第一篇：機(jī)械手論文（寫(xiě)寫(xiě)幫整理）

在當(dāng)今大規(guī)模的制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，普遍重視生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度，工業(yè)機(jī)械手作為自動(dòng)化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)認(rèn)同并采用。工業(yè)機(jī)械手的技術(shù)水平和應(yīng)用程度在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)自動(dòng)化水平。目前，工業(yè)機(jī)器人主要承擔(dān)著焊接、噴涂、搬運(yùn)以及堆垛等重要性并且勞動(dòng)強(qiáng)度極大的工作，工作方式一般采取試教在線的方式。

本文通過(guò)分析現(xiàn)代機(jī)械手的作用，發(fā)展簡(jiǎn)史，組成（包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)），全面詳盡地討論了直角坐標(biāo)機(jī)械手的手部，腕部，手臂以及機(jī)身等主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中包括機(jī)械部分的零部件，比如滾珠絲杠，聯(lián)軸器，單軸驅(qū)動(dòng)器的使用條件，種類(lèi)選型，設(shè)計(jì)基本要求，優(yōu)點(diǎn)特點(diǎn)分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，基本參數(shù)的選定，計(jì)算與校核，以及安全性的分析。還有控制部分的各電機(jī)的馬達(dá)型號(hào)，種類(lèi)，簡(jiǎn)介，控制步驟分析，部分控制程序的編寫(xiě)，運(yùn)行特性分析，基本參數(shù)的計(jì)算和校核。

最終實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)包括：實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的開(kāi)環(huán)控制，通過(guò)手臂的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)空間任意位置的抓取，實(shí)現(xiàn)手部快速，有效的抓取物體，有良好的傳感和限位功能使每個(gè)自由度上的運(yùn)?？焖?，準(zhǔn)確。做到盡量體積小，重量輕，功耗低，維護(hù)方便，外形美觀，動(dòng)作靈敏，傳動(dòng)平穩(wěn)，程序簡(jiǎn)潔，運(yùn)行誤差小等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械手，滾珠絲杠，單軸驅(qū)動(dòng)器，步進(jìn)電機(jī)，手臂，手部，直角坐標(biāo)

The design of the Cartesian coordinate manipulator

ABSTRACT

In today's large-scale manufacturing, the enterprise to improve production efficiency and ensure product quality, universal attention production process automation degree, manipulator as an important member of automatic production line, gradually by enterprise and the use of identity.Industrial robot technology level and application degree to a certain extent reflect a nation of industrial automation level.Currently, the manipulator main bear the welding, painting, handling and storage, and the intensity of labor great importance of the work, work way to try to teach the general way online.This article elaborates the structure design of the major parts of the Cartesian coordinate manipulator, such as hand, wrist, arm and the machine body.In which includes designing the components of the mechanical part.Such as ball screws, coupling, single axis actuator, mainly describing the use condition, type selection, basic requirement of design, analysis of the strong point, characteristic, calculate and proofread the basic parameter, analysis of security.Besides, it also includes designing of the control part.Such as the motor model, kind, brief introduction, analysis of the control steps, compile control procedure partly, analysis of the motion characteristic, designate, calculate and proofread the basic parameter.The target which should be terminally realize including: achieving the open loop control of the step motor, achieving grabbing object in space arbitrarily position by the actuator of the arm.Realizing grabbing object by hand quickly, effectively.Possessing the good function of sense and limiting position, which makes the motion and stop quickly and precisely.Realizing the merits including small volume, light weight, low power dissipation, easy maintenance, beautiful appearance, sensitive action, smooth transmission, succinct procedure, operation in small error.Key words:

manipulator, ball screws, single axis actuator, step motor, arm, hand, Cartesian coordinate

第二篇：機(jī)械手設(shè)計(jì)的論文

摘要：主要從工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展現(xiàn)狀、機(jī)械手的應(yīng)用、機(jī)械部分的設(shè)計(jì)對(duì)工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)研究等方面進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)械手;設(shè)計(jì);研究;

