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冲压线上柱形工件球坐标型四自由度液压驱动搬运机械手设计【优秀含7张CAD图纸+搬运机械手全套课程毕业设计】

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资源描述：

冲床上加工好的冲压件搬运机械手设计

搬运机械手设计

冲压线上柱形工件球坐标型四自由度液压驱动搬运机械手设计

球坐标型四自由度液压驱动搬运机械手设计

冲压线上柱形工件球坐标型四自由度液压驱动搬运机械手设计【优秀含7张CAD图纸+搬运机械手全套课程毕业设计】

【带任务书+开题报告+中期检查表+文献综述+外文翻译】【42页@正文17800字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

中期检查表.doc

任务书.doc

外文翻译=机械手=4200字符=中英文翻译.doc

开题报告.doc

搬运机械手设计说明书.doc

文献综述.doc

查重报告

诚信承诺书.doc

A0机械手总装配图.dwg

A1手臂部件图.dwg

A1手部部件图.dwg

A1机械手工作示意图.dwg

A2俯仰缸装配图.dwg

A3俯仰缸活塞杆.dwg

A3腕部法兰盘图.dwg

任务书

毕业设计（论文）题目搬运机械手设计

毕业设计（论文）主要内容和要求：

   随着工业生产技术的发展及自动化技术的提高，各个国家和企业都在向着高效率、高精度的方向发展，尤其在制造业上，新兴高可靠型的生产设备正在代替传统的旧设备，针对冲压生产线上繁重的工作量，为减轻工人劳动强度，提高生产率，要求设计一款用于冲床上搬运冲压件的机械手，冲压件重量约为10KG。

毕业设计（论文）主要参考资料：

[1]孙淑娟，全腊珍  画法几何与机械制图.中国农业出版社，2007,136-138

[2] 高泽远，王金  机械设计基础课程设计[M],沈阳东北工业出版社，2001,38-39

[3] 张建民.工业机械人.北京：北京理工大学出版社,1992

[4] 史国生.PLC在机械手步进控制中的应用.中国工控信息网,2005.1

[5] 李允文.工业机械手设计.机械工业出版社,1996.4

[6] 蔡自兴.机械人学的发展趋势和发展战略.机械人技术,2001，4

[7] 金茂青，曲忠萍，张桂华.国外工业机械人发展的态势分析.机械人技术与应用,2001，2

[8] 邓星钟，机电传动控制（第三版），华中科技大学出版社，2001.

[9] 裴仁清，机电一体化原理，上海大学出版社，1998.

[10] 朱龙根，简明机械零件设计手册（第二版），机械工业出版社，2005.

[11] 秦曾煌，电工学－电子技术（第五版），高等教育出版社，2004.

[12]朱龙根，机械系统设计（第二版），机械工业出版社，2002.

毕业设计（论文）应完成的主要工作：

针对冲压搬运机械手的整体进行设计，并自行设计计算动力系统，传动系统及执行机构。

要求：绘制相应的零件图和装配图，合计3张零号图纸，并编写设计说明书，正文字数不少于8000字。

毕业设计（论文）进度安排：

序号毕业设计（论文）各阶段内容时间安排备注

1利用图书馆、互联网搜集相关技术资料2014.12.01----2015.01.01

2写开题报告2015.01.02----2015.01.06

3工厂实习调查，了解生产情况2015.01.10----2015.01.20

4确定设计方案2015.01.21----2015.01.25

5检查复核，编写设计说明书2015.02.21----2015.02.28

6制作图纸2015.03.01----2015.04.01

7中期检查2015.04.02----2015.04.15

8完成毕业设计2015.04.16----2015.05.15

9答辩2015.05.16----2015.05.30

摘  要

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

目  录

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。

1.2机械手研究现状

机械手是生产制造过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，是计算机科学与机械科学完美结合产生出的一种机电一体化产品。随着科技的发展，工业生产自动化水平的提高，越来越多的国家加入到了机械手研究的浪潮中，相对国外我国的的机械手发展起步较晚，应用范围还比较窄，自动化水平还比较低，因此面对日益激烈的竞争我国需要大力发展研究工业机械手。

