论文总字数：14225字

摘 要

气动技术有着物美价廉、低碳绿色环保等优点，同时机械手可以模仿人的动作，集合了可编程性，定位准确，高效率性，结构紧等优点，将两者合二为一，机械手的动作将以气缸驱动，形成气动机械手爪，广泛应用于建筑、汽车、军工、精密仪器制造业等重要行业。

本文以水泥管承口模转接SKR机器人（HGJY1203-CT-08）三爪夹紧机构为主要研究对象，确定了三爪夹紧机械手的坐标形式与自由度，工作过程及工步时间分配，阐述了模块化设计的理念。

对三爪夹紧机构的执行机构，如手部、手臂、气缸等进行了设计、选型和计算。

建立承口模转接SKR机器人机械手爪的三维模型，运用SolidWorks三维软件对其进行建模和绘制工程图。

关键词:三爪夹紧机构；气动技术;机械手;SolidWorks三维建模；承口模

Abstract

Pneumatic technology brings together the advantages of low cost, energyconservation, environmental protection, mechanical imitation of actionset theprogrammability, accurate, efficient and willfulness, the advantages of compactstructure, the combination of effective application in auto manufacturing, militaryindustry, precision instrument manufacturing industry in areas such as widely used.
This paper takes the three-claw clamping mechanism of the bell and spigot of cement pipe transfer SKR robot (HGJY1203-CT-08) as the main research object, determines the coordinate form and degree of freedom of the three-claw clamping manipulator, the working process and the working step time allocation, and expounds the concept of modular design.

The executing agency of the three-claw clamping mechanism, such as hand, arm, cylinder, etc. are designed, selected and calculated.

Build the three-dimensional model of socket mode transfer SKR robot with the SolidWorks software.

Keywords: three-claw clamping mechanism; pneumatic technology; manipulator; SolidWorks 3D modeling; the bell and spigot of cement pipe

目录

第一章 引言 1

1.1 工业机械手的国内外发展状况 1

1.2 工业机械手的概述 1

1.2.1 工业机械手的工作原理和分类 1

1.2.2工业机械手的结构组成 2

1.3气动机械手的发展状况 2

1.4课题研究背景及意义 3

1.5 研究内容和拟解决问题 3

1.6小结 3

第二章 机械手的总体设计方案 4

2.1机械手的坐标形式与自由度 4

2.2 气动机械手工作过程及工步时间分配 6

2.2.1 完成的动作及顺序 6

2.2.2 工步时间分配 8

2.3 模块化设计 8

2.3.1 模块化设计概念 8

2.4 小结 9

第三章 机械系统设计 10

3.1执行机构设计 10

3.1.1手部机构设计 10

3.1.2手臂的结构设计 12

3.1.3 气缸的设计与计算 12

第四章 各部件装配体的三维模型 21

第五章 总结和展望 22

5.1 总结 24

5.2 展望 24

致谢 25

参考文献 26

第一章 引言

1.1 工业机械手的国内外发展状况

早在上个世纪中期，就有人开始研究机械手，伴随着着计算机技术以惊人的速度发展，朝着高速、高容、低价方向发展。此外，人们对于高效高产的追求，自动化技术也开始冒头。另外，随着居里夫人等科学家发现了放射性物质以及放射性物质在工业生产中的投入使用，许多一线工人深受其害，因此，科学家门寻找一种新的技术，可以使人们不用直接接触有害的放射性物质，也就是机械代劳。在这样的社会背景下，美国的科学家们发明了遥控机械手，之后又诞生了机械式主从机械手。

可以说美国是机械手领域的鼻祖。我国对于工业机器人的研究起步稍晚于西方国家，从上个世纪七十年代开始，国内就开始有人进行机器人的研发，随着后面国家的发展和科研实力的增强，出台了各项计划，如“七五机器人攻关计划”、“863”高科技计划等等。各大高校以及研究所都开始了机械手这方面的研究，相应取得的成就也硕果累累，使我们在世界机器人和机械手领域中占领了一席之地。

自2000千禧年起，特别是最近的几年，我国对于机械手的研究已经有了质的突破，不仅仅知识研发，更多的是与实际应用相结合起来，在应用方面更多的是专用机械手，通用机械手则为各个工程师们所争相研发，机械手正慢慢朝着典型化，通用化发展，使机械手也能够像通用机械那样，不仅方便更换，还容易设计制造。

1.2 机械手的概述

1.2.1 机械手的工作原理及分类

1.原理

先给机械手设定相应的程序，然后沿着规定的轨迹进行搬运和握持的自动化装置。

2.分类

机械手有各种各样不同的品种，若根据使用范围来分类，可以有:专用机械手、通用机械手。

按驱动方式可分为:液压驱动机械手、气压驱动机械手、电机驱动械手和机械式机械手。液压机械手的优点是传动稳定，输出大。在运用伺服系统的条件下，可持续对其进行控制，但需要有高的密封性。

气压机械手的优点是气源方便，输出小，传动速度快，结构简单，成本低。但相对与液压驱动来说，它的工作不够平稳，冲击载荷大，所以，在同样抓重条件下，它的机械结构与比液压机械手要大。

电动机械手，顾名思义，就是由电动机驱动的，可以是直流电机、步进电机和感应电机，它的优点之一就是节省了能量的损耗，工人后期维修方便。

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