工業(yè)機(jī)械手在工業(yè)生產(chǎn)中起到重要作用, 工業(yè)機(jī)械手在實(shí)際工作過(guò)程中, 必須提高機(jī)械手設(shè)計(jì)的職能, 根據(jù)企業(yè)的實(shí)際需要進(jìn)行科學(xué), 合理的進(jìn)行工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì), 能為企業(yè)的發(fā)展提供服務(wù)職能。工業(yè)機(jī)械手是一種機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合的高技術(shù)產(chǎn)品。采用工業(yè)機(jī)械手是提高產(chǎn)品質(zhì)量與勞動(dòng)生產(chǎn)率, 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化, 改善勞動(dòng)條件, 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的一種有效手段。它是一種模仿人體上肢的部分功能, 按照預(yù)定要求輸送工件或握持工具進(jìn)行操作的自動(dòng)化技術(shù)裝備。工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 驅(qū)動(dòng)方式發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)械手驅(qū)動(dòng)方式, 大多采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)機(jī)械手, 具有精度高、驅(qū)動(dòng)力大、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng), 必須使用減速機(jī)構(gòu), 因此, 采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的機(jī)械手的成本, 會(huì)大大高于其他方式驅(qū)動(dòng)的, 因而限制了電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的應(yīng)用。隨著氣動(dòng)技術(shù)的高速發(fā)展, 又由于氣壓驅(qū)動(dòng)具有其他驅(qū)動(dòng)方式所沒(méi)有的一些優(yōu)點(diǎn), 如成本低、高性價(jià)比、無(wú)污染、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)等, 因而越來(lái)越多的工業(yè)機(jī)械手, 采用氣動(dòng)控制, 因而氣動(dòng)技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。

1.2 定位精度發(fā)展現(xiàn)狀

在氣動(dòng)技術(shù)發(fā)展初期, 由于技術(shù)的不成熟, 利用氣壓驅(qū)動(dòng)的工業(yè)機(jī)械手的定位精度很低, 更無(wú)法實(shí)現(xiàn)在任意位置的起停, 只能靠氣缸兩個(gè)終點(diǎn)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)定位, 或者采用多位氣缸, 而多位氣缸的定位長(zhǎng)度, 也已經(jīng)由氣缸的行程確定, 同樣無(wú)法實(shí)現(xiàn)機(jī)械手在任意位置的起停。如果要多加一個(gè)定位位置, 或者是要改變預(yù)先確定的兩個(gè)定位位置之間的距離, 則需要另外再設(shè)計(jì)一個(gè)多位氣缸, 這樣就會(huì)導(dǎo)致氣缸的滑塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)更加復(fù)雜。所以, 早期的氣動(dòng)工業(yè)機(jī)械手不能實(shí)現(xiàn)任意位置的定位, 因此限制氣動(dòng)工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展。機(jī)械手的應(yīng)用

2.1 合單機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

生產(chǎn)上出現(xiàn)的許多高效專用加工設(shè)備(如各種專用機(jī)床等), 如果工件的裝卸等輔助作業(yè), 繼響人工操作, 不僅會(huì)增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度, 同時(shí)亦不能充分發(fā)揮專用設(shè)備的效能, 必然會(huì)影響勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高。若采用機(jī)械手代替人工上、下料, 則可改變上述不相適應(yīng)的情況, 實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn), 并為實(shí)現(xiàn)多機(jī)床看管提供了條件, 如:自動(dòng)機(jī)床及其上下料機(jī)械手、沖壓機(jī)械手、注塑機(jī)及其取料機(jī)械手等。

2.2 組成自動(dòng)生產(chǎn)線

在單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上, 若采用機(jī)械手自動(dòng)裝卸和輸送工件, 可使一些單機(jī)連接成自動(dòng)生產(chǎn)線。目前在軸類(lèi)和盤(pán)類(lèi)工件的生產(chǎn)線上, 采用機(jī)械手來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)尤為廣泛。如:軸類(lèi)加工自動(dòng)生產(chǎn)線及其上下料機(jī)械手、盤(pán)類(lèi)加工自動(dòng)生產(chǎn)線及其機(jī)械手、齒輪加工機(jī)床的上下料機(jī)械手等。機(jī)械部分的設(shè)計(jì)

3.1 手部

機(jī)械手的手部, 是用來(lái)抓持工件(或工具)的部件。手部抓持工件的迅速、準(zhǔn)確和牢靠程度, 都將直接影響到機(jī)械手的工作性能, 是機(jī)械手的關(guān)鍵部件之一。