国外研究现状：世界上第一个真正意义上的机械手是1958年美国公司研究出来的。它是是一种圆柱结构型长臂机械手；紧随其后该公司与1962年，仿照军用坦克炮塔系统研制出一种示教型的数控机械手，此款机械手做了很多改善，功能更为强大，实现的运动更多，其手臂可以实现回转、升降、伸缩、俯仰等运动，同时采用液压驱动大大提高了机械手的工作能力。第一种球面坐标型机械手是德国普曼公司在1970年设计出的一种应用于上下料、焊接、物料搬运等功能的机械手，此后机械手开始步入到了快速发展的阶段，相继出现了关节型机械手，专门用于点焊、零件装配的专业机械手、各种不同驱动形式下的机械手等，其中，日本机械手行业发展比较迅速，也是发展最快的国家，日本的机械手发展来源于美国，自从1969年从美国引进机械手技术后，便迅速对机械手进行了大力研究，之后日本的机械手如雨后春笋般迅速发展壮大起来，到目前为止日本的制造行业成为全球运用机械手最多的国家之一。目前国外的机械手研究日益成熟，其应用范围也越来越广泛，机械手的整体性能正在朝着智能化、高精度、高速度、高可靠性方向发展

国内的研究现状：机械手在我国发展起步于20世纪70年代。于1972年我国研制出了第一台工业机械手，之后我国制造行业便掀起了一股机械手研究和应用的浪潮。我国大力发展机械手阶段是在第七个五年计划，并将机械手研究放入发展计划当中，通过不断的努力我国相继研究创造出国内第一个机械手生产制造流水线，国内第一个用于喷涂作业的喷涂机械手，及一系列用于各种生产加工的专用和通用机械，目前我国机械手发展迅速，并在其关键技术不断进行突破，如伺服电机，减震齿轮，PLC电控系统等，使我国的机械手发技术越来越成熟越来越完善，经过多年的发展我国的机械手应用范围不断扩大，其整体性能不断提高。如越来越多的其他行业也逐渐开始使用机械手进行生产及代替人的服务工作中。总体来看我国工业机械手发展良好，发展潜力还很大。

1.3机械手研究目的

机械手是一个时代发展到一定程度时的产物，它的产生为世界的繁荣起到了很好的推动作用，由于机械手的应用以及渗透到生产制造的各个阶段，因此大力研究发展机械手意义重大，其研究意义在于能够有效提高生产效率降低劳动成本，改善劳动强度，提高生产的安全性，以及更有力的提高我国生产制造水平。

1.4机械手的组成

本案设计的机械手根据主要部件来看由手部、腕部、臂部、机身以及驱动系统等主要结构构成。

1、手部

手部是机械手抓举工件的机构，其主要由手指和传动机构组成，常用的手部抓持结构有回转型和移动型。回转型手部结构手指与底座之间采用转动副连接，手指能够相对底座进行转动，从而夹紧工件进行搬运，其结构简单，制造容易，因此在工业制造业被广泛应用。移动型手部结构手指与支座之间采用滑动副连接，手指相对底座能够进行滑动并夹紧工件，在生产中应用比较少，其结构较大而且复杂，适用于搬运对象其表面比较方正、工件尺寸变化较大的工件，手指的机构设计要参照被抓举工件的形状、尺寸及重量。常用的指型有平面型、V形面型和曲面型；手指有外夹式和内撑式；指数有双指式、多指式和双手双指式等。传动机构的主要作用是实现手指对工件的抓举功能，通常机械手的传动机构有这么几类:滑槽杠杆型、齿轮齿条型、丝杠螺母型等。

2、腕部

腕部的主要作用是将手部和臂部连接在一起，其主要部件是其中的一个摆动液压马达，通过液压马达的转动实现对抓取工件方向及位置的调节。

3、手臂

手臂的主要作用是支撑手部和腕部的工作。手臂是可以伸缩的，工作中其是带动手部去抓取工件，并将工件按工作要求安放到指定的位置。本案设计的机械手的手臂主要由伸缩液压缸，支架及导向杆等零部件组成通常由驱动手臂运动的部件，工作过程中手臂中各部分机构合理配合，从而实现臂部的各种功能。

