组成的。

执行机构的自由度实现形式主要如下腰部的升降如图所示腰部升降液压缸的工作原理如下液压油从缸底盖右下端的油管进入油腔中，给予定的油压使得活塞和活塞杆以定的速度向上运动从而推动机械手的臂部腕部和手部的整体上下运动。

回程过程时由右侧缸盖上方的油管充入定量的液压油使活塞和活塞杆整体下降。

由图可知，此机械手腰部的升降距离就由这个空腔的垂直高度决定。

腰部的回转如图所示腰部回转液压缸的工作原理如下此图中表示的腰部的回转运动是由回转液压缸来实现的。

由图可知，标号为处的液压缸动片由键同回转轴固定在起。

此时当液压油从左油孔进油时就会产生定的油压，由于动片与回转轴是固定的，所以油缸就产生了相对的转动同时也带动整个臂部旋转。

同样的，当油从右油孔进入时油压就会使缸体及臂部向相反的方向转动。

手臂的伸缩如图所示工作时，液压油从左侧缸体下部的油孔进入，回转轴通过螺纹与缓冲套连在起，由于两边缓冲套轴肩的轴向定位以及缸筒的周向约束，活塞和活塞杆就被连在起。

当活塞杆左端受到油压时，活塞杆与活塞就会起向右边伸展运动。

左侧的回油路可以在回程过程中起到维持液压油流速及油压的作用。

回程时油从左侧的油孔进入油腔。

其中的缓冲节流阀可以在往返过程中控制油腔中的油量以维持活塞杆伸缩的速度。

手腕的回转如图所示手腕部回转液压缸的原理与腰部的回转相似。

区别在于这里是缸体固定，动片和回转轴在油压的作用下完成回转动作。

油路的分布也有所不同。

手爪的抓取如图所示手爪的抓取闭合左侧的油管进油产生油压推动活塞渐而推动弹簧压缩使得楔块向右直线运动，类似凸轮机构样让两手爪闭合抓取物料。

在搬运过程中保持定的油压让手爪处的弹簧处于拉伸状态。

当要卸料时就在油孔端减小油量使油压降低让弹簧都缓慢的恢复到初始位置完成下料动作。

执行机构手爪部分也就是机械手直接与件料接触的部分，采用两指式的回转型的手爪，因其结构简单易懂。

手爪的外形采用向内抓取的方式，并截面为梯形的手指使棒料在机肖老师给了我很大的帮助，她指导我该借哪些参考资料以及怎么做。

每次都是通过网络将我做的进度传给谢老师，从开题报告到毕业设计的初稿我都是这样传给肖老师，然后她再根据我做的提出修改意见，尽管这样很麻烦，但肖老师每次都尽心做好，这点让我相当敬佩。

机械手的设计要用到大学里所学的各种知识，所以我不光要感谢肖老师，还要感谢大学四年里我所有的任课老师，当让也要感谢我亲爱的室友，那两个月是我们起艰苦奋战的大学最美好的时光，还在制图方面给予我很大帮助。

是他们让我巩固了机械设计的各种基础知识。

最后，再次感谢谢老师各位任课老师刘强余高峰宋科辉同学和所有对我的毕业设计提供帮助的人，谢谢你们，本科毕业设计题目关节型机械手的机构设计学院工学院姓名学号专业农业机械化及其自动化班级农机指导教师职称副教授年月摘要本说明书所设计的关节型机械手应用圆柱坐标式整体机构，能够实现夹取安放搬运棒形工件等功能。

这个机械手主要由手爪手腕手臂腰部和机座等部分组成，主要的活动功能体现在整个机械手的四个自由度以及手爪的闭合。

其中四个自由度包括腰部的回转，腰部的升降，手臂的伸缩，手腕部的回转。

这个机械手的整体规模般，适用于小巧型工业零件的抓取和搬运，如电子加工业等。

该机械手主要就是靠液压缸的油压变化来实现个自由度和手爪的夹取。

在油路的布置和规划中应用了液压传动的原理以及机械制造的原理，使得油路能够更加的符合机械设计过程中的合理性和可靠性，安全性和经济性。

充分利用好机构的相互配合关系，合理布置零件间的空间结构，使本设计更加的合理完善。

关键字关节型机械手圆柱坐标液压缸四自由度计的基本要求腕部回转力矩的计算手腕回转缸的设计计算臂部手臂伸缩液压缸手臂回转液压缸结论参考文献致谢绪论机械手这几十年在中国已经发展起来成为种高新技术自动化生产设备。

它的特点是可通过编程来控制各种预期的工作任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的灵活性和适应性。

