的嵌入到各类工业生产线中。
控制系统（PLC）
位置检测装置 手臂 手部
立柱 被抓取物品
驱动系统 （气压传动） 执行机构
搬运机器人设计计算说明书（谭）
搬运机器人设计计算说明书（谭）搬运机器人用于替代人工，将重复性、重体力和严苛环境中的转运环节所需的人员释放出来。
不同种类、规格的机器人用途不一，应用侧重不一，按照我公司的开发方向，机器人需要达到以下目的：使用尽量简单直接的结构设计、功能单一、操作方便、成本低廉、易于维护等。
通用性6关节机器人多用于非常规加工方面，例如焊接、激光切割、表面处理等，除要求位置精度外，对姿态的控制也有很直观的需要，而且涉及到的学科较多，包括光电控制、电液驱动、精密加工、插补算法等，开发成本对于中小型企业来说是非常沉重的负担，故而考虑到公司的具体情况，将会尽量的简化设计，选择提供单一功能的控制实现途径，预留升级和换代的必要空间。
1基本要求此搬运机器人将用于墙材（砖）的拆垛和码垛，将用于3种砖型及其对应的3~4种垛型的取料、转运和码放等过程。
具体见下表：：图 1 参考垛型图1.1工作任务定点取砖、转运、并码成实心垛1.2本体构造工业用6关节机器人本体可以分为两个部分：第1~3关节用于机器人精确定位，第4~6关节用于机器人的姿态控制。
搬运机器人末端执行器（下文称为手爪）的姿态只需要一种，即：垂直取放：手爪基准面垂直于Z轴；侧面取放：手爪基准面垂直于X或Y轴；如不考虑手爪自身的运动和控制方式，正常情况下机器人本体（下文称为本体）只需要4个关节。
1.3控制方式单活动关节一般需要一套执行部件（电机、减速机、驱动器）。
本次设计的本体将已720*720*7380mm 的砖垛进行分析、测试和复核的等计算过程，并采用垂直取放形式。
第1~3关节均需要独立的执行部件，第4关节可以采用平面四杆机构对手爪姿态进行限制，即，第4关节将作为一个被动关节进行设计，而不再需要单独的执行部件。
本体定位和手爪姿态需要联控，而手爪动作则是本体就位之后的环节。
（要实现预期的功能，需考虑下图中注明的2个问题）2工作空间开放式的工作方式对本体限制最少，能够尽量减少高速联动对本体的影响，并且可以降低误差插补的难度，而实际的应用中，机器人的工作总是会受到一定的限制，例如设备排布、人员安全、厂房条件等。
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。
机械手电气设计说明书
设计的任务（一）、基本情况介绍机械手结构、动作与控制要求机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。
本设计中的机械手采用关节式结构。
各动作由液压驱动，并右电磁阀控制。
动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统。
机械手的结构如图8-13所示，主要由手指1、手腕2、小臂3、和大臂5等几部分组成。
料架6为旋转式，由料盘和棘轮机构组成。
每转动一定角度（由工件数决定）以保证待加工零件4对准机械手。
机械手各动作与相应电磁阀动作关系如表8-4所示。
以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是：由原始位置将以加工好的工件卸下，放回料架，等料架转过一定角后，再将未加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕工件放回料架，如此重复循环。
图8-13 机械手的外形及其与料架的配置1-手部2-手腕3-小臂4-工件5-大臂6料架(二)、拖动情况介绍具体动作顺序是：原始位置（装好工件等待加工位置，其状态是大手臂竖立，小手臂伸出并处于水平位置，手腕很横移向右，手指松开）——手指夹紧（抓住卡盘上的工件）——松卡盘——手腕左移（从卡盘上卸下已加工好的工件）——小手臂上摆——大手臂下摆——手指松开（工件放回料架）——小手臂收缩——料架转位——小手臂伸出——手指夹紧（抓住未加工零件）——大手臂上摆（取送零件）——小手臂下摆——手腕右移（将工件装到机床的主轴卡盘中）——卡盘收紧——手指松开，等待加工。
