六自由度工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)及仿真研究

西南交通大學(xué)太湖學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說明書 -1- 第一章引言 機(jī)械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品 的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè) 所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和 直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要 標(biāo)志。因此，世界各國都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。 工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手的是 工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在 構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè) 的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。 機(jī)械手是在機(jī)械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)

86四自由度棒料搬運(yùn)工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)

第1章緒論 1.1前言 用于再現(xiàn)人手的的功能的技術(shù)裝置稱為。機(jī)械手是模仿著人手的1機(jī)械手 部分動作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動抓取、搬運(yùn)或操作的自動機(jī)械裝 置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng) 用的機(jī)械手被稱為。2工業(yè)機(jī)械手 工業(yè)機(jī)械手是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機(jī)械 制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸成為一門新 興的學(xué)科——機(jī)械手工程。機(jī)械手涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電器液壓技術(shù)、自動 控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。 工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手 也是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。他的特點(diǎn)是可以通過編程來完成各種預(yù)期的 作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng) 性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛 的發(fā)展空間。 機(jī)械手的發(fā)展

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 第1頁 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 四自由度取放料機(jī)械手設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）： 機(jī)械手是工業(yè)自動化的產(chǎn)物，取放料機(jī)械手的工作是將物料從某一位置取上放置到另 一位置。該機(jī)械手能夠模仿人類手臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行物料的取放，是一種典型的關(guān)節(jié)型機(jī)械手。 具有四個(gè)自由度。 機(jī)器人的主要參數(shù)如下： 1、自由度：4 2、最大抓取重量：2.5kg（包括手抓重量） 3、操作空間： 腰部旋轉(zhuǎn)角度：3000（最大旋轉(zhuǎn)速度：1200/sec） 肩部旋轉(zhuǎn)角度：130 0 （最大旋轉(zhuǎn)速度：720/sec） 肘部旋轉(zhuǎn)角度：1100（最大旋轉(zhuǎn)速度：1090/sec） 手腕旋轉(zhuǎn)角度：±1800（最大旋轉(zhuǎn)速度：1630/sec） 4、手臂長度： 大臂：250mm 小臂：180mm 5、機(jī)械手的具體機(jī)械結(jié)構(gòu)可以充分發(fā)揮個(gè)人想象力設(shè)計(jì)，但必須實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有

成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 i 摘要 本文所設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)械手用于搬運(yùn)工件，工件總重30kg,長50cm,寬 30cm，高20cm，臂總長為1.8m。為了增加本機(jī)械手的通用性，在結(jié)構(gòu)盡 可能緊湊的情況下，最大限度地使工業(yè)機(jī)械手具有較大的抓取范圍。 本文主要介紹了工業(yè)機(jī)械手的概念、組成和分類，機(jī)械手的自由度 和坐標(biāo)形式、運(yùn)動及國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r。對工業(yè)機(jī)械手進(jìn)行總體方案設(shè) 計(jì)，首先確定了機(jī)械手的坐標(biāo)形式為圓柱坐標(biāo)型，自由度數(shù)為5，接著確 定了機(jī)械手的驅(qū)動裝置為液壓缸，然后確定了機(jī)械手的主要技術(shù)參數(shù)。 同時(shí)，設(shè)計(jì)了機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)形式為滑槽杠桿式鉗爪、手腕的結(jié)構(gòu)形 式為采用電機(jī)帶動腕回轉(zhuǎn)、臂部結(jié)構(gòu)形式采用雙導(dǎo)向桿導(dǎo)向，機(jī)身結(jié)構(gòu) 形式為升降缸置于回轉(zhuǎn)缸之上的結(jié)構(gòu)形式，計(jì)算出了夾緊工件所需的驅(qū) 動力、手腕轉(zhuǎn)動時(shí)所需的驅(qū)動力矩、手臂伸縮所需的驅(qū)動力、手臂俯仰 所需的驅(qū)動力、手臂升降所需

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目：多自由度機(jī)械手機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)院：金山學(xué)院 專業(yè)年級：10機(jī)械 一、總體方案設(shè)計(jì)....................................................................................................4 1.1設(shè)計(jì)任務(wù).............................................................................................................4 1.2總體方案確定.................................................................................................

