毕业答辩-自动取料机械手设计
机械手完整毕业设计论文
机械手完整毕业设计论文毕业论文（设计）（范文）课题名称 ______________________ 学生姓名______________ 学号_______________ 系部 _________________ 专业年级 _________________________指导教师 ___________________________20XX年XX 月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，H前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的丄作，工作方式一般釆取示教再现的方式。
本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。
首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设讣以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的口标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。
关键词：机器人，示教编程，伺服，制动ABSTRACTIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on 什w automation degree of the production process in order to enhance theproduction efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises・ The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way.In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used tocarry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software・Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running・ The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring 什】e movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point・KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake目录第1章绪论 (3)1.1机器人概述 (4)1.2机器人的历史、现状 (4)1.3机器人的发展趋势 (4)第2章机器人实验平台介绍及机械手的设计 (3)2.1自由度及关节 (4)2.2基座及连杆 (4)2.2. 1 基座 (7)2.2.2大臂 (7)2.2.3小臂 (7)2.3机械手的设计 (4)2.4驱动方式 (4)2.5传动方式 (4)2.6制动器 (4)第3章控制系统硬件 (4)3.1控制系统模式的选择 (4)3.2控制系统的搭建 (4)3.2. 1工控机 (4)3.2.2数据采集卡 (4)3.2.3伺服放大器 (4)3.2. 4 端子板 (4)3.2. 5电位器及其标定 (4)3.2. 6 电源 (4)第4章控制系统软件 (4)4.1预期的功能 (4)4.2实现方法 (4)4. 2. 1实时显示各个关节角及运动范围控制 (4)4. 2. 2直流电机的伺服控制 (4)4. 2.3电机的自锁 (4)4. 2. 4示教编程及在线修改程序 (4)4. 2. 5设置参考点及回参考点 (4)第5章总结 (4)5.1所完成的工作 (4)5.2设计经验 (4)5.3误差分析 (4)5.4可以继续探索的方向 (4)致谢 (4)参考文献 (4)1.1机器人概述在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
毕业答辩-黄瓜采摘机器人的结构设计与研究
谐波齿轮减速机相关内容计算
1.确定加工方式，材料 2.确定齿数，传动比，模数 3.确定各部位具体参数 4.对轴进行校核
谐波齿轮减速机相关内容计算
1.确定加工方式，材料 2.确定齿数，传动比，模数 3.确定各部位具体参数 4.对轴进行校核
转向机构计算及校核
小车驱动电机选型
小车车轮与地面摩擦因数μ取2.3～3.0，取μ=2.5， 机器人总重45.27Kg， 有两个驱动，电机驱动转矩是和车轮启动最大摩擦力矩是相等的， 启动摩擦力F=μMg=2.5×45.27×10=1131.75N， 小车轮子半径R=50mm， 有两个驱动，电机驱动转矩是和车轮启动最大摩擦力矩是相等的， T=2FR=2×1132×0.05=113.2Nm 所以驱动减速电机转矩要求是1/2 T=56.6Nm 因此选择速比21，电机转矩3.18Nm的减速电机，此电机型号SGMAV10ADAHB6C 该减速电机输出转矩就是21×3.18=66.78Nm>56.6Nm，所以选则正确。
关节型
轮式
剪切夹持
研究成果展示及其应用
局部方案设计
局部方案设计
局部方案设计
局部方案设计
局部方案设计
局部方案设计
关节部位采用谐波减速器
结构优化设计
技术设计
