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说明书一份，29页，12900字左右。
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外文翻译一份。
中期检查一份。
连杆装箱机械手的机械设计
摘要：
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。主要叙述了机械手的设计计算过程。本文比较全面地讨论了工业机械手的手部和腕部、手臂伸缩机构以及上升和回转机构等主要部件的结构设计。并在最后做了一些液压控制方面的设计，绘制了液压系统图等。工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、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
关键字：机械手;气动;自由度；
Connecting rod loading manipulator design
Abstract:
Industrial robot is developed in recent decades as a high-tech automated production equipment. Industrial robot manipulator is an important branch of industry. Mainly describes the design of the mechanical hand calculation. This more comprehensive discussion of the industrial robot hand and wrist, arm stretching up and rotating bodies and agencies and other major components of the structural design. . Modern automatic control of industrial robots is a new emerging field of technology, and has become a modern mechanism in the production system is an important part, this new technology has developed rapidly, and gradually become a new subject - Mechanical hand . Manipulator involves mechanics, mechanics, electric and hydraulic technology, automatic control technology, sensor technology and computer technology fields of science, is a cross-disciplinary technology.
Keywords: manipulator，pneumatic，freedom
目 录
第一章 绪论 1
1.1机械手的基本概念 1
1.2 国内外的发展状况 1
1.3机械手特点、研究意义 2
1.3.1 机械手的特点 2
1.3.2机械手的研究意义 2
1.4机械手的组成 3
1.4.1机械手的组成 3
1.5设计任务介绍及意义 3
第二章 机械手总体结构的确定 4
2.1 机械手的运动自由度 4
2.2 工作空间的确定 4
2.3额定负载的确定 4
2.4机械手结构形式的确定 4
2.5运动速度 5
2.6 定位精度 6
2.7 机械手的技术参数列表 6
2.8机械传动系统设计 6
第三章 手部结构设计 8
3.1夹持式手部结构 8
3.1.1手指的形状和分类 8
3.1.2设计时考虑的几个问题 8
3.1.3手部夹紧气缸设计 9
第四章 手腕结构设计 14
4.1 手腕的自由度 14
4.2 手腕的驱动力矩的计算 14
4.2.2回转气缸的驱动力矩计算 16
4.2.3 手腕回转缸的尺寸 16
第五章 手臂伸缩，升降，尺寸设计与校核 17
5.1手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核 17
5.2纵向气缸的设计 18
5.3导向装置 21
5.4 平衡装置 21
第六章 总结 22
第七章 致谢 23
参考文献 24
一、 选题目的和意义
装箱机械手控制系统的研究是近代自动控制领域中出现的一项新技术,并巳成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分,机械手的迅速发展是由于它的积极作用正日益为人们所认同，当下我国许多行业尽管仍属于劳动力密集型，机械手的使用却已经越来越普及。我国在机械手方面的研究工作却刚刚起步，进行这个装箱机械手的结构设计，不仅可以巩固我们已学的专业知识，扩展我们的知识面和专业面，可以加强对自己的思维训练和能力培养，还可以填补空白，提高生产效率，很大的现实意义。
二、 主要研究内容
1. 了解机械手的基本结构，工作原理，应用场所。
机械手主要有手部、运动机构、和控制机构三大部分组成。手部是用来抓吃工件的部件，根据被抓吃工件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式。运动机构，使手部完成各种转动、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式称为机械手的自由度。能模仿人手和臂的一些动作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，能再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、轻功和原子能等部门。
2. 了解及掌握，工业机械手的基本结构（执行机构、驱动机构、控制装置）
手部 既直接与工件接触的部分，一般是回转型或平动型（多为回转型，因其结构简单），夹持对象是10kg的小型家电整箱。根据需要分为外抓式和内抓式两种；也可以用负压式或真空式的空气吸盘（主要用于吸冷的，光滑表面的零件或薄板零件）和电磁吸本课题选用内抓式手部；传力机构为连杆杠杆式
工作任务：机械手抓取对象，提高200 mm，顺时针转90°，前进600mm放下工件，回到原位置。
抓取对象外形：工件为立方体，工件体积为0.5m3
抓取对象重量：10kg
传力机构较多，常用的是；滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜槭杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母式、弹簧式、重力式。
腕部 是连接手部和臂部的部件，并可用来调节被抓物体的方位，以扩大机械手的动作范围，并使机械手变的更灵巧，适应性更强。手腕有独立的自由度。有回转运动、上下摆动、左右摆动。一般腕部设有回转运动再增加一个上下摆动即可满足工作要求，有些动作较为简单的专用机械手，为了简化结构，可以不设腕部，而直接用臂部运动驱动手部搬运工件。
目前，应用最为广泛的手腕回转运动机构为回转液压（气）缸，它的结构紧凑，灵巧但回转角度小。并且要求严格密封，否则就难保证稳定的输出扭距。因此在要求较大回转角的情况下，采用齿条传动或链轮以及轮系结构。
臂部 手臂部件是机械手的重要握持部件。它的作用是支撑腕部和手部（包括工作或夹具），并带动他们做空间运动。
臂部运动的目的：把手部送到空间运动范围内任意一点。如果改变手部的姿态（方位），则用腕部的自由度加以实现。因此，一般来说臂部具有三个自由度才能满足基本要求，即手臂的伸缩、左右旋转、升降（或俯仰）运动。
手臂的各种运动通常用驱动机构（如液压缸或者气缸）和各种传动机构来实现，从臂部的受力情况分析，它在工作中既受腕部、手部和工件的静、动载荷，而且自身运动较为多，受力复杂。因此，它的结构、工作范围、灵活性以及抓重大小和定位精度直接影响机械手的工作性能。
行走机构
有的工业机械手带有行走机构，我国的正处于仿真阶段，本课题的机械手不具有行走功驱动机构
驱动机构是工业机械手的重要组成部分。按照动力源分为液压、气压、电动驱动三大类，根据需要，也可以将这三种基本类型组合成复合式的驱动系统。
液压驱动 油压高，可获得较大的输出功率，直接驱动使用于重型、低速驱动。压力、流量以控制，反应灵敏，可无级调速，能实现速度、位置的精绝控制，传动平稳。但管路结构较复杂，成本高。
气压驱动 气压较低，输出功率小，当输出功率增大时，结构尺寸将增大，只适用中小型、低速驱动。气源方便，结构简单，成本低。但是，效率低。
电动驱动 交直流普通电动机适用于抓起重量较大而速度低的中重型驱动。输出力大，成本低。步进、伺服电动机，步进电动机输出力较小，伺服电动机的可大一些，适用于运动控制，要求严格的中小型驱动。但成本高。
3. 制定机械手的设计方案
（1）了解被加持对象的基本结构和机械手的工作行程。
定位、抓起、提升、旋转、伸长、下降、放松、升高、缩短、旋转、下降
（2）设计手抓，手腕，手臂等的基本结构
4. 方案实施
设计、计算、校核等等
5 绘制机械手的装配图
6. 撰写论文
川公网安备: 51019002004831号