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1、西华大学毕业设计说明书目录摘要1前言2机械手设计任务1.1机械手国内外发展和分类1.2本课题内容和要求3设计方案论证2.1机械手的总体设计2.2机械手腰座设计2.3机械手手部设计2.4机械手小臂设计2.5机械手大臂设计4理论分析和设计计算3.1手部设计计算3.2腰身设计计算3.3大臂设计计算3.4小臂设计计算 结论西华大学毕业设计说明书摘 要在当今大规模制造业中，企业为保障产品质量，提高生产效率，普遍重视 生产过程的自动化程度高低，工业机器人作为自动化生产线上的重要部分，已经逐 渐被企业所认同并采用。工业机器人的应用程度和技术水平在一定程度上反映了一 个国家工业自动化的水平。机械手是在自动化生
2、产过程中使用的一种具有抓取和移 动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型 装置。由于在工业生产中玻璃的加工需要短距离送料，人工既费时费力又危险易碎， 因此利用机械手装置进行玻璃的自动送料是能提高生产效率和降低破损率和减少 危险的。此次毕业设计即为玻璃自动送料机械手的设计，采用直角坐标型的结构，设计 三个自由度，即升降、伸缩，直线送料三个运动。机械手手部采用气流负压式洗盘 装置，小臂为液压缸装置升降控制送料高度，大臂用丝杆螺母机构控制送料位置， 腰身为齿轮齿条机构控制机械手送料直线运动。通过资料收集，方案确定，设计计 算、ProE三维建模以及工程图绘制以达到本次设
3、计要求和目的。【关键词】机械手、送料、ProEAbstractIn todays mass manufacturing, the enterprises to ensure product quality, improve production efficiency, generally attaches great importance to the production process of high and low degree of automation, industrial robot as an important part of automatic production lin
4、e, has gradually become the enterprise is accepted and adopted. Application level and technical level of the industrial robot to a certain extent reflects a countrys industrial automation level.Manipulator is used in the automatic production process of a kind of which has the function of grab and mo
5、ve the workpiece automatic device, it is in the process of mechanization, automation production, developed a new type of device.Because the glass in the industrial production processing of short feeding, artificial both laborious and danger is fragile, so the use of automatic feeding manipulator dev
6、ice for glass is to be able to improve production efficiency and reduce the damage rate and reduce the risk.The graduation design is the glass automatic feeding manipulator is designed,using rectangular coordinates type structure, design of three degrees of freedom, namely, lifting, telescopic, line
7、ar feed three sports.Air suction washing plate device for the robot hand, forearm for hydraulic cylinder lifting device feed height, arm with control feed screw nut mechanism, girth gear rack mechanism for control feeding manipulator linear motion.Through data collection, the scheme, design calculat
8、ion, ProE 3 d modeling and engineering in order to achieve the purpose of the design requirements and drawing.【Key words】 manipulator； feeding； ProE1前言机械手自问世以来，经过了 40多年的发展，已广泛应用于各个领域。机械手 最早应用于制造工业，常用于喷漆、焊接、搬运和上下料。机械手可代替人从事 危险、有毒、有害、高温、高压、重载、噪音、粉尘和低温等恶劣环境中的工作； 代替人完成单调重复和繁重的劳动，不仅减少了人力资源的浪费，减轻了劳动强 度，而且
