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毕业设计-车床上料机械手结构设计，共71页，32886字，附设计图纸、任务书
摘要
这个课题的设计中，为机床配套的上料机械手。工业机械手工业生产的必然产物。它是一种模仿人体上肢部分功能，按照预定要求输送配件或握持工具操作自动化技术对现实的工业生产自动化，促进工业生产发展的更重要的作用。所以，强大的生命力，受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明，工业机械手代替人手的繁重劳动，显著减轻了工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的沉重的搬运零件及长期频率，锻造的操作，采用机械手有效。而且它在低温、水、宇宙、放射性及其他有毒、污染环境的条件下，现实的优越性和广泛的发展前景。
这是通过应用autoCAD技术对机械手进行总体方案设计及液压传动原理设计，确定机械手坐标形式和自由度，确定机械手技术参数。同时设计机械手夹持手结构设计机械手的手腕机械手结构设计手臂结构。他是如何实际上等精品机械手自动运动，运动速度是随着生产力的满足来设置。
在当今社会的制造业中，企业为提高生产效率，普遍重视生产过程的自动化程度。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。
本文主要针对生产线上的自动化设计了一个模块工装下线机械手，实现模块下线的自动化。该机械手能实现机械手的伸缩、升降、夹紧和放松等动作。驱动系统采用气压驱动，实现了手臂的夹紧和放松动作。控制系统采用PLC控制，通过控制伺服电动机来实现机械手的上下、左右运动。机械手设手动和自动两种工作方式，可以通过转换开关进行工作方式转换。系统设有报警功能，当机械手出现故障时，能及时报警。
通过上述工作,机械手最终能够按照控制程序的要求进行运动,并且实现了上位机监控系统对本机械手的直观形象观测,达到了本论文的设计目的和要求。
关键词： 机械手； 手部设计； 结构设计；

Abstract
In the design of this subject, the feeding manipulator for machine tool. The inevitable product of the industrial robot industry. It is a kind of imitating human upper extremity function, according to a predetermined parts or holding tools operation automation technology of reality of industrial production automation requirements of transportation, promoting the development of industrial production more important role. Therefore, the strong vitality, by people's extensive attention and welcome. Practice has proved that the heavy labor of industrial machinery hand instead of manpower, significantly reduced the labor intensity of workers, improve working conditions, improve labor productivity and automation level. Industrial production often appears in the heavy handling parts and long-term frequency, forging operation, the use of mechanical hand. And it is under the conditions of low temperature, water, the universe, radioactive and other toxic, polluting environment, the reality of the superiority and broad prospects for development.
This is through the application of autoCAD technology to the mechanical hand overall program design and hydraulic transmission principle design, determine the mechanical hand coordinate form and degree of freedom, determine the mechanical hand technical parameters. At the same time, the design of the manipulator hand structure is also designed. He is how the actual quality of the manipulator automatic movement, the speed of movement is set up with the satisfaction of productive forces. In today's manufacturing industry, enterprises pay more attention to the automation of the production process in order to improve the production efficiency. Robot manipulator is a kind of automatic device used in the process of automatic production. It is a new device developed in the process of mechanization and automation. 
This paper mainly aimed at the production line automation design of a module assembly line robot, to achieve the automation of the assembly line. The manipulator can achieve the expansion, lifting, clamping and relaxation of the manipulator. Drive system using pneumatic drive, to achieve the arm of the clamping and relaxation. Control system using PLC control, through the control of the servo motor to achieve the mechanical hand up and down, left and right motion. Manual and automatic two ways of working, can be converted by the conversion switch. The system is equipped with alarm function, when the machine is in trouble, it can report to the police in time. 
According to the requirements of the control program, the manipulator can be carried out in accordance with the requirements of the control program, and the monitoring system of the host computer can observe the visual image of the manipulator, and the design purpose and requirements of the thesis can be achieved.
Key words: manipulator; hand design; structural design;

