改革开放以来，我国的制造业水平得到长足的发展，目前我国正处于从制造业大国转向制造业强国的过渡阶段，制造行业必不可少的需要向高水平、高质量、高科技的产业升级，因此在此大背景的驱动下，机械手在生产制造中得到了广泛的应用，所需技术日益成熟。本次的设计的内容为搬运机械，主要用途是将冲床上加工好的冲压件搬运到指定的位置上，由于需要从冲床上将工件搬走，危险性极高，因此设计一款应用于此种作业的机械手，将会有效的提高生产的安全性，目前此类的机械手价格十分昂贵，整体性能还有待提高，本案通过利用目前最新理论成果，结合经典机械设计方法，并采用最新的生产工艺，对此中应用的机械手进行改进性设计。机械手采用采液压驱动，设计为四个自由度，使其动作更灵活、运行更可靠、执行精度更好，改进设计的重点为机械手整体结构的优化，机构的选择及液压系统的设计。然后编写设计说明书，绘制图纸，最后总结全文，指出本案的设计方法、改进措施及其发展前景。

关键词：机械手；搬运；机构；液压系统

Abstract

Since the reform and opening up. China's manufacturing level has been considerable development. China is in manufacturing power shift from manufacturing powerhouse transition phase. the manufacturing industry needs is essential to high-level. high-quality. high-tech industrial upgrading. Therefore. in this background. driven by the robot has been widely used in manufacturing. the required technology has become more sophisticated. Contents of this design is handling machinery. the main purpose is to punch the finished stamping on moving to the specified location. the need to move away from the workpiece will punch. extremely dangerous. so the design applied to this section robot species job will effectively improve production safety. such robots currently very expensive. the overall performance has to be raised. in this case through the use of the latest theoretical results. combined with classical mechanical design methods. and using the latest production technology . which applied to improve robot design. Manipulator using mining hydraulic drive. designed for four degrees of freedom. it moves more flexible. more reliable. perform better precision and improved focus to optimize the design of the overall structure of the robot. the design choices and hydraulic system institutions. Then write design specifications. drawing drawings. finally concluding remarks. he pointed out that the case design methods. improvements and development prospects.

Keywords: robot; transport; institutional; hydraulic system

1绪论..................................................................................1

1.1概述............................................................................1

1.2机械手研究现状..................................................................1

1.3机械手研究目的..................................................................2

1.4机械手的组成....................................................................2

1.5机械手的分类....................................................................3

2机械手的设计方案......................................................................3

2.1机械手运动形式的选择............................................................3

2.2机械手驱动形式的选择............................................................3

2.3机械手主要部位运动形式的介绍....................................................3

2.4机械手设计的主要参数介绍........................................................4

3手部的设计............................................................................4

3.1手部的结构类型及选择............................................................4

3.2手部的设计要求..................................................................5

3.3手部的力学分析..................................................................5

3.3.1手部驱动力的分析计算......................................................5

3.3.2夹紧力的计算..............................................................6

3.3.3液压缸驱动力的计算........................................................7

3.4液压缸基本尺寸的计算............................................................8

3.4.1液压缸内径的计算..........................................................8

3.4.2活塞杆直径的确定..........................................................9

3.4.3缸筒长度的计算...........................................................10

3.4.4液压缸最小壁厚的计算.....................................................11

3.5手部定位误差的计算.............................................................12

3.6手部夹持范围的计算.............................................................12

4腕部的设计计算.......................................................................13

4.1腕部设计要求...................................................................13

4.2腕部结构形式...................................................................13

4.3腕部驱动力矩的计算.............................................................14

4.4腕部摆动油缸的选择.............................................................16

5臂部的设计...........................................................................16

5.1概述...........................................................................16

5.2臂部设计要求 ..................................................................17

5.3臂部的典型结构及其选择.........................................................17

5.4手臂液压缸载荷的计算...........................................................18

5.5液压缸各结构尺寸的的计算.......................................................19

5.6活塞杆强度的校核...............................................................21

5.7导向杆直径的计算...............................................................21

6机身的设计...........................................................................22

6.1手臂俯仰机构载荷的计算.........................................................22

6.2液压缸基本结构尺寸的确定.......................................................24

6.3液压缸最小壁厚的计算...........................................................25

6.4缸盖螺钉直径的计算.............................................................26

6.5机身回转缸驱动力的计算.........................................................28

6.6机身摆动机构的确定.............................................................29

7液压系统设计.........................................................................29

7.1液压泵的选择...................................................................29

7.2液压阀的选择...................................................................31

7.3液压管道的计算.................................................................32

7.4油箱容量的确定.................................................................33

7.5液压系统工作原理图.............................................................33

结论...................................................................................35

参考文献...............................................................................36

致谢...................................................................................37

1绪论

1.1概述

随着我国经济的飞速发展，工业制造水平的不断提高，工业机械手在工业生产制造中发挥了越来越大的作用，其自动化水平成为衡量一个国家制造水平的标准。尤其在危险性比较高的行业中发挥出了其不可替代的作用，机械手的主要特点是自动化程度高、结构紧凑、机构设计较为合理、工作精度较高等，是最为典型的一种机电一体化产品，在工业生产中运用机械手能够大大提高生产效率，减少劳动成本，改善劳动强度。尤其在高危行业使用机械手将有效提高生产的安全性，同时在生产竞争越来越激烈的制造行业，提高产品质量，降低生产成本，是一个企业发展壮大的重要保障。因此机械手被广泛运用在生产制造行业中，随着社会不断的发展生产力的发展，在各行各业中将越来越多出现机械手的身影。因此发展机械手也是我国走向工业强国的重要标志。目前，在国内很工厂冲压线上的工件搬运仍由人工完成，劳动强度大、危险性高。为了提高生产加工的工作效率,降低成本,适应现代自动化大生产,冲压线上冲压件的搬运工作,利用机器人技术，设计一种搬运机械手代替人为劳动，从而提高生产效率。

通常情况下工业机械手是以采用液压作为驱动，将液压力传递给执行机构完成机械手的功能。液压搬运机械手的其主要性能特点是:输出扭矩大，结构简单紧凑，动作灵活迅速，效率高，使用范围广。

A0机械手总装配图.jpg

A1机械手工作示意图.jpg

A1手臂部件图.jpg

A1手部部件图.jpg

A2俯仰缸装配图.jpg

A3俯仰缸活塞杆.jpg

A3腕部法兰盘图.jpg

QQ截图20150627154154.jpg

QQ截图20150627154305.jpg

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