摘要：搬运机械手是一种通过人为编程与设计之后能够自动控制的多功能机器，它具备多个自由度，在一定范围内的各个位置都能够定点夹取。它能够在各种各样的工况条件下进行工件的自动搬运。机械手的自动化是根据人们通过输入特定的程序，通过程序的控制自动进行工件在指定范围内的抓取以及搬运的装置。机械手的最大优势就是能够替代人们不停地重复相同劳动来实现生产的标准化、自动化和机械化。机械手也能够在人们自身身体不能够适应的恶劣环境之下，代替人手一样能够进行人手能够完成的操作，甚至完成人手不能够完成的工作，这样既可以顺利的完成工作还能保证人的身体健康和安全。机械手在现代社会中应用非常的广泛，主要在机械制造业、装配制造业、电子制造、冶金工业、轻工业和原子能等众多行业。

工业机械手是工业发展近些几十年来在自动控制领域发展起来的一项新技术，这项新技术所涉及的领域非常的复杂，其中就包括在机械领域，在自动控制领域，液压方面以及计算机层面等多个科学领域，是一个跨多个领域的一项复杂的综合性技术。其最突出的特点就是根据人为的编程设计让机械手来进行人们规定的运动效果，它结合了人和机器的突出优势进行了综合设计，特别是在智能和适应性方面尤为突出。

本设计主要涵盖了搬运机械手的结构设计以及机械手控制系统的设计，在结构设计方面主要包括机械手的手部、臂部、腕部以及机身整体结构的设计。在控制系统中包含了液压和控制电路设计两部分。

关键词 机械手；手部；腕部；臂部；电路

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 机械手的研究概况-1

1.2 机械手的发展方向-1

1.3机械手在生产中的应用-1

1.4设计重要说明-2

2 搬运机械手的总体设计-3

2.1 搬运机械手的主要构成-3

2.2 机械手机械结构的确定-3

2.3 机械手的执行机构-3

2.3.1 机身-3

2.3.2 手臂-3

2.3.3 手腕-3

2.3.4 末端操作器-3

2.4 机械手的传动机构-3

2.5 机械手控制的方式-4

2.6 机械手的技术参数-4

3 手臂及相关构件的设计-5

3.1 手部的总体设计-5

3.1.1 机械手手部在设计时的注意条件-5

3.1.2 手部机构的确定-5

3.1.3 手抓的结构设计-5

3.2 搬运机腕部的设计计算-11

3.2.1 机械手腕部设计的基本要求-11

3.2.2 机械手腕部机构的选择-11

3.2.3 机械手腕部的设计计算-11

3.3 搬运机械手臂部的设计计算-14

3.3.1 机械手臂部设计的基本要求-14

3.3.2 机械手臂部机构的方案选择-14

3.3.3 机械手臂部的设计-15

4 搬运机械手机身的设计计算-19

4.1 机械手机身的总体设计-19

4.2 机身的升降机结构设计-20

4.2.1 手臂偏重力矩的计算-20

4.2.2 升降导向立柱不自锁条件分析计算-21

4.2.3 机身升降液压缸驱动力矩的计算-22

4.2.4 手臂升降液压缸的参数计算-23

4.3 机身回转机构的设计计算-25

4.3.1 机身回转液压缸驱动力矩的计算-25

4.4 连接板的设计-26

5 有限元分析-28

5.1 有限元模型的建立-28

5.2 机械手手抓的受力分析-28

5.3手抓的模态分析-29

6 液压驱动系统和控制电路设计-31

6.1 驱动系统的设计要求-31

6.2 驱动系统的设计方案-31

6.3 驱动系统设计-31

6.3.1 各部分功能设计分析-31

6.3.2 液压泵的确定-32

6.4 控制电路的设计-38

总结-40

致谢-41

参考文献-42