行走上下料机械手设计机械设计
摘 要在如今的大规模制造业中，企业为了提高生产力，保证产品质量，实现生产的自动化，使用机械手投入生产已经越来越被认同。本文简要介绍了机械手的发展状况及特点，确定了机械手的坐标形式及主要参数，确定了机械手的主要结构及传动系统。本次设计主要使用solidworks绘图软件对机械手结构进行设计，并对主要的部分如机械手的手臂和机身进行了计算与分析。本文对机械手的主要标准零件如电机、丝杠、气缸等的选择进行了分析与校核。
目 录
1.绪 论 1
1.1机械手的主要特点 1
1.2机械手在工业生产中的应用 1
1.3机械手的发展趋势 2
1.4机械手国内外发展现状 3
1.4.1国外现状 3
1.4.2国内现状 3
1.5本章小结 4
2．方案的比较与选择 5
2.1绘图软件的比较与选择 5
2.2机械手的总体设计 5
2.2.1?机械手总体结构的类型 5
2.2.2设计具体采用方案 6
2.3动力系统的比较与选择 7
2.3.1液压传动 7
2.3.2气压传动 7
2.3.3电气传动 8
2.3.4设计具体采用方案 8
2.4本章小结 9
3．机械手的计算与分析 10
3.1机械手技术参数 10
3.2臂部计算与分析 10
3.2.1臂部设计的基本要求 10
3.2.2手臂伸缩气缸选择与校核 12
3.2.3大臂回转气缸的选择 14
3.3机身计算与分析 16
3.3.1丝杠的选择与校核 16
3.3.2电机的选择与校核 21
3.3.3联轴器的选择 25
3.3.4线性滑轨的选择 27
3.4本章小结 28
结论与展望 29
致谢 30
参考文献 31
1.绪 论
机械手能模仿人手和臂的一些动作和功能，它是由工人事先编好程序，然后按照程序执行的自动操作装置。机
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
械手是最先的工业机器人与现代机器人，它可帮助人进行沉重的工作以满足自动与机械化的生产要求，能在危险的工作环境下进行操作以保护工人人身安全，因此广泛的应用在机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
1.1机械手的主要特点
（1）适应环境能力强，能代替人进行各种危险作业。只要设计好结构、选好材料机械手能从事人类很难胜任的工作，如在异常高温、低温或有害气体等危险环境中的作业。
（2）机械手能持续作业可以解放劳力从事更有意义的活动。
（3）机械手的作业精确度高，可以避免很多不必要的人为失误。
（4）机械手通用性强，能通过改变结构来适应各种产品的变化。
（5）采用机械手能提高生产效率、节约成本。
1.2机械手在工业生产中的应用
??机械手在工业应用方面的范围很广，以下为相关领域的应用简介：
1）建造旋转零件体自动线方面?
?在旋转体零件的结构（如轴，盘，环件）自动生产线，由机械手传输一般工件。?
2）在实现单机自动化方面?
（1）在半自动车床的自动夹紧，饲料，拥有切割，工具和释放功能，仍然需要手工制品的材料，但安装在机械手即可完成功能。?
（2）在注射成型机的送料，夹紧，成型，分步骤，全自动机械手可以实现生产。??
（3）在新闻上的自动冲压过程，和机械手可以实现全自动下料冲压。
3）铸、锻、焊、热处理等方面?
纵观全局，工业机械手能满足现代生产的需要，且能创造可观的经济效益，它拥有以下特点：?
(1)对环境的适应性强，能代替人类在有害、危险的环境进行长时间的操作。?
(2)机械手能不知疲倦的持续工作，能代替人类进行繁重的工作。?
(3)机械手能精确的实现产品的生产，提高产品的生产质量避免不必要的人为失误。???
(4)一般的柔韧性好，手可以通过改变结构的变化来实现生产的要求。
(5)机械手的应用能大幅度提高企业的生产效率、以及降低生产成本。
1.3机械手的发展趋势
当前，对于机械手智能化方面的发展越来越重要，其表现的一般形式如下：
1） 优化设计技术，寻找轻质的好强度材料提高负载与自身的比重。
2） 研究继承了机械手的控制技术，其中研究的重点是开放式，模块控制系统的新发展趋势。
3）科学家们研究并引进了多传感系统，以提高机械手的智能与适应能力。
4） 机械手正朝着结构灵巧、控制系统小巧的方向发展。
5） 机械手遥控及监控技术，单人多机械手的协调控制，建立预先显示进行遥控以防止延时情况等。
6） 虚拟机械手技术，通过多传感器、多媒体等技术，实现机械手的虚拟遥控操作。
7）如今，多智能体的控制技术已被用来作为一种新的领域的机械手研究。。它主要研究了多组建筑，规划，模拟群体行为控制等方面的成果。
8）用于医疗、娱乐等场所，其要求机械手在与人类接触时是安全的。
9）对未来最理想的展望是仿人与仿生技术，遗憾的是目前只在某些方面有微量研究。
1.4机械手国内外发展现状
1.4.1国外现状
作为机械手发源地的美国，早在1962年就研制出了第一台机械手，其中有一款叫Versatran的最为著名，该机械手的中央立柱可以伸缩、升降、回转，其控制系统采用液压控制，它是国外机械手发展的基础。60年代后期，机器手的作用开始展现出来，其中在电焊、喷漆等工业领域中占有一定地位。1978年在美国的斯坦福大学、麻省理工大学与Unimate公司联共同努力下，一款名叫Unimation—Vic.arm工业机械手的手臂模型。机械手操作是由微型计算机控制，主要用于装配操作。该机械手通过小型计算机进行操做控制，主要在装配作业中使用。