1)手部總體確定。手部是承擔(dān)抓取刀具的機(jī)構(gòu), 由手指?jìng)髁C(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置等組成, 是機(jī)械手的重要組成部分之一。根據(jù)被抓起部件的材料、形狀、尺寸以及一些特性的不同, 此機(jī)械手部分為手指式。2)驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算。手指夾持工件所需要驅(qū)動(dòng)力的大小, 在同一夾緊力的條件下, 隨所采用的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的不同而異。但其計(jì)算方法都是按照具體的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力的分析, 根據(jù)力系平衡原理來(lái)進(jìn)行的。

3.2 手腕

機(jī)械手的手腕連接于手和手臂之間, 用于調(diào)整手的方向。此機(jī)械手能旋轉(zhuǎn)任何角度, 所以手腕能分別獨(dú)立的繞X、Y、Z軸向?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng), 即實(shí)現(xiàn)手×腕的任何角度的伸縮和轉(zhuǎn)動(dòng)。

手腕回轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)力距M通常計(jì)按下式計(jì)算:

M摩———手腕支撐處的摩擦阻力矩(N·m);

M偏——工件重心偏置的偏置力矩(N·m);

M慣——手腕運(yùn)動(dòng)的慣性力矩(N·m)。

3.3 手臂

手臂部是機(jī)械手的主要執(zhí)行部件, 其作用是支承手部, 主要用來(lái)改變刀具的位置。手部在空間的活動(dòng)范圍, 主要取決于臂部的運(yùn)動(dòng)形式。手臂部的運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)形式, 對(duì)機(jī)械手的工作性能有著較大的影響。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn):

1)剛度要好。要合理選擇臂部的截面形狀和輪廓尺寸。實(shí)踐證明, 空心桿比實(shí)心桿剛度大得多。常用鋼管作臂部和導(dǎo)向桿, 用工字鋼和槽鋼作支承板, 以保證有足夠的剛度。2)偏重力矩要小。偏重力矩是指臂部的總重力對(duì)其支承或回轉(zhuǎn)軸所產(chǎn)生的力矩。其對(duì)臂部的升降運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng), 均將產(chǎn)生影響, 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使臂部各部分的質(zhì)量分布合理, 以減少其偏重力矩。3)自重要輕, 慣量要小。由于機(jī)械手在高速情況下經(jīng)常起停和換向, 為了減少在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化時(shí)所產(chǎn)生的沖擊, 除了必須采取有效的緩沖裝置外, 還要力求結(jié)構(gòu)緊湊, 自重輕, 以減少慣性力。

參考文獻(xiàn)

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第三篇：本科機(jī)械手畢設(shè)小論文

工件夾持機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

學(xué)生姓名：曹秀偉 指導(dǎo)教師：陳勇

大連交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，軟件+機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè) 2010級(jí)1班

【摘要】在本次設(shè)計(jì)的課題是工件加持機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本論文確定了機(jī)械手的座標(biāo)型式和自由度，以及機(jī)械手的技術(shù)參數(shù).機(jī)械手能代替人工操作，起到減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本的特點(diǎn)。在實(shí)用基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)械手直臂與夾持部件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，其中分為三個(gè)部分：手爪、手腕、手臂。整體機(jī)械手為圓柱坐標(biāo)型，驅(qū)動(dòng)方式為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，精度高。設(shè)計(jì)了兩支點(diǎn)回轉(zhuǎn)-平移型夾持手爪，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為滑動(dòng)絲桿；手腕為回轉(zhuǎn)型，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為0°-360°，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為同步帶傳動(dòng)；設(shè)計(jì)了機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)，計(jì)算出了手臂升降時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩；對(duì)工作機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，包括主要部件的設(shè)計(jì)計(jì)算、強(qiáng)度校核和運(yùn)動(dòng)分析；利用三維solidworks軟件對(duì)主要零件進(jìn)行實(shí)體設(shè)計(jì)和造型，并繪制了機(jī)械手的裝配圖和主要零件圖。

【關(guān)鍵詞】直臂與夾持部件 機(jī)械手 CAD二維設(shè)計(jì) solid works三維設(shè)計(jì)

