目錄
前言 --------------------------------------
第一章 設計任務書 ------------------------------------
第二章 設計任務分析以及總體方案 -----------------------
(一)機械手設計原則---------------------------
（二）機械手分類 -------------------------------------（三）機械手主要組成------------------------------
（四）機械手結構佈置要求及平穩性與定位精度-----------
第三章 機械部分的設計---------------------
(一)機械手手部----------------------------------
（二）機械手的手腕-------------------------------------
（三）機械手的手臂----------------------------------
第四章 驅動部件設計----------------------------
(一) 液壓驅動部分------------------------------------
（二） 氣壓驅動設計-------------------------------------
(三) 液動機的選擇-------------------------------------
(四)減速齒輪的選擇------------------------
第五章管路佈置及效驗---------------------------
（一） 機械手常用位置檢測元件---------------------------
（二）管路佈置方法 --------------------------------
第六章參考文獻---------------------
第七章設計感言-------------------------------------
前 言
機械手是模仿人的手部動作，按給定程序、軌跡和要求實現自動
抓取、搬運和操作的自動裝置。它特別是在高温、高壓、多粉塵、易燃、易爆、放射性等惡劣環境中，以及笨重、單調、頻繁的操作中代替人作業，因此獲得日益廣泛的應用。機械手一般由執行機構、驅動系統、控制系統及檢測裝置三大部分組成，智能機械手還具有感覺系統和智能系統。本篇介紹的是用於物件裝卸的機械手的設計，屬圓柱座標式機械手。本篇根據設計機械手的一般程序，分八步詳細地的介紹了用於物件裝卸的機械手的設計的過程。
第一章 設計任務書
一.設計內容：
1、機械手機構總體方案設計
2、手架的結構設計
3、液壓、氣壓或電氣系統設計
機械手動作要求是：手架能作任何角度的伸縮和轉動。
各動作由液壓、氣壓驅動，電磁閥控制。
手架承重不小於10kg。
第二章 設計任務分析以及總體方案
機械手是一種模仿人手部分動作,按照預先設定的程序、軌跡或其它要求，實現抓取、搬運工件或者操縱工具的自動化裝置。
一.機械手設計原則
總體設計的任務：包括執行系統、驅動系統、控制系統的設計及參數計算，最後繪出草圖。總體設計後要進行各部件的`強度、剛度、驅動力驗算。
1、運動設計及確定主要要求
手架能作任何角度的伸縮和轉動
2、驅動方式：液壓、氣壓驅動
該機械手是獨立的自動化機械裝置。通用性高，機械手結構比較複雜。手臂可作前後伸縮、上下升降和水平左右擺動三個動作，手臂可以繞Z軸轉動360度
4）按驅動方式分為聯合驅動，電力驅動，液壓驅動。
5）按臂力大小來説是中型機械手。
二、機械手分類
1.按驅動方式分：液壓式、氣動式、機械式
2.按適用範圍分：專用機械手、通用機械手
3.按運動軌跡控制方式分：點位控制、連續軌跡控制
4.按臂部的運動形式分：直角座標式、圓柱座標式、球座座標式、關節式
三.機械手主要組成：
機械手主要是由執行系統，驅動系統，控制系統三大部分組成。
1、執行部分
執行系統是機械手的機械傳動結構部分。它包括手、手腕、手臂和機座等部件。
2、驅動系統
驅動系統是驅動執行系統的動力裝置。驅動系統有液壓驅動，氣壓驅動，電力驅動和機械驅動等方式。
、控制系統
控制系統是支配執行系統按規定程序動作得到電氣控制裝置。控
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制系統所控制的因素包括執行系統各部的動作、動作順序、位置、時間和速度等。
四. 機械手結構佈置要求及平穩性與定位精度
機械手工作中運動速度較高，在結構佈置上應保證運動平穩，這樣可提高機械手使用的可靠性，並可延長使用壽命，在結構上要注意以下幾點：
1） 臂部要防止偏重 通常臂部處於懸臂的工作狀態，在設計臂部、手部結構時要儘量使其總的重心在支撐中心，防止對支撐中心的偏重。偏重將會產生附加的彎矩引起立柱和導向的變形，工作中引起導向裝置不均勻的磨損。在迴轉運動中偏重對迴轉軸附加有動壓力，其方向不斷的變化，特別是高速及速度突然變化時更為明顯，這將引起機械手的振動，嚴重時會造成卡死。防止偏重過大可採取的措施如下：
a.減輕手部重量，並儘量減少偏心載荷。
b.合理分佈臂部上各部件重量和增加平衡重，使臂部平衡。
c.機械手在結構上無法避免偏重，則應加強導向支撐，盡力減輕偏重對運動的影響。
2） 加強臂部剛度 選取臂部結構時要注意各個方向的剛度。提高臂部剛度是減少手部顫動的關鍵，有利於提高定位精度。臂部的剛度決定於臂部的結構和導向形式。
3） 改進緩衝裝置和提高配合精度 機械手緩衝裝置是保證運動平穩和減少振動的主要措施。衝擊有兩種：一種是機械衝擊，它是臂部運動中與定位裝置相撞而產生，用可靠緩衝裝置來消除。另一種是液壓系統動作時產生的衝擊。這種衝擊作用於管路之中，仍會引起機械手振動，要靠改進液壓系統設計來叫解決。
提高部件的配合精度，減少間隙都有利於運動平穩。
在生產中要求機械手工作速度快，運動平穩，定位精度高。應注意其影響因素，設計合理結構，以滿足要求
1.影響平穩性及定位精度的因素
（１）慣性力的影響 機械手速度變突，加（減）速度不連續，會產生巨大慣性衝擊力，致使工件滑移，部件鬆動，零件破裂。定位時，大的減速度使臂部往復振動，直接降低定位精度。因此，應根據機械手的運動特性，選擇適宜的控制系統，使加（減）速度按所需的運動規律變化。同時，在保證剛度前提下減輕機械手運動部件的重量。
（２）結構剛度的影響 零件結構剛性低，配合間隙大以及整機固有頻率低時，受較小慣性衝擊就發生振動，不但降低定位精度，而且降低機械壽命。應選擇合理結構，提高機械手固有頻率以及承受慣性載荷的能力。
（３）定位方法的影響 常用定位方法中電氣開關定位的精度最低，伺服定位較高，機械擋塊定位精度最高。
（４）控制系統的影響 電控系統誤差，閥類泄露，檢測元件失靈，擋塊偏移等都會降低定位精度。
（５）驅動源的影響 液壓、氣壓、電壓和油温波動都會降低平穩性及定位精度，必要時，用蓄能器、穩壓器等穩定壓力和電壓，用加熱器冷卻器控制油温。
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