自动控制机械手结构设计毕业设计.doc

毕业设计（论文）报告设计（论文）题目： 自动控制机械手结构设计 毕业设计（论文）任务书专业 机电一体化 班级 机电122 姓名 胡世贺 一、课题名称： 自动控制机械手结构设计 二、主要技术指标： (1）机械手的抓取物体450g夹取距离30mm （2）手臂行程400mm （3）转台角度100° （4）机械手手臂结构和尺寸满足机械手完成作业所需的工作空间 （5）机座要承受机械手全部工作载荷，应保证足够的刚度、强度 三、工作内容和要求： （1）合理选择机械手的结构 （2）机械手的各零件图及装配图的绘制 （3）完成机械手的三维成型设计 四、主要参考文献：（1）苏沛群.液压与气动技术[M].电子科技大学出版社.2008 （2）史新民、高飞 .常用机构与零件设计[M].清华大学出版.2009 （3）张柱香.机电类专业毕业设计指南[M].北京机械工业出版社.2003 （4）李正吾等.机电一体化技术及其应用[M].机械工业出版社.1990 （5）刘海兰、李小平.机械识图与制图[M].清华大学出版社.2009 学 生（签名） 年 月 日 指 导 教师（签名） 年 月 日 教研室主任（签名） 年 月 日 系 主 任（签名） 年 月 日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目自动控制机械手结构设计一、 选题的背景和意义： 工业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，是工业机器人的一个重要分支。

它的特点是可通过预先设定的程序来完成各种动作，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，在各领域有着广阔的发展前景特别是在基础工业领域而在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，已迅速发殿起来的一门新兴的技术工业机械手的发展，是现代工业机械化和自动化的有机结合因此对工业机械手的研究也成为一门新型学科在社会推广开来二、 课题研究的主要内容： 根据课题要求，需要完成以下几项内容：1.简要介绍工业机械手的相关知识2.根据要求计算机械手臂的全部工作载荷，以保证足够的刚度、强度 2.完成机械手臂机构和尺寸的所有图纸4.用三维软件做出机械人的模型三、 主要研究（设计）方法论述： 通过查阅资料，总结工业机械手的工作特点，并介绍机械手的相关知识，然后查阅机械制造原理手册，计算机械手臂的载荷，然后通过Autodesk cad完成机械手中各零件机构的二维图纸，最后利用Inventor 完成机械手的三维建模四、设计（论文）进度安排：时间（迄止日期）工 作 内 容6.1-6.5下达任务书6.5-6.12完成开题报告6.14-6.27将所用书籍资料收集6.28-8.30确定对毕业设计的思路、方向和方法8.30-9.30通过计算确定对机械手各部分的尺寸9.31-10.20利用计算尺寸，完成机械手的二维图10.21-10.27利用机械手二维图纸及装配图纸，完成三维建模10.28-10.30完成初稿11.1-11.3根据老师意见修改初稿，完成终稿五、指导教师意见：　　　　　　　　　　　　 指导教师签名： 年 月 日六、系部意见：　　　　　　　　　　　 系主任签名： 年 月 日自动控制机械手结构设计目录摘要 IIAbstract III第一章 绪论 11.1机械手的发展 11.2机械手的分类 11.3机械手的组成 21.4机械手的技术参数 3第二章 机械手的设计要求及尺寸计算 52.1机械手的抓取手指设计要求及尺寸计算 52.2机械手手臂的设计要求及尺寸计算 62.3机械身的设计要求及尺寸计算 72.4机械手转台设计要求及尺寸计算 8第三章 机械手的零件图纸及装配图 10 3.1机械手腕零件图 103.2机械手臂零件图 103.3机械身与连接部分零件图 113.4机械手转台及底座图纸 133.5机械手装配图 14第四章 机械手的三维成型 164.1机械手的手腕三维成型 164.2机械手手臂三维成型 164.3机械手的机身三维成型 174.4机械手的连杆三维成型 174.5机械手的连接块三维成型 184.6机械手的转台三维成型 184.7机械手的整体三维成型 19第五章 结束语 20参考文献 21答谢辞 22摘要本设计中研究的是一个三自由度的机械手，文中首先介绍了机械手的分类组成，描述了机械手对现在工业的应用及影响。

设计中将对机械手的机械机构进行分析，并根据要求计算机械手各部件的受力力矩，进而选择合理的部件尺寸，然后根据尺寸绘制二维图纸，并根据二维图纸内容，用三维软件对机械手各零件进行三维建模，然后装配形成机械手实体模型关键词：机械手；三自由度；三维建模AbstractThe design in this thesis is a three degree of freedom manipulator, this paper first introduces the classification of composition on the mechanical hand, described the manipulator on use and effect of industry now. Mechanism of manipulator mechanical design will be analyzed, force moment and calculate the mechanical hand each component according to the requirement, and then choose the reasonable size of the components, then according to the size of drawing two-dimensional drawings, and according to the content of 2D drawings, 3D modeling for every part of the manipulator by 3D software, and then assembled to form the manipulator entity model.Keywords：Manipulator；Three degree of freedom；3d modeling.第一章 绪论1.1机械手的发展工业机械手是近几十年来发展起来的一种高科技自动化生产设备，是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置，是机器人的一个重要分支。

它对提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用工业机械手技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域机械手在工业领域应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志其工作并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备而在传统的人工取物的过程中，因为长时间单一操作易产生疲劳及消极情绪，而且人无法长时间工作，但这些问题工业机械手却可以解决本设计中，连接块与手臂采用螺纹连接，并且螺纹杆与连接块独立开来，不仅解决了抓取物体时的前进精度问题，同时保证了手臂的回转动作1.2机械手的分类工业机械手的种类繁多，在国内暂无明确系统分类，一般情况下可以通过下面三种方式进行区分1.从用途上面可分为两类专用机械手：是附属于主机的、具有固定程序而无独立控制系统的机械装置专用机械手具有动作少、工作对象单一、结构简单、使用可靠和造价低等特点，适用于大批量的自动化生产的自动换刀机械手，如自动机床、自动线的上、下料机械手。

通用机械手：它是一种具有独立控制系统的、程序可变的、动作灵活多样的机械手通用机械手按其控制定位的方式不同可分为简易型和伺服型两种.简易型以“开一关”式控制定位可以实现连续轨控制，伺服型通用机械手属于数控类型2.按驱动方式可分为四类液压传动机械手：液压驱动系统运动平稳，且负载能力强，对于重载的搬运和零件加工机械人，采用液压驱动比较合理但液压驱动存在管道复杂，清洁困难的缺点，因此，它在装配作业中的应用受到限制气压传动机械手：气压驱动机械手结构简单、动作迅速、价格低廉，但由于空气具有可压缩性，其工作速度稳定性较差，但是也由于空气的可压缩性，可使得手爪（末端操作器）在抓取物体或将其卡紧时的顺应性提高，防止了受力过大而造成被抓物体或手爪本身的损坏气压系统的压力一般为0.7MPa。