9、大大改善了工人的劳动条件，提高了生产效率和生产自动化水平。目前 机械手主要用于以下几个方面。(1) 恶劣的工作环境和危险的工作在核工业中，核反应堆内具有较强的放射性，为了人员的安全，经常需要机 械手来完成相关的清理工作，另外在压铸、冲压、热处理、锻造、喷漆车间以及 有强烈紫外线照射的电弧焊等危险领域的作业中也经常需要用到机械手。(2) 自动化生产领域目前研制出了搬运机械手、码垛机械手、汽车座椅装配机械手、点胶机械手 等各类工业机械手，主要用于生产上实现自动化。如当末端夹持焊枪时，可以对 汽车或摩托车的车体进行点焊或弧焊作业；当末端安装喷枪时可以进行喷涂作业; 当末端安装手钳时，可以给压铸机或成
10、型机进行上下料作业或者用来装配机械零 部件。目前我国已经建成的自动生产线有很多，如沈阳水泵厂的环类深井泵轴承 体加工自动线、上海动力机厂的箱体类气缸盖加工自动线、大连电机厂的轴类4 号和5号电动机轴加工自动线、上海拖拉机齿轮厂的盘类齿坯加工自动线等等1(3) 在特殊作业场合进行极限作业在一些极地探索、火山探险、空间探索、深海探密等领域经常要用到机器人 去探索，目前研制出了螃蟹机器人，用于水下勘测任务操作，它的身体结构接近西华大学毕业设计说明书于螃蟹，能够完成指定的指令，也可以用于海洋搜寻及石油天然气的勘测。还有 用于国际空间站的机器人，可以对空间站的外表面进行检测。(4 )农业生产目前研制出了
11、太阳能农用机器人，他可以找到隐藏在农作物中的杂草，这主 要依赖于它的视觉系统，当发现有别于农作物的植物时，它便利用数据库提供的 植物的特性与目标植物加以比较，当确定为杂草时，就会用机械手割断杂草，同 时还可以喷洒除草剂。(5 )军事应用在军事应用中，军人执勤经常会遇到危险，这就需要机器人帮助完成执勤任 务，给机器人配备军用机枪，利用机器人完成炸弹清除工作。机械手在控制器的控制下，可以、仿人的手、腕、臂的动作，按照固定的动 作流程进行工作。我国绝大多数农民工就业于劳动密集型行业，劳动密集型行业 中绝大多数工作是简单的、重复性作业，这些工作没有多少技术，农民工很容易 学会，但这些工作对从业者的体力
12、反应灵敏度或操作精确度有比较高的要求，因 此，青年农民工从事这些工作时劳动生产率比较高，但是非技术农民工进入中年 后，体力、反应灵敏度和操作精确度下降，劳动生产率逐年降低。因此使用机械 手，不但降低了人的体力劳动，减少人力资源的浪费，减轻了劳动强度，而且大 大改善了工人的劳动条件，提高了工作效率，加快实现工业生产机械化和自动化 的步伐，为企业带来更大的经济效益，更有利于企业的发展。尤其是在高温、高 压、重载、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的危险环境中应用更为普遍(袋装 码垛机械手设计)2机械手设计任务2.1机械手国内外研究现状和分类1. 机械手国内外研究现状工业机械手起源于20世纪50年代，最
13、初是用来示教再现，这类机械手没 有任何的传感器，它的工作路径和运动参数都是操作人员通过编程来设定的。后 来出现了感觉型机械手，这类机械手配备了简单的内、外部传感器，具有部分适 应外部环境的能力，可以感知部分物理量并进行反馈。再后来出现了智能型机械 手，这类机械手可以对外部环境信息进行感知、提取、处理并做出适当的决策， 可以自主的完成某一项任务，至今仍处于研究和发展阶段。目前，机械手在技术 水平上优势集中于日美等几个发达的工业化国家。1958年，创建世界上第一个机器人公司的Joseph F.Engel Berger被誉为“工业机器人之父”，他参与设计了第一台机器人-Unimate机器人，后来AM
14、F公司研 制的Versatran机器人也相继问世，它主要用于机器之间的物料运输，20世纪60 年代，美国斯坦福研究所研制了机器人Shakey 1986年，美国研制出了第一台拟 人型两足步行机器人SD-2,8个自由度，可以静态行走，1987年Pacific Northwest 实验室研制出38个自由度的液压驱动拟人机器人2】。随后，在美国的工业生产中， 工业机械手得到了大力发展和广泛应用，日本机器人的发展经历了 20世纪60年代的摇篮期、70年代的实用化时期以 及80年代的普及期三个时期。1967年，日本东京机械贸易公司从美国AMF公司引 进了 Versatran机器人，后来日本川崎重工业公司从
15、美国引进了 Unimation机器 人，1980年被日本人称为“日本的机器人元年”，在这一年，日本的机器人技术 得到了极大的成功和普及。1997年，日本本田公司研制出了世界上第一台类人型 步行机器人样机，2002年，该公司又研制出Asimo机器人。现在，日本拥有的工 业机器人数量约占世界总数量的65%。我国的工业机器人起步于20世纪70年代初期，经过20多年的发展，大致经 历了三个时期：70年代的萌芽期、80年代的开发期和90年代的适用化期。1990 年，国防科技大学研制出了我国第一台类人型机器人，命名为：先行者O 1989年， 我国成功的将自主研发的水下机器人出口到美国。1990年，我国又成
16、功研制出了 深潜6000米的水下机器人，同年我国自主开发的机器人关键技术一AGV技术出口 韩国。近几年，我国实施了 “863 ”计划，培养了一大批机器人方面的专业技术 人员，我国又斥资5800万元在沈阳建立机器人“机器人技术国家工程研究中心” 和“智能机器人中心”，这充分说明了我国对工业机器人的重视。目前我国建立 了多条工业机械手生产线，包括：弧焊机械手生产线、装配机械手生产线、喷涂 生产线和焊装生产线等，我国的机械手技术取得了许多前所未有的成果。但是尽 管如此，我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外相比还有一定的差距， 因此，我国应该加快工业化进程，提高关键技术，培养更多的专业化人才（袋装 码垛机械手设计）目前，在国内外各种机器人和机械手的研
