目录
一、目录………………………………………………………………………………………………………2
二、前言………………………………………………………………………………………………………3
（一）机械手的用途说明…………………………………………………………………………3
（二）设计机械手的目的、意义………………………………………………………………3
（三）设计指导思想应达到的技术性能要求…………………………………………4
三、设计方案论证………………………………………………………………………………………5
（一）机械手的原始依据…………………………………………………………………………5
（二）机械手的运动方案论证…………………………………………………………………6
四、机械手各组成部件设计计算………………………………………………………………8
（一）抓取机械设计…………………………………………………………………………………8
（二）手腕机构…………………………………………………………………………………………12
（三）手臂设计…………………………………………………………………………………………14
（四）缓冲装置设计…………………………………………………………………………………22
（五）定位机构设计…………………………………………………………………………………25
（六）机械手驱动系统设计……………………………………………………………………25
五、机械手控制系统设计…………………………………………………………………………25
六、设计总结……………………………………………………………………………………………26
七、参考文献……………………………………………………………………………………………27
二、 前言
（一）机械手的用途说明
机械手是模仿人手工作的机械设备。实验用机械手的设计，是指机械手臂在一定范围内的摆动，手臂的垂直方向的上下移动及手爪的伸缩运动组成。由启动系统实现各运动的驱动。它的主要作用是将工件按预定的程序自动地搬运到需要的位置，或者保持工具进行工作。机械手是利用PLC控制整个系统实现各种运动的自动化控制，且能用于教学演示。
（二）机械手的目的、意义
机械手是模仿人手的动作，生产中应用机械手可以提高自动化水平和劳动生产率，可以减轻劳动强度，保证产品质量，实现安全生产，尤其在恶劣的劳动条件下，它代替人作业的意义更加重大。因此，在机械加工中得到越来越广泛的应用。
目的是，我们对机械手的设计步骤有一定的平衡了解；也能基本掌握机械设计的方法；综合运用学过的理论知识；全面复习绘图技巧，并较好的运用于毕业设计绘图上。通过这次设计，使我了解到，自动控制的对象主要是单机或某个生产过程，智能控制则包括控制对象及整个工作环境或整个生产过程；自动控制的目标是使在系统控制的某个状态下，尽量消除环境对系统的影响，智能控制关心的使最终状态或现行状态是否合乎要求。因此，要充分考虑环境的影响；自动控制的学习来源重要是对象的状态的反馈，所以智能控制需要一个庞大的数据库；自动控制理论着重描述对象的数学模型，然后，通过各种控制算法进行控制，以达到目的，智能控制着重直接控制经验。
（三）设计的指导思想，应达到的技术性能要求
结构简单：设计为三自由度的机械手臂，运动形式简单，可以把手臂设计成为沿导向装置运动，直接选用标准规格的液压缸和内胀式机械手爪，无须另行设计。
外观不要有手臂堵塞外形：设计尽量要求安装方便，各非标准件加工方便。因此，不必设计成套形式，管道也不必安排在手臂内部，可以采用软管直接连接。
本次设计的手臂不要光用于工业生产，因此，对各部件的加工精度及安装要求不高，可以在通用机床上加工完成。
三、设计方案论证
（一）机械手设计的原始数据
1.组成结构
机械手主要由执行机构、驱动系统以及位置检测等装置组成。各系统的关系如图：
控制系统 → 驱动系统 → 执行系统 → 抓取工件
‖ —— 位置检测 —— ‖
2.执行机构
包括手臂、手腕、手部和立柱等部件，有的还增设行走机构。
（1）手部：即与物体接触的部件，由物体接触的形式又可分为夹持式和吸附式手部。
（2）手腕：是连接手腕和手臂的比肩，起改变工件的空间位置的作用。
（3）手臂：支撑手腕和手臂的部件以改变工件的空间位置。
（4）立柱：支撑手臂的部件，手臂的各部分运动均与立柱有密切的关系。
（5）行走机构：为完成远距离的操作和扩大使用范围，可增设滚轮行走机构。
（6）机座：它是机械手的基础部件，机械手执行机构的各部分和驱动系统均安装在机座上，起支撑和联结作用。
3.驱动机构
机械手臂的驱动系统是驱动执行机构运动的出动装置，常用的有液压传动、气压传动、电力传动和机械传动。
4.控制系统
有电力控制和射流控制两种，一般常见的为电力控制，这是机械手的重要组成部分，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息，同时按其控制系统的信息，对执行机构发出指令，必要时，对机械手的动作进行控制，当动作有错误时，发出警报信号。
川公网安备: 51019002004831号