来进行相应的加工作业测量用手爪是装有测量头或传感器的附加装置，用来进行测量及检验作业。

机械手手爪设计有如下要求机械手手爪是根据机械手作业要求来设计的。

既根据其应用场合设计手爪，在满足作业要求的前提下，机械手手爪还要求体积小重量轻结构紧凑。

机械手手爪的万能性与专用性是矛盾的。

万能手爪在结构上很复杂，甚至很难实现，从工业实际应用出发，应着重开发各种专用的高效率的机械手手爪，加之以快速更换装置，以实现机械手的多种作业功能，而不主张用个万能的手爪去完成多种作业，以考虑设计的经济效益。

机械手手爪的通用性。

通用性是指有限的手爪，可适用于不同的机械手，这就要求末端执行器要有标准的机械接口如法兰，使末端执行器实现标准化。

机械手手爪要便于安装和维修，易于实现计算机控制。

驱动方式般工业机械手手爪，多为双指手爪。

按手指的运动方式，可分为回转型和移动型按夹持方式来分，有外夹式和内撑式两种。

机械手夹持器手爪的驱动方式主要有三种气动驱动方式这种驱动系统是用电磁阀来控制手爪的运动方向，用气流调节阀来调节其运动速度。

由于气动驱动系统价格较低，所以气动夹持器在工业中应用较为普遍。

另外，由于气体的可压缩性，使气动手爪的抓取运动具有定的柔顺性，这点是抓取动作十分需要的。

电动驱动方式电动驱动手爪应用也较为广泛。

这种手爪，般采用直流伺服电机或步进电机，并需要减速器以获得足够大的驱动力和力矩。

电动驱动方式可实现手爪的力与位置控制。

但是，这种驱动方式不能用于有防爆要求的条件下，因为电机有可能产生火花和发热。

液压驱动方式液压驱动方式是利用液压系统进行控制，传动刚度大，可实现连续位置控制。

典型结构机械手手爪的典型结构有以下五种楔块杠杆式手爪利用楔块与杠杆来实现手爪的松开，来实现抓取工件。

滑槽式手爪当活塞向前运动时，滑槽通过销子推动手爪合并，产生夹紧动作和夹紧力，当活塞向后运动时，手爪松开。

这种手爪开合行程较大，适应抓取大小不同的物体。

连杆杠杆式手爪在活塞的推力下，连杆和杠杆使手爪产生大学出版社，李建勇机电体化技术北京科学出版社，王孙安，杜海峰，任华机械电子工程北京科学出版社，张启玲，何玉安在气动控制称量包装装置中的应用液压与气动，赵文数字控制技术在龙门刨床电控系统中的应用电气传动卷徐灏等机械设计手册第卷北京机械工业出版社，毕业设计提纲毕业设计题目工件表面自动精修机的设计毕业设计内容精修机设计论文说明现场调查成本核算精修机工作原理设计方案设计精修机机械部分电器部分气动部分选型设计精修机装配图拆分精修机零件图精修机电气控制部分设计动作程序编写总结摘要通过对机械设计制造及其自动化专业课程的学习，总结大学四年所学的知识，对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，以及实际操作中的应用情况，设计了种圆柱坐标形式的数控机床上下料机械手。

重点针对机械手的手爪手腕手臂腰座等各部分机械结构以及机械手控制系统传动系统驱动系统进行了详细的设计。

同时对其控制系统和液压系统进行了理论分析和设计计算。

基于对机械手的控制系统进行了深入细致的设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计了控制系统的硬件电路，同时编制了机械手的控制程序。

设计达到了预期目标。

关键词机械手液压伺服定位电液系统目录第章前言选题背景设计目的发展现状和趋势第章机械手各部件的设计机械手的总体设计机械手总体结构的类型具体设计方案机械手手爪结构的设计设计要求驱动方式典型结构具体设计方案机械手手腕结构的设计手腕结构的设计要求具体设计方案机械手手臂构的设计手臂结构的设计要求具体设计方案机械手腰座结构的设计腰座结构的设计要求具体设计方案机械手的机械传动机构的设计传动机构设计应注意的问题常用的传动机构形式具体设计方案机械手驱动系统的设计常用驱动系统及其特点具体设计方案机械手手臂的平衡机构设计平衡机构的形式具体设计方案第章理论分析和设计计算电机选型有关参数计算有关参数的计算电机型号的选择液压传动系统设计计算确定液压系统基本方案拟定液压执行元件运动控制回路液压源系统的设计绘制液压系统图确定液压系统的主要参数计算和选择液压元件第章机械手控制系统的设计系统硬件设计操作面板布置工艺过程与控制要求作业流程控制器的选型控制系统原理分析系列化设计柔性仿形喷涂机械手开发，柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴轨迹规划研究，控制系统开发五焊接搬运装配切割等作业的工业机械手产品的标准化通用化模块化系列化研究以及离线示教编程和系统动态仿真。