1.抓手尺寸设计
在温室大棚里，长出来的黄瓜挂根据数理统计，其尺寸大多 数处于35mm～40mm之间，所以抓手尺寸就以这个数值段 为设计依据，圆弧口尺寸35mm，手抓最小加持尺寸为 35mm，至于更大的黄瓜，则可以通过张大手抓尺寸完成抓 取工作。 直线推杆抓手用选择型号XTL100，电压12V，速度60mm/s， 推力100N，行程100mm。 剪刀用抓手选择型号XTL10，电压12V，速度80mm/s，推力 10N，行程10mm。（瓜藤直径在5mm左右），满足要求。
机械手毕业设计论文设计
机械手设计摘要工业机械手是近几十年开展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其表现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的开展前景。
本文设计了一个机械手行走小车，以完成行走，抓取，翻转等功能，对应分别要有行走机构，抓取机构，提升机构，翻转机构等来实现。
该小车是由步进电机驱动，由各特征点运动的合成形成小车的各种运动。
整个小车的机械设计是以所学机构方面的理论知识为理论根底的，参考小车的组成机构，同事兼顾使用场合的环境，以“模块化〞的设计思想完成了几个运动模块的设计。
关键词：机械手智能运动模块引言0.1 机械手简介 (1)0.2 机械手的组成 (3)0.3 应用机械手的意义 (5)第一章总体技术方案与系统组成1.1 原始数据 (7)1.2 工作要求 (7)1.3 系统组成 (8)1.4 总体技术方案 (8)第二章机械手的液压局部2.1 液压系统的工作原理 (10)2.2 液压传动的工作特征 (10)2.3 液压系统的组成 (10)2.4 液压系统的优、缺点 (11)第三章回转装置的总体组成与结构设计3.1 回转装置的组成 (13)第四章机械传动方案的设计与计算4.1 小车的主要组成局部 (15)4.2 同步带传动方式优缺点 (15)4.3 驱动动力源 (15)4.4 机械传动方案的设计计算 (16)第五章零件加工编程5．1数控车床加工程序编制根底 (22)5．2程序编制 (23)设计小结 (30)谢辞 (31)参考文献 (32)机械手首先是从美国开始研制的。
1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。
它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
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。
毕业答辩-自走式大蒜收获机设计
主要零、部件设计展示
行走轮选用人字人字花纹农用机械轮胎。
60mm
主要零、部件设计展示
行走轮轴的校核 按第三强度建立轴的弯扭合成强度校核：
>δca
强度满足要求。
结论
改变了大蒜机械收获的顺序。 在切茎装置上增加了清理部件。 该机可拆卸。
最后衷心感谢各位老师的批评和 指导！谢谢！
自走式大蒜收获机设计
指导老师： 姓名
班 级：机械4班
论文结构
第1章 • 绪论 第2章 • 大蒜收获机整体结构设计 第3章 • 传动装置设计 第4章 • 切茎装置设 • 结论
绪论
• 研究目的和意义：大蒜是主要农作物之一，经济 性好，可做食品添加剂，调味品和美容化妆品等 的原料。但是大蒜人工收获劳动强度大、效率低， 不利于大蒜产业未来的发展，所以用机械化收获 大蒜。
行走速度 外形尺寸
2.52km/h 3100×1212×1912mm
主要零、部件设计展示
切茎装置如图所示：
主要零、部件设计展示
用三角平面铲起蒜，其后传输抖动装置 进行蒜土分离，如图所示：
主要零、部件设计展示
传动装置 使用二级减速箱减速总传动比达75.66，
结合离合器进行机具的启动和停止。
皮带
链条
绪论
• GL2400型大蒜捡拾机
主要是做以下三个工作：
1）使大蒜无土入箱 2）最少的人工参与 3）对大蒜的机械损伤极少
大蒜捡拾机
大蒜收获机整体结构设计
大蒜收获机的结构如图所示：
大蒜收获机整体结构设计
该机主要参数：
项目 动力源 启动方式 作业幅度 作业行距 挖掘深度
名称 9.7kwZH195A柴油机 手摇启动 650mm 200mm 40~60mm（可调）
毕业设计（论文）-多臂采摘机器人的初步设计采摘手的设计（全套图纸）
多臂采摘机器人的初步设计——采摘手的设计1.绪论1.1研究内容及意义果蔬采摘是农业生产链中最耗时耗力的一个环节,其成本高、季节性强、需要大量劳动力高强度的工作。
但是由于工业生产的迅速发展分流了大量农业劳动力以及人口老龄化加剧等原因,使得能够从事农业生产的劳动力越来越少,单靠人工劳作已经不能满足现有的需要。
随着计算机图像处理技术和各种智能控制理论的发展,使采用机器人采摘果蔬成为可能。
果蔬采摘机器人是一类针对水果和蔬菜, 可以通过编程来完成采摘等相关作业任务的具有感知能力的自动化机械收获系统, 是集机械、电子、信息、智能技术、计算机科学、农业和生物等学科于一体的交叉边缘性科学, 需要涉及机械结构、视觉图像处理、机器人运动学动力学、传感器技术、控制技术以及计算信息处理等多方面学科领域知识。
采摘机器人将在解决劳动力不足、降低工人劳动强度、提高工人劳动舒适性、减轻农业化肥和农药对人体的危害、提高采摘果蔬的质量、降低采摘成本、提高劳动生产率、保证果蔬的适时采收、提高产品的国际竞争力等方面具有很大潜力。
国际上, 一些以日本和美国为代表的发达国家,已经从20世纪80年代开始研究采摘机器人,并取得了一些成果。
