搬运机械手设计说明书.docx

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2016年12月31日
2016年12月31日
机械与装备工程学院课程准确定位
为使手指和被夹持工件保持准确的相对位置，必须根据被抓取工件的形状，选择相应的手指形状。例如圆柱形工件采用带“V'形面的手指，以便自动定心。
(4) 具有足够的强度和刚度
手指除受到被夹持工件的反作用力外，还受到机械手在运动过程中所产生的惯性力和振动的影响，要求有足够的强度和刚度以防折断或弯曲变形，当应尽量使结构简单紧凑，自重轻，并使手部的中心在手腕的回转轴线上，以使手腕的扭转力矩最小为佳。
(5) 考虑被抓取对象的要求
根据机械手的工作需要，通过比较，我们采用的机械手的手部结构是一支点两指回转型，由于工件多为圆柱形，故手指形状设计成V型。
第—章机械手总体方案的设计


机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。在PLC®序控制的条件下，采用气压传动方式，来实现执行机构的相应部位发生规定要求的，有顺序，有运动轨迹，有一定速度和时间的动作。同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。位置检测装置随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度达到设定位置。

机械手是一个水平、垂直运动的机械设备，用来将工件由左工作台搬到右工作台。有上升、下降运动，左移、右移运动和夹紧、放松动作和位置控制。简易机械手在各类全自动和半自动生产线上应用得十分广泛，主要用丁零部件或成品在固定位置之间的移动，替代人工作业，实现生产自动化。本设计中的机械手采用上下升降加平面转动式结构，机械手的动作由气动缸驱动，气动缸由相应的电磁阀来控制，电磁阀由PLC控制驱动执行元件完成，能十分方便的嵌入到各类工业生产线中。
根据要求：机械手初始位置在原点位置，每次循环动作都从原点位置开始，完成上升、下降运动，左移、右移运动和夹紧、放松动作和位置控制，并能实现手动操作和自动操作方式。当机械手在原点位置下启动按钮，系统启动，左传送带运转。当光电开关检测到物品后，左传送带停止运行。根据分析可得出机械手的工作流程图，
第三章机械手的方案设计及其主要参数

直角坐标型
圆柱坐标型
球坐标型
关节型
具有三个移动关
节（PPP
具有两个移动关节和一个转动关节（PPR,受部的坐标为（z,r,0）
具有两个转动关
节和一个移动关
节（RRP
具有三个转动关
节（RRR
由丁其运动方程可独立处理，且为线性的，具有定位精度高，
控制简单等特点，
但操作灵活性较差，运动速度低的特点
这种操作机的优点是所占的空间尺寸较小，相对工作范围较大，结构简单，手部可'获得较高的速度。而缺点是手部外伸离中心轴愈远，其切向线位移分辨精度愈低。
通常用丁搬运机器人。
优点是结构紧凑，所占空间尺寸小，但目前应用较少。
具有结构紧凑，所占空间体积少，相对工作空间大等特点，用丁复杂设备当中。

本机械手采用圆柱座标型式，具有三个自由度，即腰关节、肘关节和腕关节，都为转动关节；还有一个用丁夹持物料的机械手。

1、手部
在本设计中我们采用夹持式手部结构，夹持式手部由手指（或手爪）和传力机构所构成。手指运动形式采用平移型手指，其夹持圆形零件时，工件直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围大的工件。手指结构采用带有一定中心距的“V'形面的手指。
2、手臂
手臂是支承被抓物件、手部的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓取物件，并按预定要求将其搬运到指定的位置。
3、立柱
立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回转运动和升降（或俯仰）运动均与立柱有密切的联系。机械手的立柱因工作需要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。
4、机座
机座是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装丁机座上，故起支撑和连接的作用。

液压驱动系统
气动驱动系统
电动驱动系统
由丁液压技术是一种比较成熟的技术，它具有动"、力（或力矩）与惯量比大、快速响应高、易丁实现直接驱动等特点。适合丁在承载能力大，惯量大以及在防火防爆的环境中工作的机器人。但是，液压系统需要进行能量转换（电能转换成液压能），速度控