【ABSTRACT】This topic is designed to build a blessing robot design, this paper identifies the type robot coordinates and freedom, and the technical parameters of the robot.Robot can replace manual operations, reduce labor intensity of play, save processing time, increase productivity, reduce production cost.In practical basis, the robot arm and the clamping member for three-dimensional design, which is divided into three parts: the gripper, wrist, arm.Overall cylindrical coordinates robot type, drive motor driven, simple and reliable structure, high precision.Designed a two-point swing-translation type clamping gripper, transmission structure for a sliding screw;wrist for transition back to the rotation angle of 0 °-360 °, transmission structure for belt drive;designed robot arm structure, calculated the driving torque required when lifting the arm;the work organization and transmission design calculations, including the calculation of the main components of the design, strength check and motion analysis;solidworks software using three-dimensional solid parts of the main design and modeling, and draw manipulator assembly drawings and the main parts diagram.【KEY WORDS】Straight arm and clamping parts Manipulator CAD 2d design solid works 3d dsign 1 緒論

1.1 在當(dāng)今社會(huì)中，隨著工業(yè)自動(dòng)化的全面發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷革新，對(duì)工作效率提高的呼吁越來(lái)越高。純粹的手工勞作已經(jīng)滿足不了工業(yè)自動(dòng)化的需求，因此，利用先進(jìn)設(shè)備自動(dòng)化生產(chǎn)機(jī)械以取代人的勞動(dòng)力，滿足工業(yè)自動(dòng)化的需求勢(shì)在必行。這之中機(jī)械手是其發(fā)展過(guò)程當(dāng)中的重要產(chǎn)物，它不僅提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，還能代替人類(lèi)完成高強(qiáng)度、危險(xiǎn)性高、重復(fù)枯燥的工作，同時(shí)減輕了人類(lèi)的勞動(dòng)強(qiáng)度，可以說(shuō)是雙向受益。在機(jī)械行業(yè)中，機(jī)械手的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

1.2 在上世紀(jì)五十年代，美國(guó)的聯(lián)控公司第一次研究開(kāi)發(fā)出了工業(yè)機(jī)械手，該機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)精度低，但是確是人類(lèi)工業(yè)史上最重要的一步，由此打開(kāi)了全世界工業(yè)機(jī)械手研究，學(xué)習(xí)，開(kāi)發(fā)的先河。

圖1.1 點(diǎn)焊機(jī)械手

圖1.2 多關(guān)節(jié)機(jī)械手

雖然我國(guó)的機(jī)器人技術(shù)起步較晚，但是，我國(guó)在多年以前，就把機(jī)械手的研發(fā)列入國(guó)家重點(diǎn)科研規(guī)劃內(nèi)容，并且得到了飛速的發(fā)展，在以后的機(jī)器人設(shè)計(jì)制造技術(shù)中，我國(guó)逐步縮小了與世界先進(jìn)水平的差距。工件夾持機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案

由于我所設(shè)計(jì)的是工件夾持機(jī)械手，所以我決定模仿并學(xué)習(xí)碼垛機(jī)械手的相關(guān)結(jié)構(gòu)，我選用圓柱坐標(biāo)，并且擁有4個(gè)主要自由度，手腕的回轉(zhuǎn)；直臂的升降；橫臂的平移；以及基座的旋轉(zhuǎn)。并且我還對(duì)機(jī)械手的安全性進(jìn)行了設(shè)計(jì)，比如加裝限位開(kāi)關(guān)，人體感應(yīng)傳感器，蜂鳴器等。3 機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

實(shí)驗(yàn)室材料抓取機(jī)械手可以看成是一個(gè)開(kāi)運(yùn)動(dòng)鏈，可以將它看成是由三個(gè)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和一個(gè)平移結(jié)構(gòu)串聯(lián)而成。這個(gè)機(jī)械手的開(kāi)鏈的一端位于機(jī)械手的底座，固連在桌子上，另一端是自由的，用來(lái)夾持物料。所以我采用D-H方法，來(lái)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)正解分析，公式（3-1）為機(jī)械手的D-H矩陣公式。

i?1i?i?i1RT???0?s?i0ai?1??c?i?s??c??i?1c??c??s??d?s??Pii?1ii?1i?1ii?1i?