日本机械手行业的发展晚于美国5、6年，自从1969年引进美国的两款经典的机器手后，大力发展应用机械手，短时间内日本机器人行业得到飞速发展，很快就成为了“工业机器人王国“
目 录
1.绪 论 1
1.1机械手的主要特点 1
1.2机械手在工业生产中的应用 1
1.3机械手的发展趋势 2
1.4机械手国内外发展现状 3
1.4.1国外现状 3
1.4.2国内现状 3
1.5本章小结 4
2．方案的比较与选择 5
2.1绘图软件的比较与选择 5
2.2机械手的总体设计 5
2.2.1?机械手总体结构的类型 5
2.2.2设计具体采用方案 6
2.3动力系统的比较与选择 7
2.3.1液压传动 7
2.3.2气压传动 7
2.3.3电气传动 8
2.3.4设计具体采用方案 8
2.4本章小结 9
3．机械手的计算与分析 10
3.1机械手技术参数 10
3.2臂部计算与分析 10
3.2.1臂部设计的基本要求 10
3.2.2手臂伸缩气缸选择与校核 12
3.2.3大臂回转气缸的选择 14
3.3机身计算与分析 16
3.3.1丝杠的选择与校核 16
3.3.2电机的选择与校核 21
3.3.3联轴器的选择 25
3.3.4线性滑轨的选择 27
3.4本章小结 28
结论与展望 29
致谢 30
参考文献 31
1.绪 论
机械手能模仿人手和臂的一些动作和功能，它是由工人事先编好程序，然后按照程序执行的自动操作装置。机
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
械手是最先的工业机器人与现代机器人，它可帮助人进行沉重的工作以满足自动与机械化的生产要求，能在危险的工作环境下进行操作以保护工人人身安全，因此广泛的应用在机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
1.1机械手的主要特点
（1）适应环境能力强，能代替人进行各种危险作业。只要设计好结构、选好材料机械手能从事人类很难胜任的工作，如在异常高温、低温或有害气体等危险环境中的作业。
（2）机械手能持续作业可以解放劳力从事更有意义的活动。
（3）机械手的作业精确度高，可以避免很多不必要的人为失误。
（4）机械手通用性强，能通过改变结构来适应各种产品的变化。
（5）采用机械手能提高生产效率、节约成本。
1.2机械手在工业生产中的应用
??机械手在工业应用方面的范围很广，以下为相关领域的应用简介：
1）建造旋转零件体自动线方面?
?在旋转体零件的结构（如轴，盘，环件）自动生产线，由机械手传输一般工件。?
2）在实现单机自动化方面?
（1）在半自动车床的自动夹紧，饲料，拥有切割，工具和释放功能，仍然需要手工制品的材料，但安装在机械手即可完成功能。?
（2）在注射成型机的送料，夹紧，成型，分步骤，全自动机械手可以实现生产。??
（3）在新闻上的自动冲压过程，和机械手可以实现全自动下料冲压。
3）铸、锻、焊、热处理等方面?
纵观全局，工业机械手能满足现代生产的需要，且能创造可观的经济效益，它拥有以下特点：?
(1)对环境的适应性强，能代替人类在有害、危险的环境进行长时间的操作。?
(2)机械手能不知疲倦的持续工作，能代替人类进行繁重的工作。?
(3)机械手能精确的实现产品的生产，提高产品的生产质量避免不必要的人为失误。???
(4)一般的柔韧性好，手可以通过改变结构的变化来实现生产的要求。
(5)机械手的应用能大幅度提高企业的生产效率、以及降低生产成本。
1.3机械手的发展趋势
当前，对于机械手智能化方面的发展越来越重要，其表现的一般形式如下：
1） 优化设计技术，寻找轻质的好强度材料提高负载与自身的比重。
2） 研究继承了机械手的控制技术，其中研究的重点是开放式，模块控制系统的新发展趋势。
3）科学家们研究并引进了多传感系统，以提高机械手的智能与适应能力。
4） 机械手正朝着结构灵巧、控制系统小巧的方向发展。
5） 机械手遥控及监控技术，单人多机械手的协调控制，建立预先显示进行遥控以防止延时情况等。
6） 虚拟机械手技术，通过多传感器、多媒体等技术，实现机械手的虚拟遥控操作。
7）如今，多智能体的控制技术已被用来作为一种新的领域的机械手研究。。它主要研究了多组建筑，规划，模拟群体行为控制等方面的成果。
8）用于医疗、娱乐等场所，其要求机械手在与人类接触时是安全的。
9）对未来最理想的展望是仿人与仿生技术，遗憾的是目前只在某些方面有微量研究。
1.4机械手国内外发展现状
1.4.1国外现状
作为机械手发源地的美国，早在1962年就研制出了第一台机械手，其中有一款叫Versatran的最为著名，该机械手的中央立柱可以伸缩、升降、回转，其控制系统采用液压控制，它是国外机械手发展的基础。60年代后期，机器手的作用开始展现出来，其中在电焊、喷漆等工业领域中占有一定地位。1978年在美国的斯坦福大学、麻省理工大学与Unimate公司联共同努力下，一款名叫Unimation—Vic.arm工业机械手的手臂模型。机械手操作是由微型计算机控制，主要用于装配操作。该机械手通过小型计算机进行操做控制，主要在装配作业中使用。
日本机械手行业的发展晚于美国5、6年，自从1969年引进美国的两款经典的机器手后，大力发展应用机械手，短时间内日本机器人行业得到飞速发展，很快就成为了“工业机器人王国“
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