安徽工程科技學(xué)院成人高等教育 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 反復(fù)關(guān)注液壓電氣設(shè)計(jì)工程，積累經(jīng)驗(yàn)流程 論文題目工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名王海濤 所學(xué)專業(yè)機(jī)電一體化 導(dǎo)師姓名 報(bào)告日期 安徽工程科技學(xué)院成教院制 目錄 1、前言----------------------------------------------------------------------------2 2、確定對液壓系統(tǒng)的工作要求----------------------------------------------2 3、擬定液壓系統(tǒng)原理圖--------------------------------------------------------3 3.1液壓系統(tǒng)原理圖------------------------------------------------------------------

i 摘要 本次設(shè)計(jì)的多功能機(jī)械手為液壓通用機(jī)械手，主要由手爪、手腕、 手臂、機(jī)身、機(jī)座等組成，具備上料、翻轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)位等多種功能，并 按自動線的統(tǒng)一生產(chǎn)節(jié)拍和生產(chǎn)綱領(lǐng)完成以上動作。本機(jī)械手機(jī)身 采用機(jī)座式，自動線圍繞機(jī)座布置，其坐標(biāo)形式為圓柱坐標(biāo)式，具 有立柱旋轉(zhuǎn)、手臂伸縮、腕部轉(zhuǎn)動和腕部擺動等4個(gè)自由度；驅(qū)動 方式為液壓驅(qū)動，利用油缸、齒輪、齒條實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動；利用油缸 與齒輪、齒條或鏈條實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動。液壓驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)是壓力高、體 積小，出力大，動作平緩，并能在中間位置停止。本次設(shè)計(jì)的機(jī)械 手能對不同物體完成多種動作。 關(guān)鍵詞：機(jī)械手；圓柱坐標(biāo)；液壓驅(qū)動 ii abstract thedesignofmulti-manipulatorhydraulicmanipulatorgeneral,mainlyby thegripper,wrist,

介紹了plc在工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)改造中的應(yīng)用,通過其程序設(shè)計(jì),展示了運(yùn)用功能指令比完全采用基本邏輯指令具有更明顯的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)踐表明:該控制系統(tǒng)連線簡單、功耗低、可靠性高;對類似設(shè)備的控制系統(tǒng)的改造或設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義。

1 一、總體方案設(shè)計(jì) 1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 基本要求: 設(shè)計(jì)一個(gè)多自由度機(jī)械手（至少要有三個(gè)自由度）將最大重量為40kg的工件， 由車間的一條流水線搬到別一條線上； 二條流水線的距離為：1000mm； 工作節(jié)拍為：70s； 工件：最大直徑為160mm的棒料； 1.2總體方案確定 1.2.1自由度 自由度是指機(jī)器人所具有的獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動的數(shù)目，但是一般不包括手部 （末端操作器）的開合自由度。自由度表示了機(jī)器人靈活的尺度，在三維空間中 描述一個(gè)物體的位置和姿態(tài)需要六個(gè)自由度。 機(jī)械手的自由度越多，越接近人手的動作機(jī)能，其通用性就越好，但是結(jié)構(gòu) 也越復(fù)雜，自由度的增加也意味著機(jī)械手整體重量的增加。輕型化與靈活性和抓 取能力是一對矛盾，，此外還要考慮到由此帶來的整體結(jié)構(gòu)剛性的降低，在靈活 性和輕量化之間必須做出選擇。工業(yè)機(jī)器人基于對定位精度和重復(fù)定位精度以及 結(jié)構(gòu)剛性的考

基于plc三自由度機(jī)械手的設(shè)計(jì)(新品) 摘要機(jī)械手在自動化領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，與其他類型的機(jī)械手相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、 造價(jià)較低、維護(hù)方便、速度快等特點(diǎn)。它能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序 抓... 摘要 機(jī)械手在自動化領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，與其他類型的機(jī)械手相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)較 低、維護(hù)方便、速度快等特點(diǎn)。它能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、 搬運(yùn)物件或操作工具的自動操作裝置。它可代替人的繁重勞動以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動 化，能在有害環(huán)境下操作,以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工 和原子能等部門。論文就是通過應(yīng)用西門子s7-200系列通過編程來控制氣動機(jī)械手運(yùn)行的。 對機(jī)械手的發(fā)展及應(yīng)用做了簡要介紹，并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理、步進(jìn)電機(jī)控制 和軟件實(shí)現(xiàn)。<br/

目錄 1前言................................................................................................................................1 1.1設(shè)計(jì)題目的背景及目的........................................................................................1 1.2概述........................................................................................................................1 1.3.機(jī)械手發(fā)展簡史...........