(3-1)???di?c?i?1?1??s?i?s?i?1c?i?s?i?1c?i?1??0001??將我設(shè)計(jì)的機(jī)械手的D-H參數(shù)，經(jīng)過(guò)4個(gè)矩陣的右乘，最終可以得到機(jī)械手腕相對(duì)于機(jī)械手底座的矩陣公式，如公式（3-2）.此公式可對(duì)機(jī)械手腕位置進(jìn)行求解。RTH?RT11T22T33T4?A1A2A3A4=

??a4S?1S?3?C?3S?1?C?1C?2S?3C?1S?2C?1?a2?C?（?C?1C?2C?3?S?1S?32a4C?3?a3）?S?C?C??C?S??(S?C?S??C?C?)S?S?S??a?C??aC??a???C??aS??***2433143??123??S?2C?3?S?2S?3?C?2S?（?L2a4C?3?a3）??0001??

(3-2)現(xiàn)假設(shè)機(jī)械手基座與底板之間的的夾角?1為90°，?2為60°，?3為0°，L為100mm，通過(guò)公式計(jì)算可得結(jié)果(3-3),這個(gè)矩陣代表機(jī)械手腕位置數(shù)據(jù)為Px?0，Py?526.765mm，Pz?354.2mm。

0??010?1?30526.765??22R??

（3-3）TH? 31?0-354.2??2?2?1??000?4 機(jī)械手的參數(shù)設(shè)計(jì)及應(yīng)力分析

針對(duì)機(jī)械手的設(shè)計(jì)，我分為了以下3個(gè)方面，分別為機(jī)械爪的設(shè)計(jì)，機(jī)械手腕的設(shè)計(jì)以及機(jī)械臂的設(shè)計(jì)，其中還對(duì)機(jī)械爪的夾頭進(jìn)行了尺寸設(shè)計(jì)，并且對(duì)相關(guān)電機(jī)的選用進(jìn)行了分析。在確定了機(jī)械爪的各桿件相關(guān)尺寸后，我對(duì)所用到的絲桿進(jìn)行了強(qiáng)度校核，耐磨性校核，自鎖性校核等。

圖4.1 機(jī)械爪活動(dòng)空間及受力分解

我對(duì)機(jī)械手重要零部件進(jìn)行了應(yīng)力學(xué)分析，并得到了結(jié)構(gòu)受力良好，零件形變量小的相關(guān)結(jié)論.之后 我對(duì)受力最大的機(jī)械手直臂部分進(jìn)行了裝配體進(jìn)行了應(yīng)力分析，分析選取手臂與地面平行時(shí)，最大受力的情況以下是機(jī)械手直臂結(jié)構(gòu)體的受力分析報(bào)告。

圖4.2機(jī)械手直臂應(yīng)力分析

圖4.3 機(jī)械手直臂形變分析 機(jī)械手的三維設(shè)計(jì)

5.1 手部設(shè)計(jì)。常見(jiàn)機(jī)械手分為回轉(zhuǎn)型與平移型，各自利弊，所以我在設(shè)計(jì)機(jī)械手時(shí)，決定在回轉(zhuǎn)型機(jī)械手上增加了一個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)，這樣，回轉(zhuǎn)型機(jī)械手的夾頭部分就能優(yōu)化成平移型機(jī)械手，這樣，回轉(zhuǎn)型機(jī)械手的爪體能夠通過(guò)鉸接桿來(lái)進(jìn)行增力，平移型機(jī)械手的爪頭能夠?qū)崿F(xiàn)理論0誤差來(lái)抓取不同直徑的實(shí)驗(yàn)材料，但是這樣的話，夾頭的始末兩位置之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度為10mm的位置偏差，這樣就會(huì)造成抓取誤差較大，為了解決該問(wèn)題，我在機(jī)械手的一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸處添加了一個(gè)角度傳感器如圖，通過(guò)這個(gè)角度傳感器，就能將夾頭的開(kāi)合范圍進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，通過(guò)對(duì)橫臂與直臂進(jìn)行位移控制，來(lái)對(duì)偏差進(jìn)行補(bǔ)償。