表8-4 电磁阀状态表求。
（三）、设计要求1）加工中上料、下料各动作采用自动循环。
2）各动作之间应有一定的延（由时间继电器调定）。
3）机械手各部分应能单独动作，以便于调整及维修。
4）油泵电机（采用Y100L2-4.3KW）及各电磁阀运行状态应有指示。
5）应有必要的电气保护与联锁环节。
二、设计过程（一）、总体方案选择说明机械手的分类工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国内尚无统一的分类标准，在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。
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。
搬运机器人说明书(1)
搬运说明书(1)搬运说明书1.引言1.1 目的本文档旨在为用户提供关于搬运的详细说明，包括的功能、操作指南以及安全注意事项等信息，帮助用户正确地使用搬运。
1.2 读者对象本文档适用于所有使用搬运的操作人员和维护人员。
2.搬运概览2.1 描述搬运是一种自动化设备，用于在工业环境中进行物品的搬运和运输。
2.2 特点●高精度定位和导航能力●多种传感器的集成，提供环境感知能力●灵活的机械臂和抓取装置，适用于各种物品类型●可编程的任务执行能力3.功能3.1 导航搬运通过激光导航系统实现自主定位和导航功能，能够在环境中自动避开障碍物，并规划出最优路径进行搬运任务。
3.2 搬运任务配备了灵活的机械臂和抓取装置，可以根据不同的搬运需求进行物品的抓取、搬运和放置，支持各种常见尺寸和重量的物品搬运任务。
3.3 任务编程与调度用户可以使用编程软件对进行任务编程和调度，设置任务的起始点、目标点以及搬运路径等参数，实现的自动化搬运任务。
4.操作指南4.1 启动和关闭使用之前，请确保处于安全状态。
按下启动按钮，将进入启动状态；长按关闭按钮，将进入关闭状态。
4.2 导航操作使用之前，请将工作环境中的障碍物清除，以确保的正常导航。
使用操控面板上的导航按钮，将自动进行定位和导航，并按照预设路径进行搬运任务。
4.3 搬运操作使用搬运物品时，请注意以下事项：●确保物品已经合理放置在的抓取装置上。
●在搬运过程中，禁止人员站在的搬运路径上，避免发生意外伤害。
●当搬运任务完成后，请将物品轻轻放置在指定位置，避免造成损坏。
5.安全注意事项5.1 安全操作●请勿将手指、头部等身体部位靠近的机械臂，避免发生意外夹伤。
●禁止未经授权人员私自操作。
5.2 维护●在进行维护时，请先关闭电源，以确保维修人员的安全。
●定期检查的各个部件和传感器的工作状态，并按照维护手册进行维护保养工作。
本文档涉及附件：无本文所涉及的法律名词及注释：●机械臂：指搬运上用于搬运物品的可移动机械装置。
机械手设计说明书【范本模板】
机械综合课程设计说明书设计题目：机器人液压手爪设计专业：机械设计制造及其自动化班级：姓名：学号：成绩：2017年12月23日目录课程设计指导书 (1)目录 (2)摘要 (3)第一章概述 (4)1.1工业机器人和机械手概述 (4)1.2 机器人的历史、现状 (5)1。
3 机器人发展趋势 (6)第二章机械手结构设计 (6)2.1 设计时应考虑的几个问题 (6)2。
2 机械手指形状设计 (7)2。
3 机械手爪整体结构设计 (7)第三章手爪受力计算及分析 (8)3.1 手爪受力分析 (8)3.2 动作原理说明 (8)3.3 夹紧力与N与驱动力A的关系（传力比） (8)3.4 运动的动作范围 (9)第四章手爪的夹持误差分析 (10)4.1 误差产生原因 (10)4。