重慶科技學(xué)院 高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 題目 考生姓名：準(zhǔn)考證號： 專業(yè)層次：院（系）： 指導(dǎo)教師：職稱： 重慶科技學(xué)院 二o14年8月30日 三號黑體,居中 重慶科技學(xué)院 高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 中文題名 考生姓名： 準(zhǔn)考證號： 專業(yè)層次： 指導(dǎo)教師： 院（系）： 重慶科技學(xué)院 二oo七年月日 前言 可編程控制器是20世紀(jì)70年代以來，在集成電路，計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起 來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。由于具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以 及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，國外已廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個(gè)領(lǐng)域，并已成為現(xiàn) 實(shí)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。近年來，國內(nèi)在plc技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用方面發(fā) 展很快，除有許多從國外引進(jìn)的設(shè)備，自動化生產(chǎn)線外，國內(nèi)的機(jī)床設(shè)備已越來越 多采用plc控制系統(tǒng)采用控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電—接觸器控制系統(tǒng)??；

本文主要研究了基于實(shí)例推理的智能設(shè)計(jì)方法,并將其應(yīng)用于工業(yè)機(jī)械手智能設(shè)計(jì),該方法能夠使機(jī)械手設(shè)計(jì)更加快速,并且可以實(shí)現(xiàn)知識的積累和在重用,最后以vb為主要程序設(shè)計(jì)界面及語言、sqlserver2008為數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)了系統(tǒng)功能模型。

1 目錄 摘要:本設(shè)計(jì)的機(jī)械手是基于提高勞動生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，減輕工人勞動強(qiáng)度 而設(shè)計(jì)的。在某些勞動條件極其惡劣的條件下，工人難以用手工工作，可用本機(jī)械手代替人力勞動。 本設(shè)計(jì)為四自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)械手，其工作方向?yàn)閮蓚€(gè)直線方向和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。 本設(shè)計(jì)中的四自由度棒料搬運(yùn)機(jī)械手，主要是針對質(zhì)量少于2kg的圓形棒料的搬運(yùn)。通過氣爪 手指的不同選擇可滿足直徑小于60mm的棒料的搬運(yùn)。在控制器的作用下，機(jī)械手執(zhí)行將工件從一 條流水線拿到另一條流水線并把工件翻轉(zhuǎn)過來這一簡單的動作. 關(guān)鍵詞：四自由度；機(jī)械手；搬運(yùn)；工業(yè)機(jī)器人 thefourdegrees-of-freedombarmanipulatordesigns abstract:thispaperdesignforenhancesthelaborproductivity,p

陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目自動供料裝置——工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓名王俊杰學(xué)號0954248 院（系）機(jī)電工程系 班級09542 指導(dǎo)老師王周讓 專業(yè)機(jī)電一體化技術(shù) 二〇一一年十一月五日 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘要 隨著工業(yè)自動化的普及和發(fā)展，控制器的需求量逐年增大，在自動供料裝置 中機(jī)械手的應(yīng)用也逐漸普及，主要在汽車，電子，機(jī)械加工、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域 的生產(chǎn)流水線或貨物裝卸調(diào)運(yùn),可以更好地節(jié)約能源和提高運(yùn)輸設(shè)備或產(chǎn)品的 效率，以降低其他搬運(yùn)方式的限制和不足，滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。 本機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要包括由兩個(gè)電磁閥控制的液壓鋼來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的 上升下降運(yùn)動及夾緊工件的動作，兩個(gè)轉(zhuǎn)速不同的電動機(jī)分別通過兩線圈控制電 動機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)小車的快進(jìn)、慢進(jìn)、快退、慢退的運(yùn)動運(yùn)動；其動作轉(zhuǎn) 換

1 （摘要與目錄在最后） 第一章緒論 1.1機(jī)械手的概述 1.1.1機(jī)械手的簡介 機(jī)械手是模仿著人手的部分動作，按照給定程序、軌跡和要求能實(shí)現(xiàn)自動抓取、 搬運(yùn)的自動機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手叫做“工業(yè)機(jī)械手”。在實(shí)際生產(chǎn) 中，應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率，可以減輕勞動強(qiáng)度、保 證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒 氣體和放射性等惡劣的環(huán)境下，它代替人進(jìn)行正常的工作，意義更為重大。隨著生 產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改善和提高，在機(jī)械加工、沖壓、鍛、鑄、焊接、熱 處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 國內(nèi)外對機(jī)器人及機(jī)械手所作的定義不盡相同。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對機(jī)器人的定 義:機(jī)器人是一種能自動定位、可控的可編程的多功能操作機(jī)。這類操作機(jī)具有幾個(gè) 軸在可編程序操作下，能處理各種材料、零件