4、机身

机身的主要功能是实现手臂的俯仰和回转，同时又起到支撑的作用，机身主要由活塞缸、液压摆动马达及辅助装置等组成。

5、驱动系统

驱动系统是机械手的动力源泉，是为机械手各部分提供动力的系统。驱动系统主要由动力元件，调节结构及辅助装置构成。一般情况向驱动系统有如下几类液动、 气动及机械传动等。

1.5机械手的分类

按用途分为专业机械手和通用机械手；按驱动方式分为电动、液动、气动、纯机械及电液混合式机械手；按控制方式分为点位控制和连续控制机械手。

参考文献

[1]  徐永生.液压传动.北京:机械工业出版社,1990.5.

[2]  李允文.工业机械手设计[M].北京:机械工业出版社,1996.4.

[3]  蔡自兴.机械人学的发展趋势和发展战略[J].机械人技术,2001.4.

[4]  张建民.工业机器人.北京:北京理工大学出版社,1988.6.

[5]  蔡自兴.机器人学的发展趋势和发展战略.机器人技术,2001.8.

[6]  金茂青.张桂华.国外工业机器人发展势态分析.机器人技术与应用,2001.28.

[7]  王雄耀.近代液压机器人(液压机械手)的发展及应用.液压与密封,1999.35.

[8]  郑洪生.液压传动及控制.北京:机械工业出版社,1987.9.

[9]  汪曾祥,魏先英,刘祥至.弹簧设计手册[M].上海:上海科学技术文献出版社,1986.5.

[10]  高荣慧.机械产品综合设计课程设计指导书之一工业机械手设计[M].合肥:合肥工业大学出版社,2008.3-90.

[11]  天津大学《工业机械手设计基础》编写组.工业机械手设计基础[M] .天津:天津科学技术出版社,1980:1.

[12]  张培志.朱宏俊.电气控制与可编程序控制器[S].北京:化学工业出版社,2009.120.

[13]  哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学[S].第6版.北京:高等教育出版社,2007.109.

[14]  刘鸿文.材料力学[S].第4版.北京:高等教育出版社,2008.12.

[15]  孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理[S].第7版.北京:高等教育出版社,2007.18.

[16]  毛平淮.互换性与测量技术[S].北京:机械工业出版社,2008.19.