2 误差计算 (11)第五章其他零件的设计 (13)5。
1 楔块 (13)5.2 材料及连接件选择 (15)5。
3 液压设备的选择 (15)5.4 手爪零件的设计和尺寸 (16)5.5 零件的连接固定 (17)设计心得与体会 (19)参考文献 (20)摘要在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率,保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。
工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运、取件以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作,工作方式一般采取示教再现的方式。
本次课程设计旨在设计一个简易的机械手结构,使其能够在气缸作为动力的情况下实现对目标的夹持，运送以及放下等工作，并绘制出机械手各部件的详细零件图和装配图，在此基础上能进行三维仿真。
在金工实习期间将该机械手进行制造加工，使实物能够顺利运作，关键词：机械手；气缸;结构设计第一章概述1.1工业机器人和机械手概述在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
智能搬运机器人的说明书
智能搬运机器人的说明书一、产品概述智能搬运机器人是一种具有自主导航和自动搬运功能的现代化机器人设备。
它采用先进的导航技术和物体识别算法，能够在复杂的环境中自主导航，并根据用户的指令完成搬运任务。
本说明书将详细介绍智能搬运机器人的技术特点、使用方法以及注意事项。
二、技术特点1. 自主导航能力：智能搬运机器人配备了先进的激光导航系统，能够实时感知周围环境，并通过内部算法规划最优路径，确保机器人安全、高效地完成搬运任务。
2. 智能搬运功能：该机器人具备物体识别和抓取功能，能够准确识别搬运物品并自动完成抓取、搬运动作。
同时，机器人还具备自动调整搬运高度的能力，可适应不同物体的尺寸和重量。
3. 多任务协同：智能搬运机器人支持多机器人协同工作，能够通过网络通信协同完成大规模的搬运任务，并且能够智能分配任务、优化路径，提升整体工作效率。
4. 安全性保障：机器人搬运过程中，内置传感器能够实时监测周围环境，避免与固定障碍物、其他移动物体发生碰撞，并通过智能避障算法自动规避障碍物，确保机器人和周围环境的安全。
三、使用方法1. 电源与充电：智能搬运机器人使用锂电池供电，每次搬运任务前请确保机器人电量充足。
当电量不足时，机器人可自动返回充电桩进行充电。
插入充电插座时，请确保电源插头和插座匹配，并确认安全可靠连接。
2. 任务指令：用户可通过配套移动端APP或者语音指令控制机器人进行搬运任务。
在APP中，可以设置搬运路径、任务优先级等参数，同时可以监控机器人的实时位置和工作情况。
3. 物体安全抓取：当机器人到达目标位置时，它会通过视觉系统精准识别搬运物体，然后使用机械臂进行抓取。
请确保搬运物体放置在机器人可触及的范围内，并根据物体重量合理调整机器人的搬运高度，避免物体掉落和机器人倾倒等意外情况。
四、注意事项1. 环境准备：在机器人开始工作之前，请确保工作环境整洁、平整，避免地面上有杂物、油污等物质影响机器人的正常行走和抓取。
搬运机器人结构设计与分析设计说明
搬运机器人结构设计与分析设计说明一、引言搬运机器人是一种用于搬运、运输和搬运物品的自动化机器人系统。
它能够代替人工完成一系列重复性、繁重和危险的工作任务，提高工作效率和安全性。
本文将对搬运机器人的结构设计和分析进行说明，以确保其性能、稳定性和安全性。