而我国在该领域中的研究还处于起步阶段,因此我们必须加快对采摘机器人的研究脚步以早日赶超国际水平,使其为我国农业的生产和发展做出重大贡献。
全套图纸，加1538937061.2研究现状果蔬采摘机器人的研究开始于20 世纪60 年代的美国( 1968 年)，采用的收获方式主要是机械震摇式和气动震摇式。
其缺点是果实易损、效率不高，特别是无法进行选择性的收获，在采摘柔软、新鲜的果蔬方面还存在很大的局限性。
但在此后，随着电子技术和计算机技术的发展，特别是工业机器人技术、计算机图像处理技术和人工智能技术的日益成熟，采摘机器人的研究和开发技术得到了快速的发展。
1.2.1国外研究现状在日本、美国等发达国家，农业人口较少。
随着农业生产向规模化、多样化、精确化的方向迈进，劳动力不足的现象越来越明显。
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。
毕业设计自动上下料机械手设计
1.3 工业机械手机械手的发展趋势
1、扩大机械手在热加工行业上的应用 因热加工作业的物件重、形状复杂、环境温度高等，给机械手的设计、制造带 来不少困难，这就需要解决技术上的难点，使机械手更好地为热加工作业服务。 2、提高工业机械手的性能 机械手的工作性能的优劣，决定着它能否正常地应用于生产中。机械手工作性 能中的重复定位精度和工作速度两个指标，是决定机械手能否保质保量地完成操作 任务的关键因素。因此要解决好机械手的工作平稳性和快速性的要求，除了从解决 缓冲定位措施入手外，还应发展满足机械手性能要求价廉的电液伺服阀，将伺服控
1.2 工业机械手的分类 1、按用途分可分为专用机械手和通用机械手
（1）专业机械手 是指附属于主机，动作程序固定，一般没有独立控制系统，只制作专门用途的 自动抓取或操作装置。 （2）通用机械手（国外泛称工业机械人） 是指程序可变的、独立的、自动化的抓取或操作装置。通用工作机械手工作范 围大、 定位精度高、 通用性强， 适用于不断变换生产品种的中小批量自动化的生产。 2、按驱动方式可分为液压、气压、机械、电力传动机械手 （1）液压传动机械手 是以油液的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是：抓重可达几百 公斤以上、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏。但对密封装置要求严格，不然油的泄 露对机械手的工作性能有很大的影响，且不宜在高温、低温下工作。 （2）气压传动机械手
抓重 是 机械手 所能抓取或搬运 物件的 最大重 量， 它 是 机械手规格中的主 要参 数。抓重以 10 公斤左右的机械手为数最多。一般将抓重 1 公斤以下的定为微型； 1~5 公斤的定为小型；5~30 公斤的定位中型；30 公斤以上的定为大型。机械手抓重 的大小对其他参数如行程范围、运动速度、坐标型式和缓冲装置的设计均有影响， 因此，设计时必须予以重视。
毕业设计(论文)-自动取工件冲压机械手设计[管理资料]
摘要本论文主要分为两大部分。
第一部分对冲压自动化生产技术的发展历史和现状进行了比较详细的介绍。
而随着我国冲压技术水平的不断提高，各种冲压自动化装置在实际生产中的应用越来越普遍。
与传统手工冲压相比，自动化冲压具有安全、高效、节材等优点，是板材加工技术的发展方向。
现在，自动模的自动化装置已向机械手方向发展。
本论文设计了一个自动取工件冲压机械手。
本冲压机械手主要根据四柱万能液压机的各技术参数进行设计，主要由升降和回转两大部分组成，摆杆最大回转角度θ=120°，并且摆杆长度可在950～1250mm 之间进行调整，最大吸附能力达50Kg，通用性较广，可适用于Y32—50至Y32—500这一系列的液压机，故实用性比较强，有一定的市场价值。
第二部分则分析了国内外汽车覆盖件冲压技术的研究现状、关键技术及其发展趋势，并以LJ465Q—1汽油发动机机油盘翻边模具的设计为实例，介绍了汽车覆盖件模具设计的方法和步骤，以及在模具设计中应注意的问题。
关键词：冲压自动化，机械手，汽车覆盖件，机油盘，翻边AbstractThis thesis is mainly divided into two parts.In the first part, the development and the present of Press manufacturing automatic technique are introduced in detail. As the development of press manufacturing technique in our nation. Various Press automation equipment was applied in practice manufacture more and more universal ly. Comparing with tradition manual press, automatic press was provided with the merits of security, high efficiency, saving material, and so on. It is the development headof plates machining technique. Today, the automatic device of