内容简介：
长城学院本科毕业设计（论文）中期检查表 系：工程技术系 专业： 机制 检查日期： 学生姓名 张校彬 论文题目 搬运机械手设计 任务书 已完成（ ），进行中（ ） 参考文献 20 篇：其中外文文献 4 篇 外文翻译 已完成（ ），进行中（ ）；完成字数约： 3000 字（翻译成的汉字字数） 开题报告 已完成（ ），进行中（ ）；完成字数约： 4000 字 正文 已完成（ ），进行中（ ）；完成比比例： 80 % 已完成的 任务 开题报告，外文翻译，文献综述，设计说明书及装配的图纸绘制 待完成的 任务 部分零件图的绘制 存在的 问题 设计中细小尺寸的如何合理确定 采取的 办法 去图书馆查阅相关资料，上网搜索，细问指导老师 指导教师 意见 指导教师签名： 注：按表中的要求填写，选项打钩（ ）； nts毕业论文（设计）教师指导记录表 毕业论文（设计）题目 搬运机械手设计 学生姓名 张校彬 系（部） 工程技术系 学生学号 05211517 专业班级 机制 5 班 指导教师姓名 牛博英 职称 讲师 主要指导内容： 开题报告的格式及要求 指导时间： 2014 年 12 月 20 日 主要指导内容：文献综述的格式及要求 指导时间： 2015 年 1 月 15 日 主要指导内容：计算说明中电机如何选择，资料的查询 指导时间： 2015 年 3 月 20 日 主要指导内容：外文翻译的格式及要求 指导时间： 2015 年 3 月 27 日 注：此表由指导教师按毕业论文（设计）的主要工作阶段填写主要指导内容。 系主任签字（盖章）nts nts中国地质大学长城学院 毕业 设计 （ 论文 ）任务书 学生姓名 张校彬 学号 05211517 班 级 机制五班 指导教师 牛博英 职称 讲师 单 位 中国地质大学长城学院 毕业 设计 （ 论文 ） 题目 搬运机械手设计 毕业 设计 （ 论文 ） 主要内容和要求： 随着工业生产技术的发展及自动化技术的提高，各个国家和企业都在向着高效率、高精度的方向发展，尤其在制造业上 ，新兴高可靠型的生产设备正在代替传统的旧设备， 针对冲压生产线上 繁重的工作量，为减轻工人劳动强度，提高生产率，要求设计一款 用于冲床上搬运冲压件的 机械手 ，冲压件重量约为 10KG。 毕业 设计（论文） 主要参考资料： 1孙淑娟，全腊珍 画法几何与机械制图 .中国农业出版社， 2007,136-138 2 高泽远，王金 机械设计基础课程设计 M,沈阳东北工业出版社， 2001,38-39 3 张建民 .工业机械人 .北京：北京理工大学出版社 ,1992 4 史国生 .PLC 在机械手步进控制中的应用 .中国工控信息网 ,2005.1 5 李允文 .工业机械手设计 .机械工业出版社 ,1996.4 6 蔡自兴 .机械人学的发展趋势和发展战略 .机械人技术 ,2001， 4 7 金茂青，曲忠萍，张桂华 .国外工业机械人发展的态势分析 .机械人技术与应用 ,2001， 2 8 邓星钟，机电传动控制（第三版），华中科技大学出版社， 2001. 9 裴仁清，机电一体化原理，上海大学出版社， 1998. 10 朱龙根，简明机械零件设计手册（第二版），机械工业出版社， 2005. 11 秦曾煌，电工学电子技术（第五版），高等教育出版社， 2004. 12朱龙根，机械系统设计（第二版），机械工业出版社， 2002. nts毕业 设计（论文） 应完成的主要工作： 针对冲压搬运机械手的整体进行设计，并自行设计计算动力系统，传动系统及执行机构。 要求：绘制相应的零件图和装配图，合计 3 张零号图纸，并编写设计说明书，正文字数不少于 8000 字。 毕业 设计（论文） 进度安排： 序号 毕业 设计（论文） 各阶段内容 时间安排 备注 1 利用图书馆、互联网搜集相关技术资 料 2014.12.01-2015.01.01 2 写开题报告 2015.01.02-2015.01.06 3 工厂实习调查，了解生产情况 2015.01.10-2015.01.20 4 确定设计方案 2015.01.21-2015.01.25 5 检查复核，编写设计说明书 2015.02.21-2015.02.28 6 制作图纸 2015.03.01-2015.04.01 7 中期检查 2015.04.02-2015.04.15 8 完成毕业设计 2015.04.16-2015.05.15 9 答辩 2015.05.16-2015.05.30 nts课题信息： 课题性质： 设计 论文 课题来源： 教学 科研 生产 其它 发出任务书日期： 指导教师签名： 年 月 日 教研室意见： 教研室主任签名： 年 月 日 学生签名： nts外文出处： Manufacturing Engineering and Technology Machining 外文资料翻译译文 机械手 机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手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，尤其体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发展前景。随着工业自动化的发展 . 出现了数控加工中心 .它在减轻工人的劳动强度的同时 . 大大提 高了劳动生产率。但数控加工中常见的上下料工序 . 通常仍采用人工操作或传统继电器控制的半自动化装置。前者费时费工、效率低 ; 后者因设计复杂 . 需较多继电器 .接线繁杂 . 易受车体振动干扰 .而存在可靠性差、故障多、维修困难等问题。可编程序控制器 PLC 控制的上下料机械手控制系统动作简便、线路设计合理、具有较强的抗干扰能力 . 保证了系统运行的可靠性 .降低了维修率 . 提高了工作效率。机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。 1工业机械手的概述 机 械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。在工资水平较低的中国，塑料制品行业尽管仍属于劳动力密集型，机械手的使用已经越来越普及。那些电子和汽车业的欧美跨国公司很早就在它们设在中国的工厂中引进了自动化生产。但现在的变化是那些分布在工业密集的华南、华东沿海地区的中国本土塑料加工厂也开始对机械手表现出越来越浓厚的兴趣，因为他们要面对工人流失率高，以及为工人交工伤费带来的挑战。 随着我国工业生产的飞跃发展，特别是改革开发以后，自动化程度的迅 速提高，实现工件的装卸、转向、输送或操作钎焊、喷枪、扳手等工具进行加工、装配等作业自化，已愈来愈引起我们重视。 机械手是模仿着人手的部分动作，按给定的程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。 在现实生活中，你是否会发现这样一个问题。在机械工厂里，加工零件装料的时候是不是很烦的，劳动生产率不高，生产成本大，有时候还会发生一些人为事故，导致加工者受伤。想想看用什么可以来代替呢，加工的时候只要有几个人巡视一下，且可以二十四个小时饱和运作，人行吗？回答是肯定的，但是机械手可以来代替它。 生产中应用机 械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率 ;可以减轻劳动强nts度、保证产品质量、实现安全生产；尤其是在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中能够代替人进行正常的工作。想到这里我就很想设计一个机械手，来用于生产实际中。 为什么选着设计机械手用气动来提供动力：气动机械手是指以压缩空气为动力源驱动的机械手。用气压驱动与其他能源驱动比较有以下优点： 1.空气取之不竭，用过之后排入大气，不需要回收和处理，不污染环境。（环保的概念） 2.空气的沾性很小，管路中压力损失也很小（一般气路阻力损失不到油路的 千分之一），便于远距离输送。 3.压缩空气的工作压力较低 (一般为 4 8 公斤 /每平方厘米 )，因此对动元件的材质和制造精度要求可以降低。 4.与液压传动相比，它的动作和反应都快，这是气动突出的优点之一。 5.空气介质清洁，亦不会变质，管路不易堵塞。但是也有它美中不足的地方： 1.由于空气的可压缩性，致使气动工作的稳定性差，因而造成执行机构运动速度和定为精度不易控制。 2.由于使用气压较低，输出力不可能太大，为了增加输出力，必然使整个气动系统的结构尺寸加大。 用气压驱动与用其他能源驱动比较有以下优点： 空气取之不竭，用过之 后排入大气，不需回收和处理，不污染环境。偶然的或少量的泄漏不致对生产发生严重的影响。 空气的粘性很小，管路中压力损失也就很小，便于远距离输送。 压缩空气的工作压力较低，因此对气动元件的材质和制造精度要求可以降低。一般说来，往复运动推力在 12 吨以下采用气动经济性较好。 与液压传动相比，它的动作和反应都快，这是气动的突出优点之一。 空气介质清洁，亦不会变质，管路不易堵塞。 它可安全地应用在易燃、易爆和粉尘大的场合。又便于实现过载自动保护 。 2机械手的组成 机械手的形式是多种多样的，有的较为简单，有的较为复杂， 但基本的组成形式是相同的，一般由执行机构、传动系统、控制系统和辅助装置组成。 1. 执行机构 机械手的执行机构，由手、手腕、手臂、支柱组成。