摘 要

为了满足现代工业自动化生产要求，在近几十年来发展起了机械手这一机电一体化生产工具。其通过编程控制完成各种工作内容，可以实现人手的部分功能且更为精确高效，可在各种恶劣环境下作业，且不怕疲劳，不惧危险，抓举重量远大于人手。是现代工业自动化不可缺少的一部分，各部门已开始大力发展机械手，其具有广阔的应用前景。

针对本课题进行调研和分析。深入细致的分析各种工业机械手的动作要求和其运动特点，针对本课题的减速箱箱体的外形结构，设计出专用的机械手爪。最后分析比较各种传动和驱动方案，确定整体设计方案。

其次，对方案进行评估，用三维软件建模和仿真，验证其机构尺寸的合理性，检查各部分是否干涉，且通过仿真，看装置能否实现预期功能。同时验算其相关参数，随后对整体参数进行验算，校核关键零件受力情况，看是否满足设计要求。最后设计出系统的液压系统图和电路控制图。

虽然本文基本实现了研究目标，但离装置的实用化还差很大一段距离。所以在总结中提出了本课题接下来需要做的工作，这些设计任务将会在下一阶段的优化设计中得以实现。

关键词： 生产线 液动机械手 自动化

Abstract

In order to meet the production requirements of modern industrial automation, in recent decades the development of the robot from the mechanical and electrical integration of production. Its complete programming control through a variety of job content, staff can achieve some of the features and more accurate and efficient, can work in a variety of harsh environments, and the fear of fatigue, fear of danger, snatch weight is much greater than manpower. Modern industrial automation is an indispensable part of various departments have begun to develop the robot, which has a broad application prospects.

Conduct research and analysis of the subject. In-depth analysis of various industrial robot action claims and their movement characteristics for this project gearbox box shape structure, design a special mechanical gripper. Finally, analysis and comparison of various transmission and drive program to determine the overall design.

Secondly, the evaluation of the program, three-dimensional modeling and simulation software to verify the reasonableness of its institutional dimensions, check whether the various parts of the interference, and the simulation to see whether the means to achieve the desired functionality. While checking its parameters, then the overall parameters of checking, checking the forces of key parts, to see whether to meet the design requirements. Final design of the hydraulic system and circuit diagram of the control system of FIG.

Although this article the basic realization of research objectives, but from the practical means short of a great distance. So this paper proposes the following needs to be done in summary, these tasks will be achieved in the next phase of design optimization.

Key words: production line hydraulic manipulator automation

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外机械手研究综述 1

1.3本课题研究内容 3

第2章 机械手总体方案设计 4

2.1工作流程 4

2.2影响平稳性和定位精度的因素 4

2.3总体方案设计 5

2.3.1夹持器结构方案分析比较 6

2.3.2传动系统的分析比较 7

2.3.3机械手驱动方案比较 7

第3章 机械手结构设计 9

3.1整体结构设计 9

3.1.1 机械手规格参数表 9

3.1.2机械手功能及结构说明 10

3.2机械手爪的设计 10

3.2.1机械手爪的设计要求 10

3.2.2机械手爪的设计方案 10

3.2.3手爪的设计参数 12

3.3小臂的设计 12

3.3.1小臂设计要求 12

3.3.2小臂设计方案 13

3.4大臂回转机构设计 13

3.4.1大臂设计要求 13

3.4.2大臂设计方案 14

第4章 选型及参数设计 15

4.1手指伸缩油缸选型 15

4.1.1驱动力的计算 15

4.1.2夹紧液压力的计算 16

4.2小臂驱动液压缸的参数设计 16

4.2.1系统压力的计算 17

4.3液压马达选型 17

4.3.1回转力学参数计算 17

4.3.2液压马达选型 18

第5章 液压和电气系统设计 20

5.1组成部分 20

5.2液压系统 20

5.2.1液压系统结构 20

5.2.2液压系统说明 21

5.2.3机械手液压系统结构特点 22

5.3电气系统结构 22

5.3.1电气系统组成部分 22

5.3.2电气系统说明 23

第6章 小结 24

参考文献 25

致谢 26

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

为了满足现代工业自动化生产要求，在近几十年来发展起了机械手这一机电一体化生产工具。其发展迅猛，且越来越被运用于自动生产线，具有极大的工作潜能。目前其研制和开发已经成为高技术领域的一门重要课题。机电一体化的研究促进机械手的发展，使得机械手能更好的服务于现代工业。机械手目前的发展研究还不足以使其达到人手的灵活，但其可以不间断的工作和劳动，且行动精确，不知疲劳。尤其在于其可抓取重物力量远大于人手，且精确高效。因此，各国已开始大力发展机械手，且运用越来越广泛。

现代工业生产的发展迅猛，自动化程度也日益提高。实现各种工件的加工装卸的自动化已越来越引起人们的重视。为此，机械手随之发展起来，其可通过结构设计模仿人手的部分动作，对其设置各种程序，完成对机械手运行轨迹的控制。在工业生产中，其完成生产工件的自动抓取，转运，加工，装配等功能，被称为“工业机械手”。其中通过应用机械手，以其较高的自动化水平可以有效的降低工人的劳动强度，且可提高工作效率，提高生产效益。尤其在一些恶劣的工作环境如高温高压、易爆、有毒气体、粉尘、放射性物质中，它可替代人进行工作。因此其应用越来越广泛，已经成为现代工业生产不可缺少的部分。最初研制的机械手结构简单，通用性差，仅能完成指定功能，且常作为机床附属机构。但随着技术的不断提高，已经设计制造出了能实现较多功能的机械手，通过程序控制，其适应性越来越强，这种机械手被称为通用机械手。由于其适应性强的特点，被广泛的应用于生产实践中，且取得较好效果，有比较大的开发和应用前景。