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机械手毕业设计说明书
山东科技大学学士学位论文
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摘要
在当今大规模的制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机械手作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业认同并采用运重量在10kg以下。
3）中型的——搬运重量在50kg以下。
4）大型的——搬运重量在500kg以下。
目前大多数工业机械手能搬运的重量为1-30kg。，最大的已达800kg。
按功能分类
1） 简易型工业机械手 有固定程序和可变程序两种。固定程序有凸轮转鼓或挡块转鼓控制，可变程序用插销板或转鼓控制来给定程序。近年来，普遍采用可编程序控制器（PC）组成控制系统。
这种机械手多为气动或液动，结构简单，价格便宜，改变程序较容易。只适用于程序较简单的点位控制，但作为一般单服务的搬运作业已足够。所以，目前这种工业机械手数量最多。
2） 记忆再现型工业机械手 这种工业机械手有人工通过示教装置领动一遍，有记忆元件（如磁盘、磁带或存储器）把程序记录下来，以后机械手就自动按记忆的程序重复进行循环动作。
这是采用较多的一种，多为电液伺服驱动。与前者相比较，有较多的自由度，能进行程序较复杂的作业，通用性较强。
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3） 计算机数字控制的工业机械手 可通过更换穿孔带或其它记忆介质来改变工业机械手的动作程序，还可以进行多机控制（DNC）。计算机可以是可编程序控制器或微型计算机。
4） 智能工业机械手 有计算机通过各种传感元件等进行控制，具有视觉、热觉、触觉、行走机构等。
按用途分类
1）专用机械手 附属于主机的，具有固定的程序而无独立的控制系统的机械装置。这种机械手工作对象不变，动作固定，结构简单，实用可靠，适用于成批、大量生产的生产自动线或专机作为自动上、下料用。
2）通用机械手 具有独立控制系统、程序可变、动作灵活多样的机械手。通用机械手的工作范围大，定位精度高，通用性强，使用于工件经常变换的中、小批量自动化生产。
工业机械手的组成
工业机械手是由执行机构、驱动机构和控制系统所组成的，各部分关系如图（）所示，机械手的组成示意图如图（）所示。
工业机械手组成框图
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工业机械手组成示意图
1—手指 2—手部 3—手腕回转液压缸 4—导向杆 5—手臂伸缩液压缸
6—手臂回转液压缸 7—手臂升降液压缸 8—液压系统控制阀
9—液压泵电动机 10—液压泵 11—油箱
执行机构
执行机构由抓取部分（手部）、腕部、臂部和行走机构等运动部件组成。
（1）手部 详见第三章，即直接与工件接触的部分，一般是回转型或平移型（多为回转型，因其结构简单）。手爪多为两指（也有多指）；根据需要分为外抓式或内抓式两种；也可用负压或真空式的空气吸盘（它主要用于吸取冷的，光滑表面的零件或薄板零件）和电磁吸盘。
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传力机构型式较多，常用的有：滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜楔杠杆式、齿轮杠杆式、丝杠螺母式、弹簧式和重力式。
（2）腕部 详见第四章，是连接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓物体的方位（即姿态）。
（3）臂部 手臂是支撑被抓物体、手部、腕部的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓取物体，并按预定要求将其搬运到给定的位置。
手臂有三个自由度，可采用直角坐标系（前后、上下、左右都是直线），圆柱坐标系（前后、上下直线往复运动和左右旋转），球坐标系（前后伸缩、上下摆动和左右旋转）和多关节（手臂能任意伸缩）四种方式。
直角坐标占空间大，工作范围小，惯性小，所以一般不多用，只有在自由度数较少时用之。
圆柱坐标占空间较小，工作范围较大，但惯性也大，且不能抓取底面物体。
球坐标式和多关节式占用空间小，工作范围较大，惯性小，所需动力小，能抓取底面物体，多关节还可以绕障碍物选择途径，但多关节式结构较复杂，所以也不多用。
目前常用的是球坐标式和圆柱坐标式的工业机械手。
（4）行走机构 有的工业机械手带有行走机构。

有气动、液动、电动和机械式四种形式。气动式速度快，结构简单，成本低。采用点位控制或机械挡块定位控制时，有较高的重复定位精度，但臂力一般在300N以下。液动式的臂力可达1000N以上，且可用电液伺服机构，可实现连续控制，使工业机械手的用途和通用性更广，定位精度一般在1mm范围内。目前常用的是气动和液动驱动方式。电动式用于小型，机械式只用于动作简单的场合。
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