手是抓取机构，用来夹紧和松开工件，与人的手指相仿，能完成人手的类似动作。手腕是连接手指与手臂的元件，可以进行上下、左右和回转动作。简单的机械手可以没有手腕。支柱用来支撑手臂，也可以根据需要做成移动。 2. 传动系统 执行机构的动作要由传动系统来实现。常用机械手传动系统分机械传动、液压传动、气压传动和电力传动等几种形式。 3. 控制系统 机械手控制系统的主要作用是控制机械手按 一定的程序、方向、位置、速度进行动作，简单的机械手一般不设置专用的控制系统，只采用行程开关、继电器、控制阀及电路便可实现动传动系统的控制，使执行机构按要求进行动作动作复杂的nts机械手则要采用可编程控制器、微型计算机进行控制。 3机械手的分类和特点 机械手一般分为三类：第一类是不需要人工操作的通用机械手。它是一种独立的不附属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定的操作。它的特点是具备普通机械的性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工才做的，称为操作机。它起源于原子、 军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机来进行探测月球等。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是用专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和工件送。这种机械手在国外称为“ Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动；除少数以外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。 主要特点： (1) 机械手（上下料机械手、装配机械手、搬运机械手、堆垛机械手、助力机械手、真空搬运机、 真空吸吊机、省力吊具、气动平衡器等）。 (2) 悬臂起重机（悬臂吊 、电动环链葫芦吊、气动平衡吊等） (3) 导轨式搬运系统（悬挂轨道、轻型轨道、单梁起重机、双梁起重机） (4) 工业机械手的 应用 机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。 机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到 许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，例如： (1) 机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。 (2) 在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在机械行业中它可以用来组装零部件。 (3) 可在劳动条件差，单调重复易子疲劳的工作环境工作，以代替人的劳动。 (4) 可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。 (5) 宇宙及海洋的开发。 (6) 军事工程及生物医学方面的研究和试验。 助力机械手 :又称平衡器、平衡吊、省力吊具、手动移载机 等，是一种无重 力化手动承载系统，一种新颖的、用于物料搬运时省力化操作的助力设备 .属于一种非标设计的系列化产品。针对客户应用需求，量身定制的个案创作。 一种模拟人手操作的自动机械，它可按固定程序抓取搬运物件或操持工具完成某些特定操作。应用机械手可以代替人从事单调重复或繁重的体力劳动 ， 实现生产的机械化和自动化 ， 代替人在有害环境下的手工操作 ， 改善劳动条件 ， 保证人nts身安全。 20 世纪 40 年代后期 ， 美国在原子能实验中 ， 首先 采 用机械手搬运放射性材料 ， 人在安全室操纵机械手进行各种操作和实验。 50 年代以后 ， 机械手逐步推广到工业生产部门 ， 用 于 在高温污染严重的地方取放工件和装卸材料 ， 也作为机床的辅助装置在自动机床自动生产线和加工中心中应用 ， 完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作。机械手主要由手部机构和运动机构组成。手部机构随使用场合和操作对象而不同 ， 常见的有夹持托持和吸附等类型。运动机构一般由液压气动电气装置驱动。机械手可独立地实现伸缩旋转和昇降等运动 ， 一般有 2 3 个自由度。机械手广泛 用于 机械製造冶金轻工和原子能等部门。 能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代 替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。 机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型 等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势 . 机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子 技术特别是 电子 计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装 ，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化 数控 机床、组合机床上使用更普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统 FMS 和柔性制造单元 FMC 中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接 影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。 nts外文原文 Manipulator Robot developed in recent decades as high-tech automated production equipment. Industrial robot is an important branch of industrial robots. It features can be programmed to perform tasks in a variety of expectations. in both structure and performance advantages of their own people and machines. in particular. reflects the peoples intelligence and adaptability. The accuracy of robot operations and a variety of environments the ability to complete the work in the field of national economy and there are broad prospects for development. With the development of industrial automation. there has been CNC machining center. it is in reducing labor intensity. while greatly improved labor productivity. However. the upper and lower common in CNC machining processes material. usually still use manual or traditional relay-controlled semi-automatic device. The former time-consuming and labor intensive. inefficient; the latter due to design complexity. require more relays. wiring complexity. vulnerability to body vibration interference. while the existence of poor reliability. fault more maintenance problems and other issues. Programmable Logic Controller PLC-controlled robot control system for materials up and down movement is simple. circuit design is reasonable. with a strong anti-jamming capability. ensuring the systems reliability. reduced maintenance rate. and improve work efficiency. Robot