automatic dies has headed for the manipulator. A stamping manipulator of automatic getting workpiece has designed in this thesis. It is designed Mostly Basing on Various technical parameter of the four pole universal hydrostatic machine. The stamping manipulator is mainly made up of elevation and gyration. The maximum gyration angle of the swing stem is θ=120°,and the swing stem length can be adjusted from 950mm to 1250mm. the maximum adsorptive capacity is 50 Kg. A serial of hydrostatic machine from Y32—50 to Y32—500 are applied to for widely versatility. And it has a strong practicability and definite market value.In the second part, The present studies of the automobile panel stamping technique at home and abroad are analyzed .Key technique sand trend of development of the automobile panel stamping technique are summarized. And the design of LJ465Q—1 gasoline engine 机油盘flanged die is taken as example, which the designing method and step of the automobile panel die are introduced. And some questions should be taken attention to in the dies designing.Keywords: press manufacturing automation, manipulator ,automobile panel,sump,flange目录摘要 (1)第一章绪论 (4)第一节课题背景 (4)第二节课题现状及发展趋势 (5)一、冲压生产自动化的现状及发展趋势 (5)二、我国汽车覆盖件模具产业现状及发展趋势 (8)第三节课题研究内容及意义 (10)第二章冲压机械手的设计 (11)第一节机械手概述 (11)一、机械手及其在冲压生产中的应用 (11)二、机械手的组成与分类 (11)三、机械手的自由度 (13)四、机械手的坐标形式 (13)五、国内外发展状况 (14)第二节自动取工件冲压机械手设计思路 (15)第三节冲压机械手主要工作部分的设计与计算 (17)一、臂的设计 (17)二、螺栓直径的确定 (18)三、齿轮齿条传动设计 (19)四、齿轮轴的设计及轴承的选用 (22)五、气缸的设计计算 (23)六、固定立柱的设计 (25)七、其它零部件的设计以及标准件的选用 (26)第三章翻边模设计........................................ 错误!未定义书签。
毕业设计-机械手毕业论文
毕业设计-机械手毕业论文机械手毕业设计目录摘要.............................. 错误!未定义书签。
第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 机械手的定义与分类 (2)1.3 机械手应用及组成结构 (2)1.4 机械手的发展趋势 (3)1.5 总体设计要求 (4)第2章 PLC的介绍与选择 (5)2.1 PLC的特点 (5)2.2 PLC的选型 (6)2.3 三菱FX系列的结构功能 (7)第3章各功能实现形式与控制方式 (9)3.1 本机械手模型的机能和特性 (9)3.2 夹紧机构 (9)3.3 躯干 (10)3.4 旋转编码盘 (10)第4章控制系统设计 (11)4.1 控制系统硬件设计 (11)4.1.1 PLC梯形图中的编程元件 (12)4.1.2 PLC的I/O分配 (12)4.1.3 机械手控制系统的外部接线图 (14)4.2 控制系统软件设计 (15)4.2.1 公用程序 (15)4.2.2 自动操作程序 (17)4.2.3手动单步操作程序 (22)4.2.4 回原位程序 (24)4.3 PLC程序的上载和下载......... 错误!未定义书签。
4.3.1 PLC程序的上载........ 错误!未定义书签。
4.3.2 PLC程序的下载........ 错误!未定义书签。
第5章设计小结...................... 错误!未定义书签。
致谢 (28)参考文献 (29)第1章绪论1.1 课题背景随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，生产工况也有趋于恶劣的态势，这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求，同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。