圖5.1 機(jī)械爪夾頭結(jié)構(gòu)圖

圖5.2 三維手爪結(jié)構(gòu)圖

5.2 機(jī)械手腕設(shè)計(jì)。由于此次設(shè)計(jì)要求手腕的回轉(zhuǎn)角度為360°自由旋轉(zhuǎn)，因此手腕結(jié)構(gòu)我使用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同步輪帶動(dòng)同步帶運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)來(lái)控制手抓準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)過(guò)固定角度與方向，從而使其能準(zhǔn)確的抓取零件和放置零件。為了保證機(jī)械手腕的剛度，防止運(yùn)動(dòng)形變，所以連接底板我決定采用2mm的304不銹鋼板，并且兩邊增設(shè)不銹鋼L角鐵，這樣就能擁有較強(qiáng)剛度，防止腕部受力變形。手腕旋轉(zhuǎn)部分與連接底板通過(guò)兩個(gè)軸承連接，減少零件摩擦，增強(qiáng)零件運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性，由于手腕只受到軸向拉力，沒(méi)有橫向力矩，所以無(wú)需進(jìn)行校核。

圖5.3 手腕回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)圖

5.4 機(jī)械手直臂圖

5.5 機(jī)械手基座

5.3 機(jī)械手臂設(shè)計(jì)。臂部運(yùn)動(dòng)的目的能使手部運(yùn)動(dòng)到空間任意一點(diǎn)。如果想改變手部位姿，需利用腕部的自由度加以實(shí)現(xiàn)。因此，一般來(lái)說(shuō)臂部應(yīng)該具備3個(gè)自由度，既手臂的左右回轉(zhuǎn)、升降和伸縮運(yùn)動(dòng)。手臂的各種運(yùn)動(dòng)往往利用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（設(shè)計(jì)所選為直流減速電機(jī)）和各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中回轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)我才用了回轉(zhuǎn)支承進(jìn)行連接，這樣不僅能夠減小電機(jī)旋轉(zhuǎn)力矩，同時(shí)還能保證機(jī)械手的穩(wěn)定性。機(jī)械手的平移運(yùn)動(dòng)我采用滑動(dòng)絲桿和SBR直線導(dǎo)軌，這種結(jié)構(gòu)成本低，載重高，控制方便，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。機(jī)械化搜的升降我采用了動(dòng)滑輪結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠降低機(jī)械手對(duì)升降電機(jī)的要求。設(shè)計(jì)完成后，我繪制了機(jī)械手的部分零件圖和機(jī)械手的裝配圖，并且我還制作了機(jī)械手實(shí)物，來(lái)進(jìn)行抓取實(shí)驗(yàn)。

圖5.6 螺母夾塊

圖5.7 機(jī)械手3D模型

圖5.8 機(jī)械手實(shí)物

謝辭

感謝我的指導(dǎo)教師陳勇對(duì)我的耐心指導(dǎo)和幫助，在老師的指導(dǎo)下解決了設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的許多問(wèn)題，感謝設(shè)計(jì)中給我?guī)椭徒ㄗh的各位同學(xué)，感謝論文的評(píng)閱老師和答辯委員會(huì)的各位老師。由于自身水平有限，設(shè)計(jì)中存在很多不足之處，請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。參考文獻(xiàn)

[1] 李超.氣動(dòng)通用上下料機(jī)械手的研究與開(kāi)發(fā)[D].西安：陜西科技大學(xué)，2003.[2] 齊進(jìn)凱.氣動(dòng)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分析及控制的研究[D].上海：東華大學(xué)，2006..[3] 李文明.曲軸搬運(yùn)機(jī)械手的研究與設(shè)計(jì)[D].武漢：華中科技大學(xué)，2007.[4] 錢(qián)濟(jì)國(guó).機(jī)械手的結(jié)構(gòu)尺寸與夾持誤差計(jì)算.現(xiàn)代制造工程，2006,（1）

[5] 潘秀石.基于串聯(lián)增力機(jī)構(gòu)的機(jī)械手夾持裝置設(shè)計(jì).機(jī)械工程與自動(dòng)化，2013,180（5）

[6] 張彪，葉軍，魯翔，等.一種絲桿螺母機(jī)構(gòu)型機(jī)械手的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)西部科技，2010(15);31-32.