technology related to mechanics. mechanics. electrical hydraulic technology. automatic control technology. sensor technology and computer technology and other fields of science. is a cross-disciplinary integrated technology. First. an overview of industrial manipulator Robot is a kind of positioning control can be automated and can be re-programmed to change in multi-functional machine. which has multiple degrees of freedom can be used to carry an object in order to complete the work in different environments. Low wages in China. plastic products industry. although still a labor-intensive. mechanical hand use has become increasingly popular. Electronics and automotive industries that Europe and the United States multinational companies very early in their factories in China. the introduction of automated production. But now the changes are those found in industrial-intensive South China. East Chinas coastal areas. local plastic processing plants have also emerged in mechanical watches began to become increasingly interested in. because they have to face a high turnover rate of workers. as well as for the workers to pay work-related injuries fee challenges. ntsWith the rapid development of Chinas industrial production. especially the reform and opening up after the rapid increase in the degree of automation to achieve the workpiece handling. steering. transmission or operation of brazing. spray gun. wrenches and other tools for processing and assembly operations since. which has more and more attracted our attention. Robot is to imitate the manual part of the action. according to a given program. track and requirements for automatic capture. handling or operation of the automatic mechanical devices. In real life. you will find this a problem. In the machine shop. the processing of parts loading time is not annoying. and labor productivity is not high. the cost of production major. and sometimes man-made incidents will occur. resulting in processing were injured. Think about what could replace it with the processing time of a tour as long as there are a few people. and can operate 24 hours saturated human right? The answer is yes. but the robot can come to replace it. Production of mechanical hand can increase the automation level of production and labor productivity; can reduce labor intensity. ensuring product quality. to achieve safe production; particularly in the high-temperature. high pressure. low temperature. low pressure. dust. explosive. toxic and radioactive gases such as poor environment can replace the normal working people. Here I would like to think of designing a robot to be used in actual production. Why would a robot designed to provide a pneumatic power: pneumatic robot refers to the compressed air as power source-driven robot. With pressure-driven and other energy-driven comparison have the following advantages: 1. Air inexhaustible. used later discharged into the atmosphere. does not require recycling and disposal. do not pollute the environment. (Concept of environmental protection) 2. Air stick is small. the pipeline pressure loss is small (typically less than asphalt gas path pressure drop of one-thousandth). to facilitate long-distance transport. 3. Compressed air of the working pressure is low (usually 4 to 8 kg / per square centimeter). and therefore moving the material components and manufacturing accuracy requirements can be lowered. 4. With the hydraulic transmission. compared to its faster action and reaction. which is one of the advantages pneumatic outstanding. 5. The air cleaner media. it will not degenerate. not easy to plug the pipeline. But there are also places where it fly in the ointment: 1. As the compressibility of air. resulting in poor aerodynamic stability of the work. resulting in the implementing agencies as the precision of the velocity and not easily controlled. 