工人工作环境和工作内容也要求理想化简单化，对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完成显得非常重要。
这样可以避免一些人不能接触的物质对人体造成伤害，如冶金、化工、医药、航空航天等。
在机械制造业中，机械手应用较多，发展较快。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、整体方案的设定
基本功能的设定
1、取料机械手的工作要求
（1）、具有较好的传动稳定性、协调性
（2）、紧急问题则需要单独有控制系统进行急 停操作
4
2、取料机械手的实际设计
（1）、设计准则：保证刚度要求、合理 的尺寸、合适的材料
（2）、传动方案的定型：一、确定机械手取料 时的运动路线；二、确定取料机械手的如何进 行驱动
部的空气，以达到吸住物体的效果
11
2、手腕的结构设计
根据现有工厂物料取放的通用性，采取水平抓取的形式，所以 在手腕设计时要使手腕有相应的摆动才能满足取料的使用要求。 因此，将手腕设计成回转结构采用回转气缸作为实现手腕的主 要机构
（1）、手腕转动时所需的驱动力矩
驱动手腕回转时的驱动力矩必须克服手腕起动时所产生的 惯性力矩，手腕的转动轴与支承孔处的摩擦阻力矩，动片 与缸径、定片、端盖等处密封装置的摩擦阻力矩以及由于 转动件的中心与转动轴线不重合所产生的偏重力矩
16
答辩完毕 敬请各位专家、老师进行批评指正，谢谢！
17
5
3、基本参数的确定
（1）、定位精度 根据制造的精度、材料本身的刚度、控制方式、 驱动缓冲定位方式以及加工工艺等因素进行综 合考量
（2）、自由度、工作行程 对运动路线进行分析，将复杂的运动路线分解 成若干个简单的直线运动和回转运动，每一个 简单的独立运动即是一个自由度；结合机械手 安装的位置和工作机器、上下料道或储料装置 的相对位置的尺寸，就能确定运动路线分解后 的各段工作行程
7
三、自动取料机械手的整体设计
特点：能实现迅速、准确的夹持、松放、精度 高、反应迅速、承载能力强、操作空间大和使
用灵活等特点
8
1、主要技术参数
抓重
5Kg
自由度数
4
坐标形式
圆柱坐标
最大工作半径
1400mm
手臂最大中心高
1250mm
伸缩行程
1200mm
伸缩速度
400mm/s
升降行程
120mm
升降速度
6
3、基本参数的确定
（3）、工作速度 1．由于继电器、电磁滑阀以及执行机构都有一 定的惯性，从动作指令发出到开始动作需要一 段时间，因此单个动作时间不宜少于0.2秒。
2．夹紧或放松动作时间一般可定为0.2-0.3秒。
3．手臂伸缩、水平回转和升降的时间，是机械 手动作节拍的主要部分，要考虑抓重和行程大 小、驱动方式、缓冲和定位方式而加以确定。 在动作时间和行程确定后就可以求出机械手各 动作的速度
自动取料机械手设计
答辩人：陈强 学 号：130108106 专 业：机械设计制造及其自动化 指导老师：周金霞
目录页
体方案的设定 三 自动取料机械手的整体
设计 四 机械手的控制方案 五 总结
2
一、课题研究的意义
现代社会的不断发展当中，自动化机械的发展在工业生产中扮演者至 关重要的角色，而取料装置的效率不断改进使其逐步取代了人工搬运取 料的传统方式，将传统的人工取料以自动机械手取代将会使生产模式大 大的改变，而且也会带了长久的生产效益
250mm/s
回转范围
0-180°
9
1、主要技术参数
抓重 回转速度 定位方式 定位精度 驱动方式 控制方式
5Kg 90°/s 行程开关 +/- 1mm 气压传动 PLC
10
2、手部设计
机械手手部主要由连接杆和真空吸盘组成，连接 杆与连接杆之间采用螺栓进行固定，每个连接杆 下方都设置有相应的吸盘，并且通过顶端的旋转 装置来完成转动连接，吸盘的内部会产生负压， 而这种负压选用挤压排压需要借助外力来吸住内
15
五、总结
本文的设计是将机械手的结构特点突出出来， 通过机械手的力学分析对其完成设计，该种机 械手采用的是PLC控制器，控制核心更加稳定， 使用高效快捷，同时为了简化其内部结构，减 少了内部不必要的传感器的安装，降低了企业 的生产成本和维修成本，同时该种机械手能够 完全代替人工对物料的取放工作，避免了人工 搬运的低效率和不安全性，为了满足设计需要， 对机械手的组成和分类作出了工艺上的设计改 进方案，以满足现代企业的高效率使用要求
2、手腕的结构设计
手腕转动时所需的驱动力矩可按下式计算:
M驱 M惯 M偏 M摩 M封
式中: M驱- 驱动手腕转动的驱动力矩； M惯 - 惯性力矩; M偏- 参与转动的零部件的重量(包括工件、
手部、手腕回转缸的动片)对转动轴线所产生的偏重 力矩；
M摩- 手腕回转缸的动片与定片、缸径、端
盖等处密封装置的摩擦阻力矩;
M封-手腕回转缸的动片与定片、缸径、端盖
等处密封装置的摩擦阻力矩
二、
机械手的控制方案
1、取料机械手的工作要求
（1）、具有较好的传动稳定性、协调性
（2）、紧急问题则需要单独有控制系统进行急 停操作
14
四、机械手的控制方案
考虑到机械手的通用性，同时使用点位控制， 因此采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控 制。当机械手的动作流程改变时，只需改变PLC 程序即可实现，非常方便快捷