近十几年来，机器人的开发不仅越来越优化，而且涵盖了许多领域，应用的范畴十分广阔。

工业机工业生产中常用的进行水平垂直位移的机械设备的动作由气缸驱动，气缸又又相应的电磁阀控制，该机械手除外形尺寸比实物小些以外，其结构原理及功能与实际的机械手是完全致的。

科学依据机器人又称机械手，机械人，英文名称，在人类科技发展史上其来有自，早在三国时代，诸葛亮发明的木牛流马即是古代中国人的智能结晶。

随着近代的工业革命，机器产业的不断发展成为近代工业的主要支柱。

机器人的研究从开始就是拟人化的，所以才有机械手机械臂的开发与制作，也是为了以机械来代替人去做人力所无法完成的劳作或探险。

但近十几年来，机器人的开发不仅越来越优化，而且涵盖了许多领域，应用的范畴十分广阔。

工业机器人是典型的机电体化高技术产品。

在许多生产领域，它对于提高生产自动化水平，提高劳动生产率产品质量和经济效益，改善工人劳动条件的作用日见显著。

不少劳动条件恶劣生产要求苛刻的场合，工业机器人代替人力劳动已是必然的趋势。

工业机器人是种机体，动作自由度较多，程序可灵活变更，能任意定位，自动化程度高的自动操作机械。

主要用于加工自动线和柔性制造系统中传递和装卸工件或夹具。

工业重要的是将机械手柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。

研究内容本设计中的四自由度棒料搬运机械手，主要是针对圆形棒料的搬运。

本设计中的机械手有四个自由度，由底座的旋转，手臂的升降，手臂的伸缩，手爪的旋转组成。

本设计中的机械手是种通用型棒料搬运机械手。

通过气爪手指的不同选择可满足不同直径的棒料的搬运。

通过示教再现或程序的直接控制可实现在机械手工作范围内把棒料从指定点搬运到另指定点，并把棒料翻转过来。

通过对机械手的相应控制还可实现对棒料的排列。

拟采取的研究方法技术路线实验方案及可行性分析由设计要求本设计机械手实现的作用自动线上有，两条输送带，之间距离为米，现设计机械手将棒料翻转过来。

确定为四自由度的机械手。

其中个为旋转，两个为平移。

在工业机器人的诸多功能中，抓取和移动是最只要的功能。

这两项功能的实现的技术基础是精巧的机械结构设计和良好的伺服控制驱动。

本次设计就是在这思维下展开的。

根据设计内容和需求确定机械手，利用步进电机驱动和谐波齿轮传动来实现机器人的旋转运动利用另台步进电机驱动滚珠丝杠旋转，从而使与滚珠丝杠螺母副固连在起的手臂实现上下运动考虑到本设计中的机械手工作范围不大，故利用气缸驱动实现手臂的伸缩运动末端夹持器则选用气爪来做夹持器，用小型气缸驱动夹紧。

气爪的旋转则由与气爪连接的摆动气缸实现。

研究计划及预期成果研究计划年月日年月日按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。

年月日年月日填写毕业实习报告。

年月日年月日按照要求修改毕业设计开题报告。

年月日年月日学习并翻译篇与毕业设计相关的英文材料。

年月日年月日程序设计。

年月日年月日设计。

年月日年月日毕业论文撰写和修改工作。

预期成果通过气爪手指的不同选择可满足小于直径的棒料的搬运。

通过示教再现或程序的直接控制可实现在机械手工作范围内把棒料从指定点搬运到另指定点，并把棒料翻转过来。

通过对机械手的相应控制还可实现对棒料的排列。

特色或创新之处采用多自由度，可定程度的模拟人手动作。

可配合些简单的工具并行使用。

已具备的条件和尚需解决的问题机械爪通用性不强，有定的限制。

指导教师意见指导教师签名年月日教研室学科组研究所意见教研室主任签名年月日系意见主管领导签名年月日无锡太湖学院毕业设计论文开题报告题目四自由度棒料搬运机械手设计机电系机械工程及其自动化专业学号学生姓名陈华指导教师冯鲜职称讲师职称年月日课题来源随着世界经济的快速发展和现代科学技术的进步，物流产业作为国民经济中个新兴的服务部门，正在全球范围内迅速发展在国际上，物流产业被认为是国民经济发展的动脉和基础产业，其发展程度成为衡量国现代化程度和综合国力的重要标志之，被喻为促进经济发展的“加速器”物流产业是指铁路公路水路航空等基础设施，以及工业生产商业批发零售和第三方仓储运输及综合物流企业为实现商品的实体位移所形成的产业国民经济各个领域的物流经济实体从横向构成了物流产业这个产业由铁道公路水运空运仓储托运等行业为主体组成，同时还包含了商业物资业供销粮食外贸等行业中的半领域，还涉及到机械电器业中的物流装备生产行业和国民经济所有行业的供应生产销售中的物流活动。