第四篇：機(jī)械手相關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì),論文,畢業(yè)論文參考選題表

畢業(yè)論文參考選題表

1.基于PLC機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(字?jǐn)?shù):19281,頁(yè)數(shù):4580)

2.基于PLC的氣動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)(字?jǐn)?shù):13344,頁(yè)數(shù):3390)

3.機(jī)械手PLC控制設(shè)計(jì)(字?jǐn)?shù):9951,頁(yè)數(shù):3382)

4.基于機(jī)械手分選大小球的自動(dòng)控制(字?jǐn)?shù):15555,頁(yè)數(shù):4190)

5.基于PLC的機(jī)械手自動(dòng)操作系統(tǒng)(字?jǐn)?shù):8244 頁(yè)數(shù):3288)

6.基于PLC控制機(jī)械手設(shè)計(jì)(字?jǐn)?shù):15645,頁(yè)數(shù):4479)

7.搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(字?jǐn)?shù):8747,頁(yè)數(shù):2168)

8.基于PLC控制的工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)(字?jǐn)?shù):15645,頁(yè)數(shù):4468)

9.西門(mén)子PLC在機(jī)械手控制中的應(yīng)用(字?jǐn)?shù):11309,頁(yè)數(shù):2380)

10.PLC在工業(yè)機(jī)械手中的應(yīng)用(字?jǐn)?shù):13960,頁(yè)數(shù):3179)

11.機(jī)械手定位系統(tǒng)電氣控制設(shè)計(jì)(字?jǐn)?shù):18830,頁(yè)數(shù):38178)

12.單片機(jī)自動(dòng)找?guī)艡C(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(字?jǐn)?shù):18950,頁(yè)數(shù):43118)

13.機(jī)械手的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真(字?jǐn)?shù):20035,頁(yè)數(shù):5280)

14.裝配線上料機(jī)械手的設(shè)計(jì)(字?jǐn)?shù):13520,頁(yè)數(shù):41128)

15.機(jī)械手模型的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(字?jǐn)?shù):13931,頁(yè)數(shù):37178)

16.機(jī)械手夾持器畢業(yè)設(shè)計(jì)論文及裝配圖(字?jǐn)?shù):15384.頁(yè)數(shù):60118)

17.機(jī)械手移動(dòng)物體控制器的設(shè)計(jì)(字?jǐn)?shù):7841,頁(yè)數(shù):2782)

第五篇：機(jī)械手調(diào)查報(bào)告

關(guān)于機(jī)械手的調(diào)查了解

機(jī)械手是能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人，它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門(mén)。

它是在早期出現(xiàn)的古代機(jī)器人基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，機(jī)械手研究始于20世紀(jì)中期，隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，特別是1946年第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，計(jì)算機(jī)取得了驚人的進(jìn)步，向高速度、大容量、低價(jià)格的方向發(fā)展。同時(shí)，大批量生產(chǎn)的迫切需求推動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)展，又為機(jī)器人的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。另一方面，核能技術(shù)的研究要求某些操作機(jī)械代替人處理放射性物質(zhì)。在這一需求背景下，美國(guó)于1947年開(kāi)發(fā)了遙控機(jī)械手，1948年又開(kāi)發(fā)了機(jī)械式的主從機(jī)械手。機(jī)械手首先是從美國(guó)開(kāi)始研制的。1954年美國(guó)戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請(qǐng)了專利。該專利的要點(diǎn)是借助伺服技術(shù)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)，利用人手對(duì)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作示教，機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的記錄和再現(xiàn)。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人。現(xiàn)有的機(jī)器人差不多都采用這種控制方式。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手鉚接機(jī)器人。作為機(jī)器人產(chǎn)品最早的實(shí)用機(jī)型（示教再現(xiàn)）是1962年美國(guó)AMF公司推出的?VERSTRAN?和UNIMATION公司推出的?UNIMATE?。機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來(lái)抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機(jī)械手有2～3個(gè)自由度?？刂葡到y(tǒng)是通過(guò)對(duì)機(jī)械手每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來(lái)完成特定動(dòng)作。同時(shí)接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制?？刂葡到y(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或dsp等微控制芯片構(gòu)成，通過(guò)對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。機(jī)械手的種類(lèi)，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手；按適用范圍可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒(méi)有獨(dú)立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門(mén)操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱為機(jī)械手。機(jī)械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動(dòng)條件。機(jī)械手是在機(jī)械化，自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)械手被廣泛的運(yùn)用于自動(dòng)生產(chǎn)線中，機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興的技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)，不知疲勞，不怕危險(xiǎn)，抓舉重物的力量比人手力大的特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門(mén)的重視，并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用。我國(guó)塑料機(jī)械已成為機(jī)械制造業(yè)發(fā)展最快的行業(yè)之一，年需求量在不斷的加大。我國(guó)塑料機(jī)械產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展主要有以下兩個(gè)大因素：一是對(duì)高技術(shù)含量裝備的需求所帶來(lái)的設(shè)備更新及陳舊設(shè)備的淘汰;二是海內(nèi)塑料加工產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)塑料機(jī)械的需求旺盛。