目　录
第1章 绪论 1
1.1 工业机械手概述 1
1.1.1 机械手的应用性 2
1.1.2 机械手先进性 2
1.1.3 国内外研究现状和趋势 3
1.2 设计目的 4
1.3 课题内容和设计要求 4
1.4 机械手系统工作原理及组成 6
第2章 机械手整体设计方案论述与证明 10
2.1 机械手的总体设计 10
2.1.1 机械手整体结构类型 10
2.1.2 坐标形式和机械手的自由度 11
2.1.3 设计具体采用方案 12
2.2 机械手腰座结构设计 13
2.2.1 机械手腰座结构设计要求 13
2.2.2 设计具体采用方案 14
2.3 机械手手臂结构的设计 15
2.3.1 机械手手臂设计要求 15
2.3.2 设计具体使用的程序 16
2.4 机械手腕部的结构设计 16
2.4.1 机器人手腕结构的设计要求 17
2.4.2 设计程序的具体运用 17
2.5 机械手末端执行器（手爪）的结构设计 18
2.5.1 机械手末端执行器的设计要求 18
2.5.2 机械手驱动模式 19
2.5.3 机器人夹持器的典型结构 19
2.5.4 设计具体使用的程序 20
2.6 机械手的机械传动机构的设计 21
2.6.1 工业机器人传动机构设计应注意的问题 21
2.6.2 工业机器人常用的传动机构形式 22
2.6.3 设计具体采用方案 25
2.7 机械手驱动系统的设计 25
2.7.1 机器人各类驱动系统的特点 25
2.7.2 工业机器人驱动系统的选择原则 26
2.7.3 机器人液压驱动系统 26
2.7.4 机器人气动驱动系统 28
2.7.5 机器人电动驱动系统 29
2.7.6 设计具体使用的程序 32
2.8 机器人手臂的平衡机构设计 32
2.8.1 机器人平衡机制的形成 32
2.8.2 设计具体方案 33
2.9 机械手的主要技术参数 33
第3章 机械手设计计算 35
3.1 夹持式手抓的设计计算 35
3.1.1 手抓部力的计算 35
3.1.2 手部加紧油缸的确定 36
3.2 腕部设计 36
3.2.1 腕部的设计要求 37
3.2.2 腕部的结构 38
3.3 臂部设计 41
3.3.1 臂部设计要求 42
3.3.2 臂部结构 46
3.3.3 臂部伸缩运动结构 47
3.3.4 臂部伸缩油缸的计算 48
3.3.5 臂部回转运动 50
3.3.6 臂部升降运动 51
3.3.7 臂部升降油缸的计算 52
第4章 机械手的其他部分装置 55
4.1 缓冲定位装置 56
第5章 机械手总体方案总结 57
5.1 传动方案的确定 57
5.2 规格参数 57
5.3 结构特点 58
参考文献 60
致谢 61



课题内容和设计要求
（一）原始数据及资料
（1）原始数据：
A.生产纲领：100000件
B.自由度（四个自由度）
  臂转动180o
  臂上下运动600mm
  臂伸长（收缩）500mm
  手部转动90o
（2）设计要求：
a、车床上料机械手设计图、装配图、各主要零件图（共一套）
b、设计计算说明书（一份）
（3）技术要求
主要参数的确定：
a、坐标形式：直角坐标系
b、臂的运动行程：伸缩运动500mm，回转运动180o。
c、运动速度：符合生产纲领的要求达标。
d、控制方式：起止设定位置。
e、定位精度：±3mm。
f、手指握力：60kg
g、驱动方式：液压驱动。
（二）料槽形式与动作要求的分析
（1）料槽形式
机械手安装简易图如图1所示，该装配布局简单，不必要其它动力源和特殊装置，所以本课题采取此种输料槽.

图1 机械手安装简易图
 （2）动作要求分析
 动作一：手臂伸长到料区
 动作二：手爪夹紧
 动作三：手臂上升
 动作四：手腕旋转
 动作五：手臂旋转
 动作六：小臂伸长
  动作七：机座移动
  动作八：手部松开
  动作九：小臂缩回
  动作十：手腕回转
  动作十一：机座移回
  动作十二：手臂回转
  动作十三：手臂下降