2. As the use of low atmospheric pressure. the output power can not be too large; in order to increase the output power is bound to the structure of the entire pneumatic system size increased. pneumatic drive and compare with other energy sources drive has the following ntsadvantages: Air inexhaustible. used later discharged into the atmosphere. without recycling and disposal. do not pollute the environment. Accidental or a small amount of leakage would not be a serious impact on production. Viscosity of air is small. the pipeline pressure loss also is very small. easy long-distance transport. The lower working pressure of compressed air. pneumatic components and therefore the material and manufacturing accuracy requirements can be lowered. In general. reciprocating thrust in 1 to 2 tons pneumatic economy is better. Compared with the hydraulic transmission. and its faster action and reaction. which is one of the outstanding merits of pneumatic. Clean air medium. it will not degenerate. not easy to plug the pipeline. It can be safely used in flammable. explosive and the dust big occasions. Also easy to realize automatic overload protection. Second. the composition. mechanical hand Robot in the form of a variety of forms. some relatively simple. some more complicated. but the basic form is the same as the composition of the . Usually by the implementing agencies. transmission systems. control systems and auxiliary devices composed. 1. Implementing agencies Manipulator executing agency by the hands. wrists. arms. pillars. Hands are crawling institutions. is used to clamp and release the workpiece. and similar to human fingers. to complete the staffing of similar actions. Wrist and fingers and the arm connecting the components can be up and down. left. and rotary movement. A simple mechanical hand can not wrist. Pillars used to support the arm can also be made mobile as needed. 2. Transmission The actuator to be achieved by the transmission system. Sub-transmission system commonly used manipulator mechanical transmission. hydraulic transmission. pneumatic and electric power transmission and other drive several forms. 3. Control System Manipulator control systems main role is to control the robot according to certain procedures. direction. position. speed of action. a simple mechanical hand is generally not set up a dedicated control system. using only trip switches. relays. control valves and circuits can be achieved dynamic drive system control. so that implementing agencies according to the requirements of action. Action will have to use complex programmable robot controller. the micro-computer control. ntsThree. mechanical hand classification and characteristics Robots are generally divided into three categories: the first is the general machinery does not require manual hand. It is an independent not affiliated with a particular host device. It can be programmed according to the needs of the task to complete the operation of the provisions. It is characterized with ordinary mechanical performance. also has general machinery. memory. intelligence ternary machinery. The second category is the need to manually do it. called the operation of aircraft. It originated in the atom. military industry. first through the operation of machines to complete a particular job. and later developed to operate using radio signals to carry out detecting machines such as the Moon. Used in industrial manipulator also fall into this category. The third category is dedicated manipulator. the main subsidiary of the automatic machines or automatic lines. to solve the machine up and down the workpiece material and delivery. This mechanical hand in foreign countries known as the Mechanical Hand. which is the host of services. from the host-driven; exception of a few outside the working procedures are generally fixed. and therefore special. Main features: First. mechanical hand (the upper and lower material robot. assembly robot. handling robot. stacking robot. help robot. vacuum handling machines. vacuum suction