机械手工作的准确性和耐各种环境中完成作业的能力，在社会化大生产中的各个领域有着广阔的应用前途。

研究目的本次毕业设计是关节型机械手的机构设计，在社会生产中关节型机械手的使用已经十分广泛，被大量的应用于重工业轻工业等领域。

实际上这个课题的设计在国内外都已有了相当先进的科学研究成果。

国外对机械手的研究早已在上个世纪九十年代就达到了机电体化的程度，他们现在更多地是在研究如何用人们的思维或人体的简单动作去完成去机械手的控制与操作。

国内这几年在这些领域也有了快速的发展，在各大院校的研究室以及各个科研机构的研究室都积极地开发相关产品。

所以，我此次的设计是在参考阅读了大量相关已有的技术资料，并在符合指导老师肖老师所提出的各类要求下对大学四年所学知识的次应用和升华。

此次的设计过程需应用到大学学到的许多门相关课程如机械设计机械原理液压与气压传动等等。

同时也要求我熟悉的使用操作软件以及机械制图中的相关知识。

这切也算是对我大学画上的最好的个句号，研究意义关节型机械手在当今工业快速发展的中国有着举足轻重的地位。

在许多工业制造机械制造领域工业机械手具有许多人类无法比拟的优点，大大提高了社会生产力满足了社会化大生产的需要，其主要优点如下可以在危险和有害操作代替人。

只要根据工作环境的合理设计，选择合适的材料和结构，机器人可以在个不正常的高温或低温，异常压力和有害气体，粉尘，辐射效应，以及冲压，火灾等危险环境做的工作。

许多类型的事故，如冲压，铸造，热处理，锻造，绘画和电弧焊接等作业的强紫外线照射，并应促进工业机器人或机器人。

能长时间工作，不怕疲劳，人们可以从繁重单调的劳动被释放，并拓展和延伸人类的能力。

经过几个小时的连续工作的人总是感到疲倦或疲劳，只要注意机器人的维护，检修，合格的努力长期单调重复。

动作准确，这样你就可以稳定和提高产品质量，同时避免人为。

目录摘要目录研究目的研究意义机械手的总体设计关节型机械手的组成执行机构驱动机构圆柱坐标式机械手运动简图关节型机械手机械系统设计手部夹紧力的计算夹紧缸驱动力计算腕部腕部回转液压缸的工作压力因为，所以是符合要求的。

臂部手臂部件是机械手的主要支持手腕运动的部分。

它的作用是支承腕部和手部包括工件或工具，并带动它们作空间运动。

臂部运动的目的利用自身的伸缩自由度来搬运物料并支撑物料的拿起与放下。

臂部的自由度主要由伸缩液压缸来实现。

从臂部的受力情况分析，它在工作中既直接承受腕部手部和工件的静动载荷，而且自身运动又较多，故受力复杂。

因此，它的结构工作范围灵活性以及抓重大小和定位精度等直接影响机械手的工作性能。

机械手的总体设计可知该臂部分两部分回转缸伸缩缸回转缸实现的是手臂旋转，伸缩缸实现的是手臂升降，俯仰缸实现的是手臂的俯仰。

手臂伸缩液压缸作水平伸缩直线运动液压缸的驱动力式中摩擦阻力。

手臂运动时，为运动件表面的摩擦阻力。

若是导向装置，则为活塞和缸壁等处的摩擦阻力。

密封装置处的摩擦阻力。

液压缸回油腔低压油液所造成的阻力。

启动或制动时，活塞杆所受平均惯性力。

的计算不同的配置和不同的导向截面形状，其摩擦阻力不同，要根据具体情况进行估算。

图水平移动液压缸受力图图为双导向杆导向，其导向杆截面形状为圆柱面，导向杆对称配置在伸缩缸的两侧，启动时，导向装置的摩擦阻力较大，计算如下由于导向杆对称配置，两导向杆受力均衡，可按个导向杆计算。

得得式中参与运动的零部件所受的总重力含工作重力手臂参与运动的零部件的总重量的重心到导向支承前端的距离导向支承的长度当量摩擦系数，其值与导向支承的截面形状有关。

对于圆柱面摩擦系数，对于静摩擦且无润滑时钢对青铜取钢对铸铁取取，设手爪手爪驱动液压缸及回转液压缸所受重力为，手臂伸缩液压缸所受重力为，则，则的计算不断密封圈其摩擦阻力不同，此处选用形密封圈。

式中摩擦系数，密封处的工作压力密封处的直径沿轴向的密封长度，相当于唇部的宽度。

根据活塞杆的直径选形密封圈型号为，内径为，唇部宽度为，设密封处工作压力为，则的计算般缸体及臂部向相反的方向转动。

手臂回转时，需要克服以下几种阻力回转处的摩擦阻力，般为了简化计算，取启动惯性所需的力矩式中手臂回转部分对轴线的转动惯量工件对回转轴线处的转动惯量手臂回转过程的角速度启动过程所转过的角度结论两个多月的痛并快乐即将步入尾声，我也快要离开这有着四年美好回忆的地方。

回想起设计的过程各色各位，以后定会让我回味无穷的。

虽然时间的紧迫和就业的压力始终徘徊在设计的过程中，但我还是坚持下来了，我相信坚持就是胜利。

本次毕业设计课题内容覆盖面广。

涉及到机械等主干课程，通过认真学习专研查阅大量资料，我就要完成我的毕业设计了。

这次的设计中，我也发现自己在基础课和专业课上存在的缺陷，在萍姐的悉心指导和同组同学的帮助下，我也逐渐地弥补自己的缺陷，努力做到更好。

通过此次毕业设计，我了解和掌握了机械手设计的基本要求步骤方法及应考虑的有关问题，并巩固和深化了大学四年中几乎所有专业知识，为将来的工作打下基础。

在本次设计中，由肖丽萍老师指导。

肖老师工作细致，近人爱笑，在设计中给予我了极大的帮助，指导我完成工作。

萍姐我永远不会忘记。

当然还要感谢我的室友刘强陈明以及余高峰同学，学霸宋科辉同学。

大家起加油毕业吧。

参考文献李允文工业机械手设计北京机械工业出版社，左健民液压与气压传动第四版北京机械工业出版社，濮良贵机械设计第八版北京高等教育出版社，唐增宝机械设计课程设计湖北华中理工大学出版社，付亚子机械手控制系统湖北湖北工业大学，哈尔滨工业大学理论力学教研室理论力学高等教育出版社，密封技术网信息中心常用橡胶密封件的类型和适用条件密封技术网，郑文纬机械原理第七版北京高等教育出版社，何铭新机械制图第六版北京高等教育出版社，致谢经过两个多月紧张的工作，我的毕业设计终于做完了。