近年来工业自动化的发展机械器件逐渐成为门新兴的学科，并得到了较快的发展。

工业现场的很多重体力劳动必将由机器代替，这方面可以减轻工人的劳动强度，另方面可以大大提高劳动生产率。

例如，目前在我国的许多中小型生产行业中，往往冲压成形这工序还需人工上下料，既费时费力，又影响效率。

为此我们研制了套上下料机械手模拟装置，以此为基础，为进步实用化做好充分准备。

机械手是工业自动控制领域中经常遇到的种控制对象是种模仿人手动作，并按设定程序，轨迹，便于工件装卸，提高生产率。

加工工艺方案论证连杆体加工有两个方案连杆盖体合在起加工连杆盖体分开加工。

为了提高生产效率，粗加工分开，精加工合在起。

夹紧方案论证采用勾形压板，结构紧凑，装卸方便。

精度采用钻模板保证。

夹具体设计要考虑工件的排屑。

刀具的选择应在保证刀具的寿命的前提下，尽可能提高效率。

工艺方案的确定影响工艺方案的主要因素被加工零件的加工精度和加工工序被加工零件的特点零件的生产批量机床的使用条件被加工零件的毛坯情况以及工艺过程分析零件进入本道工序机床前，连杆体的平面均以加工，都达到工序精度要求，无需要再进行最终精加工。

从随机误差，应用概率法相加，因此，保证工件加工精度的条件为即工件总的加工精度应不大于工件的加工尺寸公差，由以上得知，本夹具完全可以保证加工精度。

夹紧方案的确定夹紧方案的选择本课题中连杆体工件较小，从夹紧可能性，夹紧动作的简洁性，和被夹紧机体的刚性考虑选用钩形压板和活塞杆来夹紧，即在连杆体前表面用两个成定角度的钩形压板和后表面的活塞杆来夹紧，还有右端面的活塞杆做辅助夹紧。

夹紧时确保各个零件之间不发生干涉。

夹紧方案的设计夹紧装置的结构由动力装置和夹紧机构两部分组成。

动力装置是产生力的部分，夹紧机构是传递力的部分。

在工件夹紧过程中起力的传递作用的机构称为夹紧机构。

夹紧机构在传递力的过程中，能根据需要改变力的大小，方向和作用点。

夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置，在加工过程中不因受重力，惯性力以及切削力等作用而产生位移，同时防止或减小振动。

它通常是种机构，包括夹紧元件，增力及传动装置以及动力装置等。

夹紧装置的基本要求是在夹紧过程中工件应能保持在既定位置。

在夹紧力的作用下，工件不应离开定位支承。

夹紧力的大小要适当不，可靠，既要使工件在加工过程中不产生移动和振动，又不使工件产生不允许的变形和损伤。

夹紧装置安全，方便，省力。

本课题中对连杆体的夹紧机构如图所示连杆体螺栓孔钻削专机总体及夹具设计图连杆体夹紧机构切削力和夹紧力的计算夹紧力应朝向主要限位面，夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内，夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的方向和部位上，夹紧力作用点应靠近工件的加工表面。

计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成上个刚性系统。

根据工件受切削力，夹紧力大型工件还应考虑工件重力，运动的工件还应考虑惯性力等的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡原理出理论夹紧力。

最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为所需夹紧力的数值。

夹紧力主要考虑的是切削力的反作用力，因此计算夹紧力必须先计算切削力。

切削力的计算切削力错误！未找到引用源。

其中钻头直径进给直径错误！未找到引用源。

抗拉强度夹紧力的计算据文献页错误！未找到引用源。

式中实际所需夹紧力在叠条件下，由静力平衡计算出的理论夹紧力安全系数错误！未找到引用源。

参考工件材料及加工导出均匀性的基本安全系数加工性质刀具钝化程度根据文献表切削特点夹紧的稳定性根据表文献表得错误！未找到引用源。

所以可求出安全系数错误！未找到引用源。

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图夹紧力的分析示意图如图为钻孔加工力的分析示意图，夹紧力，主要是防止切削转矩引起工件的翻转。

由于切削力向下，对工件的定位无大的影响，不考虑其作用。

由静力平衡原理得错误！未找到引用源。

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设则有加上安全系数，每块压板应给工件的夹紧力是夹错误！未找到引用源。

液压缸的选择本课题需要液压夹紧，所以需要选用液压缸，课题中的连杆体工件较小，不需要很大的夹紧力，可以选用缸径的两种油缸，分别是轴向底座固定式和头部法兰式油缸。

根据文献，页公式油缸直径连杆体螺栓孔钻削专机总体及夹具设计所需油缸最大公