crane. labor-saving spreader. pneumatic balancer. etc.). Second. cantilever cranes (cantilever crane. electric chain hoist crane. air balance the hanging. etc.) Third. rail-type transport system (hanging rail. light rail. single girder cranes. double-beam crane) Four. industrial machinery. application of hand Manipulator in the mechanization and automation of the production process developed a new type of device. In recent years. as electronic technology. especially computer extensive use of robot development and production of high-tech fields has become a rapidly developed a new technology. which further promoted the development of robot. allowing robot to better achieved with the combination of mechanization and automation. Although the robot is not as flexible as staff. but it has to the continuous duplication of work and labor. I do not know fatigue. not afraid of danger. the power snatch weight characteristics when compared with manual large. therefore. mechanical hand has been of great importance to many sectors. and increasingly has been applied widely. for example: nts(1) Machining the workpiece loading and unloading. especially in the automatic lathe. combination machine tool use is more common. (2) In the assembly operations are widely used in the electronics industry. it can be used to assemble printed circuit boards. in the machinery industry It can be used to assemble parts and components. (3) The working conditions may be poor. monotonous. repetitive easy to sub-fatigue working environment to replace human labor. (4) May be in dangerous situations. such as military goods handling. dangerous goods and hazardous materials removal and so on. (5) Universe and ocean development. (6). military engineering and biomedical research and testing. Help mechanical hands: also known as the balancer. balance suspended. labor-saving spreader. manual Transfer machine is a kind of weightlessness of manual load system. a novel. time-saving technology for material handling operations booster equipment. belonging to kinds of non-standard design of series products. Customer application needs. creating customized cases. Manual operation of a simulation of the automatic machinery. it can be a fixed program draws handling objects or perform household tools to accomplish certain specific actions. Application of robot can replace the people engaged in monotonous repetitive or heavy manual labor. the mechanization and automation of production. instead of people in hazardous environments manual operation. improving working conditions and ensure personal safety. The late 20th century. 40. the United States atomic energy experiments. the first use of radioactive material handling robot. human robot in a safe room to manipulate various operations and experimentation. 50 years later. manipulator and gradually extended to industrial production sector. for the temperatures. polluted areas. and loading and unloading to take place the work piece material. but also as an auxiliary device in automatic machine tools. machine tools. automatic production lines and processing center applications. the completion of the upper and lower material. or From the library take place knife knife and so on according to fixed procedures for the replacement operation. Robot body mainly by the hand and sports institutions. Agencies with the use of hands and operation of objects of different occasions. often there are clamping support and adsorption type of care. Movement organs are generally hydraulic pneumatic electrical device drivers. Manipulator can be achieved independently retractable rotation and lifting movements. generally 2 to 3 degrees of freedom. Robots are widely used in metallurgical industry. machinery manufacture. light industry and atomic energy sectors. Can mimic some of
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本文标题：冲压线上柱形工件球坐标型四自由度液压驱动搬运机械手设计【优秀含7张CAD图纸+搬运机械手全套课程毕业设计】
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