总的来说，大体是两个方向其是机械手的智能化，多传感器多控制器，先进的控制算法，复杂的机电控制系统其二是与生产加工相联系，性价比高，在满足工作要求的基础上，追求系统的经济简洁可靠，大量采用工业控制器，市场化模块化的元件。

第二章机械手各部件的设计机械手的总体设计机械手总体结构的类型工业机械手的结构形式主要有四种直角坐标结构，圆柱坐标结构，球坐标结构和关节型结构。

各结构形式及其相应的特点，分别介绍直角坐标机械手结构特点直角坐标机械手的空间运动是用三个相互垂直的直线运动来实现的，如图。

由于直线运动易于实现全闭环的位置控制，因此，其运动位置精度高，但此种类型机械手的运动空间相对较小，如要达到较大运动空间，则要求机械手的尺寸足够大。

直角坐标机械手的工作空间为空间长方体，主要用于装配作业及搬运作业。

直角坐标机械手有悬臂式，龙门式，天车式三种结构。

圆柱坐标机械手结构特点圆柱坐标机械手的空间运动是用个回转运动及两个直线运动来实现的，如图。

其工作空间是个圆柱状的空间。

这种机械手构造比较简单，精度相对较高，常用于搬运作业。

球坐标机械手结构特点球坐标机械手的空间运动是由两个回转运动和个直线运动来实现的，如图。

其工作空间是个类球形的空间。

这种机械手结构简单成本较低，但精度不很高，主要应用于搬运作业。

关节型机械手结构特点关节型机械手的空间运动是由三个回转运动实现的，如图。

相对机械手本体尺寸，其工作空间比较大，动作灵活，结构紧凑，占地面积小。

此种机械手在工业中应用十分广泛，如焊接喷漆搬运装配等作业。

关节型机械手又分为水平关节型和垂直关节型两种。

具体采用方案如图所示机械手模拟工作布局图，根据实际操作的需要，该机械手在工作中需要种运动，其中手臂的伸缩和立柱升降为直线运动，另个为手臂的回转运动，因此其自由度数目为，综合考虑，应选择圆柱坐标机械手结构，其结构简单，工作范围相对较大，且有较高的精度，满足设计要求。

机械手手爪结构设计设计要求手爪是用来进行操外部接线设计地址分配系统软件设计控制主程序流程图控制程序设计结论致谢参考文献第章前言选题背景由于工业自动化的全面发展和科学技术的不断提高，对工作效率的提高迫在眉睫。

单纯的手工劳作以满足不了工业自动化的要求，因此，必须利用先进设备生产自动化机械以取代人的劳动，满足工业自动化的需求。

其中机械手是其发展过程中的重要产物之，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度危险重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是举两得。

在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运装卸，特别是在自动化数控机床组合机床上使用更为普遍。

目前，机械手已发展成为柔性制造系统和柔性制造单元中个重要组成部分。

把机床设备和机械手共同构成个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。

但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上技术上考虑都是十分必要的。

因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。

设计目的目前，我国大多数工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，其劳动强度大生产效率低，而且具有定的危险性，已经满足不了生产自动化的发展趋势。

为了提高工作效率，降低成本，并使生产线发展成为柔性制造系统，适应现代机械行业自动化生产的要求，针对具体生产工艺，结合机床的实际结构，利用机械手技术，设计用台上下料机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。

本机械手主要与数控机床组合最终形成生产线，实现加工过程的自动化和无人化。

发展现状和趋势目前，国内外各种机械手和机械手的研究成为科研的热点，其研究的现状和大体趋势机械结构向模块化可重构化发展。

二工业机械手控制系统向基于机的开放型控制器方向发展，便于标准化网络化器件集成度提高，结构小巧，且采用模块化结构大大提高了系统的可靠性易操作性，而且维修方便。

三机械手中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置速度加速度等传感器外，还引进了视觉听觉接触觉传感器，使其向智能化方向发展。

四关节式侧喷式顶喷式龙门式喷涂机械手产品标准化通用化模块化，并准备下降进行上下料工作时，为了确保安全，必须在机床停止工作并发出上下料命令时，才允许机械手下降进行作业。

同时，从工件料架上抓取工件时，也要先判断料架上有无工件可取。

作业流程机械手工作流程如图所示从原点开始，按下启动键，且有上下料命令，则水平液压缸开始前伸并进行伺服定位，前伸到位后，停止前伸下降电磁阀通电，同时手爪柱塞缸电磁阀也通电，机械手下降，同时张开手爪，下降到位后碰到下限行程开关，下降电磁阀断电，下降停止，同时手爪夹紧，抓住工件上升电磁阀通电，机械手开始上升，上升到位后，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止开始输出高速脉冲，驱动机械手逆时针转动，当转过度到位后，停止输出脉冲，机械手停止转动接着下降电磁阀通电，机械手下降，下降到位后，碰到下限行程开关，下降电磁阀断电，下降停止，机械手到达卡盘中心高度机械手开始水平定位后缩，将工件装入机床卡盘当工件装入到位后，卡盘收紧机械手松开手爪，准备离开接着上升电磁阀通电，机