二、搬运机器人结构设计1.底盘结构设计：底盘是搬运机器人的基础支架，承载和支撑整个机器人系统。
底盘结构设计应考虑机器人的稳定性和可控性。
一般情况下，底盘采用刚性材料制作，具备足够的承载能力和抗震性能。
另外，底盘应具备一定的机动性，能够适应不同地面和工作环境。
2.导轨系统设计：导轨系统是搬运机器人的运动控制部件，用于引导机器人在指定轨迹上进行移动。
导轨系统的设计应满足机器人的定位和精度要求。
一般采用直线导轨和滚动轮等组合方式，具备高刚度和低摩擦特性，以提高机器人的移动精度和稳定性。
3.动力系统设计：动力系统是搬运机器人的驱动部件，用于提供机器人的动力和能量。
动力系统的设计应考虑机器人的负载和工作条件。
一般情况下，采用电动机或液压驱动方式，具备足够的扭矩和功率输出。
同时，还应考虑机器人的能源消耗和续航能力，以提高工作效率和使用寿命。
4.夹持装置设计：夹持装置是搬运机器人的关键部件，用于夹持和搬运物体。
夹持装置的设计应满足机器人的夹持力和稳定性要求。
一般采用气动或液压夹持方式，具备足够的夹持力和灵活性。
同时，还应考虑夹持装置的自动化程度，以提高机器人的工作效率和安全性。
三、搬运机器人结构分析1.结构强度分析：结构强度分析是对搬运机器人的结构稳定性和安全性进行评估。
通过有限元分析等方法，对机器人的底盘、导轨系统和夹持装置等关键部件进行高强度载荷测试，以确认其承载能力和抗震性能。
同时，还应进行冲击和振动测试，以确保机器人在工作过程中能够稳定运行。
2.运动学分析：运动学分析是对搬运机器人的运动轨迹和姿态进行分析和评估。
通过建立运动学模型，对机器人在不同工作状态下的位姿、速度和加速度等参数进行计算和仿真。
搬运机械手控制系统的设计说明书
湘潭大学毕业设计说明书题目：搬运机械手控制系统的设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学号：2003070523 姓名：陈辉煌指导教师：毛美姣完成日期： 2007年6月2日湘潭大学毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目：搬运机械手控制系统的设计学号：2003070523 姓名：陈辉煌专业：机械设计制造及其自动化指导教师：毛美姣系主任：周善炳一、主要内容及基本要求在本次搬运机械手控制系统的设计中，要完成的任务有如下几个方面：1、用机器人运动学求得搬运机械手的正解；2、由运动学方程解得搬运机械手各关节变量，并求出轨迹方程；3、用VB建立人机交互界面，并根据轨迹方程画出轨迹曲线；4、实现VB界面与PLC的通信，以及对搬运机械手的控制；5、写一份8000字以上的毕业设计说明书；6、一篇不少于3000单词的英文原文及中文翻译。
二、重点研究的问题1、搬运机械手运动学方程正解的求解；2、建立VB界面，实现计算以及画出轨迹曲线；3、实现搬运机械手的自动控制。
三、进度安排四、应收集的资料及主要参考文献1、刘极峰，易际明.机器人技术基础[M].北京：高等教育出版社，2006年.2、张铁.机器人学[M].广州：华南理工大学出版社，2000年.3、从爽.实用运动控制技术[M].北京：电子工业出版社，2006年.4、钟肇新，范建东.可编程控制器原理及应用[M].广州：华南理工大学出版社，2003年5、俞建家.Visual Basic 6.0程序设计与应用教程[M].福建：厦门大学出版社，2003年6、吕伟臣.Visual Basic 6.0初级编程教程[M].北京：北京大学出版社，2002年.7、大熊.机器人控制[M].北京：科学出版社，2002年.8、张海根.机电传动控制[M].北京：高等教育出版社，2005年.9、丹尼斯.机器人设计与控制[M].北京：科学出版社，2004年.10、刘极峰.计算机辅助设计与制造[M].北京：高等教育出版社，2004年.