東莞松山湖長(zhǎng)盈精密技術(shù)有限公司,是一家生產(chǎn)、銷(xiāo)售手機(jī)系列連接器、屏蔽件和超精密五金端子及模具的高新技術(shù)企業(yè)。該公司正在推進(jìn)的?無(wú)人工廠?建造體系首期計(jì)劃投入1000個(gè)無(wú)人機(jī)械手,前期已有100個(gè)機(jī)械手率先?上崗?。該公司常務(wù)副總經(jīng)理任項(xiàng)生介紹,以前人工操作數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)品加工,經(jīng)常容易出現(xiàn)安全問(wèn)題,產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性也比較差。?‘無(wú)人工廠’并不是說(shuō)完全沒(méi)有人,但會(huì)大規(guī)模壓縮人工數(shù)量,甚至可達(dá)到90%的水平。?東莞市經(jīng)濟(jì)和信息化局負(fù)責(zé)人介紹,至今東莞推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)?機(jī)器換人?應(yīng)用項(xiàng)目達(dá)到505個(gè),投資金額達(dá)42億元,可減少企業(yè)用工3萬(wàn)余人,企業(yè)投資成本有望在兩年內(nèi)收回。事實(shí)上,當(dāng)前勞動(dòng)力成本上升的情況,決定了東莞等地?機(jī)器換人?戰(zhàn)略實(shí)施的必要性。隨著珠三角人力成本的迅速上升,企業(yè)普遍感到存續(xù)壓力大,東莞臺(tái)資企業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)翟所領(lǐng)認(rèn)為,盡管初期工業(yè)機(jī)器人等基礎(chǔ)設(shè)施投入較大,但成長(zhǎng)性較強(qiáng)的企業(yè)有望在幾年內(nèi)收回成本,?比起人力成本每年增長(zhǎng)20%以上的不確定性,還是要?jiǎng)澦恪?據(jù)深圳眾為興技術(shù)股份有限公司市場(chǎng)總監(jiān)李?lèi)倐フf(shuō)：?隨著一些地區(qū)勞動(dòng)力短缺現(xiàn)象日益嚴(yán)重,機(jī)器人的需求將逐漸增加,這也將倒逼機(jī)器人科研技術(shù)實(shí)現(xiàn)更多突破、更多國(guó)產(chǎn)化。?

隨著低碳理念的深入人心，機(jī)械手的發(fā)展也將以無(wú)污染、節(jié)能為前提，如用一些新型材料可以制造無(wú)潤(rùn)滑元件應(yīng)用于氣動(dòng)機(jī)械手當(dāng)中，不僅使系統(tǒng)簡(jiǎn)化，且有著穩(wěn)定的摩擦性能以及較長(zhǎng)的壽命。值得重視的是，隨著機(jī)電一體化的發(fā)展，控制系統(tǒng)將向基于PC 機(jī)的開(kāi)放型控制器的方向發(fā)展，并且，隨著傳感器作用的日益加重，由?可編程控制器、傳感器、動(dòng)作元件?組成的典型的自動(dòng)化控制系統(tǒng)依然會(huì)是主流發(fā)展方向，在此系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的?開(kāi)關(guān)控制?也將轉(zhuǎn)變?yōu)?反饋控制?，從而進(jìn)一步提升系統(tǒng)的精度。從1958 年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手，到20 世紀(jì)70 年代初期制造業(yè)開(kāi)始引進(jìn)機(jī)械手的使用，再到1972 年我國(guó)第一臺(tái)機(jī)械手的開(kāi)發(fā)以及隨之而來(lái)的全國(guó)范圍都開(kāi)始研制和應(yīng)用機(jī)械手，機(jī)械手的發(fā)展歷經(jīng)了這短短幾十年，迎來(lái)的是制造業(yè)的全新面貌。并且機(jī)械手依舊在發(fā)展，在進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域更在向著非制造業(yè)和服務(wù)業(yè)發(fā)展，可以預(yù)見(jiàn)，機(jī)械手一定會(huì)繼續(xù)蓬勃發(fā)展，為其涉及的行業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。