機(jī)械手是能夠模仿人體上肢的部分功能，可以對其進(jìn)行自動控制使其按照預(yù)定要求輸送制品或操持工具進(jìn)行生產(chǎn)操作的自動化生產(chǎn)設(shè)備。本文主要針對于plc設(shè)計(jì)的機(jī)械手進(jìn)行分析，通過對plc的自動控制方法和工作原理的分析，讓工業(yè)機(jī)械手能夠在設(shè)計(jì)上靈活運(yùn)用plc的特性進(jìn)行設(shè)計(jì)。

摘要 i 摘要 本設(shè)計(jì)為沖床上料機(jī)械手設(shè)計(jì)?；緟?shù)為：升降行程135mm，手臂回轉(zhuǎn)角度 為105°。此機(jī)械手能以34次/分的頻率，傳送重0.5公斤重的硒鋼片。 該機(jī)械手采用氣壓傳動方式驅(qū)動，氣缸最大壓力為0.7mpa，為提高氣缸活塞密 封的可靠性，活塞采用2個(gè)o型環(huán)密封。機(jī)械手的的抓取部分為吸附式，采用2個(gè) 型號為zp16un的真空吸盤，吸盤提升力由真空泵提供。機(jī)械手工作時(shí)，氣缸推動 活塞桿作升降運(yùn)動?；钊麠U的中部裝有一個(gè)深溝球軸承，當(dāng)活塞桿上下運(yùn)動時(shí)，軸 承沿導(dǎo)向筒上的螺旋槽移動。活塞軸與手臂相連，當(dāng)活塞軸作上升運(yùn)動時(shí)，帶動裝 有真空吸盤的吸附式手臂作邊上升邊回轉(zhuǎn)的復(fù)合運(yùn)動，將被沖壓件送到?jīng)_床上；當(dāng) 活塞軸作下降運(yùn)動時(shí)，帶動裝有真空吸盤的吸附式手臂作邊下降邊回轉(zhuǎn)的復(fù)合運(yùn) 動，使機(jī)械手回到初始狀態(tài)，完成一個(gè)上料循環(huán)。 關(guān)鍵詞：沖床機(jī)械手氣壓傳動 a

針對一種新型兩自由度柔性并聯(lián)機(jī)械手,在含有壓電元件的有限元模型基礎(chǔ)上,基于模態(tài)理論和滑模變結(jié)構(gòu)理論,研究其振動主動控制問題。采用有限元法和模態(tài)理論建立系統(tǒng)的動力學(xué)模型。根據(jù)系統(tǒng)的性能要求,采用最優(yōu)化方法確定滑移面,基于lyapunov直接法設(shè)計(jì)滑模控制器?？刂破髂軐ο到y(tǒng)的前幾階模態(tài)實(shí)施控制,實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的振動主動控制。仿真結(jié)果表明,該控制器可有效地抑制柔性構(gòu)件產(chǎn)生的彈性振動,減小并聯(lián)機(jī)械手動平臺的位置誤差,從而驗(yàn)證了該控制器的可行性和有效性。

四自由度搬運(yùn)機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：耿躍峰，夏政偉，gengyue-feng，xiazheng-wei 作者單位：許昌學(xué)院電氣信息工程學(xué)院,河南許昌,461000 刊名：液壓與氣動 英文刊名：chinesehydraulics&pneumatics 年，卷(期)：2012(2) 本文鏈接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/periodical_yyyqd201202015.aspx

采用氣液聯(lián)動、plc控制的方式,高度模擬真人揮動手臂的發(fā)球方式,用液壓缸帶動發(fā)球機(jī)移動變位,用氣壓缸模擬手臂動作,用伺服電機(jī)帶動球拍模擬手腕角度發(fā)出旋轉(zhuǎn)球,同時(shí)用plc控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動,突破了現(xiàn)有摩擦輪發(fā)球和一般直板式發(fā)球模式的局限,可實(shí)現(xiàn)各種旋球的隨機(jī)變向變位發(fā)球,具有高度仿真性。