湘潭大学毕业论文（设计）评阅表学号2003070523 姓名陈辉煌专业机械设计制造及其自动化毕业设计题目：搬运机械手控制系统的设计湘潭大学毕业论文（设计）鉴定意见学号：2003070523 姓名：陈辉煌专业：机械设计制造及其自动化毕业论文（设计说明书） 65 页图表 0 张目录摘要 (1)第1章引言 (2)1. 1课题研究趋势与意义 (2)1.2串联关节机器人的发展和现状 (3)1.3本文的研究内容和主要工作 (2)第2章PLC控制系统及实现 (4)2.1机械手及控制器主要参数 (4)2.2简述机械手动作的实现 (5)2.3控制软件的设计 (5)2.3.1 PLC的选择 (6)2.3.2 光电编码器 (6)2.3.3 接口电路 (7)2.3.4 控制原理及程序 (7)3.1引言 (9)3. 2机械手运动学数学基础 (9)3.2.1机器人位置与姿态的描述[12] (9)3.3空间齐次坐标变换 (10)3.3.1坐标变换 (10)3.3.2齐次坐标变换 (11)3.3 点在空间直角坐标系中绕过原点任意轴的一般旋转变换 (12)3.4 Denavt-Hartenberg(D-H)表示法 (14)3.4.1 坐标系的建立 (14)3.4.2 几何参数定义 (15)3.4.3 建立i坐标系和1i 坐标系的齐次变换矩阵 (15)第4章机器人运动学方程的求解 (17)4.1机器人正向运动学 (17)4.2 机器人逆向运动学 (17)第5章机械手轨迹规划 (19)5.1 机器人轨迹的概念 (19)5.2 轨迹的生成方式 (19)5.2.1 轨迹规划涉及的主要问题 (19)5.3 插补方式分类 (20)5.4 机器人轨迹插值计算 (20)5.4.1 三次多项式插值 (21)5.4.2机械手轨迹规划。
（完整版）六自由度搬运机械手结构设计
（完整版）六⾃由度搬运机械⼿结构设计2. 六⾃由度搬运机械⼿的结构设计根据机械⼿的基本要求能快速、准确地拾起-放下搬运物件，这就要求它们具有⾼精度、快速反应、⼀定的承载能⼒、⾜够的⼯作空间和灵活的⾃由度及在任⼀位置都能⾃动定位等特征。
设计原则是：充分分析作业对象（⼯件）的作业技术要求，拟定最合理的作业⼯序和⼯艺、并满⾜系统功能要求和环境条件；明确⼯件的形状和材料特性，定位精度要求，抓取、搬运时的受⼒特性、尺⼨和质量参数等，从⽽进⼀步确定对该机械⼿结构和运⾏控制的要求；尽量选⽤定型的标准组件，简化设计制造过程，兼顾通⽤性和专⽤性，并能实现柔性转接和编程控制。
本课题设计的是⼀种⼩型的多关节式六⾃由度机械⼿，能够满⾜相应的动作要求，并对⼀些⼩质量⼯件实现抓取、搬运等⼀些列动作。
2.1 六⾃由度搬运机械⼿的功能分析该机械⼿系统共有6个⾃由度，分别为肩的回转与曲摆，⼤臂的曲摆，⼩臂的曲摆，⼿腕的曲摆与回转，以及⼿抓的回转。
该系统中基座固定，与基座相连的肩可以进⾏360度的回转；与肩相连接的⼤臂可以进⾏-90～+90度曲摆，与⼤臂相连接的⼩臂可以进⾏-90～+90度曲摆，⼤臂和⼩臂动作幅度较⼤，可以满⾜俯仰要求。
⼿腕可以进⾏360度的旋转，⼿腕也可以完成-90～+90度的曲摆，末端的⼿⽖部分可以-90～+90度夹持，⼿⽖部分通过⼀对齿轮的啮合转动，及其四杆机构完成⼿⽖的开合，可以满⾜夹持⼯件的要求。
通过预先编好的程序，下载到单⽚机内，从⽽使该六⾃由度搬运机械⼿能独⽴的完成⼀套指定的搬运动作，并⼀直重复进⾏下去！2.2 六⾃由度搬运机械⼿的坐标形式和⾃由度2.2.1 六⾃由度搬运机械⼿的坐标形式按机械⼿⼿臂的不同运动形式及组合情况，其坐标形式可以分为直⾓坐标式、圆柱坐标式、球坐标式和关节式。
（1）直⾓坐标式机械⼿直⾓坐标式机械⼿是适合于⼯作位置成⾏排列或传送带配合使⽤的⼀种机械⼿。
它的⼿臂可以伸缩，左右和上下移动，按照直⾓坐标形式x、y、z三个⽅向的直线运动，其⼯作范围可以是1个直线运动、2个直线运动或3个直线运动。