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按机械手的应用领域分为三大类产业用机械手按照服务产业种类的不同，产业用机械手可分为工业机械手农业机械手和医疗机械手等。

而本设计主要研究对象是工业机械手，工业机械手按照用途分搬运机械手焊接机械手装配机械手检测机械手等。

极限作业机械手此类机械手是指应用于人们难以进入动作少工作对象单从种意义上说它也是机器的进化过程产物，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。

而在传统的人工取物的过程中，因为长时间单操作易产生疲劳及消极情绪，而且人无法长时间工作，但这些问题工业机械手却可以解决。

本设计中，连接块与手臂采用螺纹连接，并且螺纹杆与连接块开来，不仅解决了抓取物体时的前进精度问题，同时保证了手臂的回转动作。

机械手的分类工业机械手的种类繁多，在国内暂无明确系统分类，般情况下可以通过下面三种方式进行区分。

面可分为两类专用机械手是附属于主机的具有固定程序而无控制系统的机械装置。

专用机械手具有工业机械手的种类繁多，在国内暂无明确系统分类，般情况下可以通过下面三种方式进行区分。

杆与连接块开来，不仅解决了抓取物体时的前进精度问题，同时保证了手臂的回转动作。

机械手的分类部分内容简介从种意义上说它也是机器的进化过程产物，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。

而在传统的人工取物的过程中，因为长时间单操作易产生疲劳及消极情绪，而且人无法长时间工作，但这些问题工业机械手却可以解决。

本设计中，连接块与手臂采用螺纹连接，并且螺纹杆与连接块开来，不仅解决了抓取物体时的前进精度问题，同时保证了手臂的回转动作。

机械手的分类工业机械手的种类繁多，在国内暂无明确系统分类，般情况下可以通过下面三种方式进行区分。

从用途上面可分为两类专用机械手是附属于主机的具有固定程序而无控制系统的机械装置。

专用机械手具有动作少工作对象单结构简单使用可靠和造价低等特点，适用于大批量的自动化生产的自动换刀机械手，如自动机床自动线的上下料机械手。

通用机械手它是种具有控制系统的程序可变的动作灵活多样的机械手。

通用机械手按其控制定位的方式不同可分为简易型和伺服型两种简易型以开关式控制定位可以实现连续轨控制，伺服型通用机械手属于数控类型。

按驱动方式可分为四类液压传动机械手液压驱动系统运动平稳，且负载能力强，对于重载的搬运和零件加工机械人，采用液压驱动比较合理。

但液压驱动存在管道复杂，清洁困难的缺点，因此，它在装配作业中的应用受到限制。

二〇四年四月二十四日星期四气压传动机械手气压驱动机械手结构简单动作迅速价格低廉，但由于空气具有可压缩性，其工作速度稳定性较差，但是也由于空气的可压缩性，可使得手爪末端操作器在抓取物体或将其卡紧时的顺应性提高，防止了受力过大而造成被抓物体或手爪本身的损坏。

气压系统的压力般为，因此抓取力小。

机械传动机械手即由机械传动机构如凸轮连杆齿轮和齿条间歇机构等驱动的机械手。

电力传动机械手电气驱动系统是工业机械手中应用的最普遍的，般可分为步进电动机直流伺服电动机交流伺服电动机三种。

早期般采用步进电动机驱动，后来发展成直流伺服电动机，而现在交流伺服电动机也开始广泛应用。

按机械手的应用领域分为三大类产业用机械手按照服务产业种类的不同，产业用机械手可分为工业机械手农业机械手和医疗机械手等。

而本设计主要研究对象是工业机械手，工业机械手按照用途分搬运机械手焊接机械手装配机械手检测机械手等。

极限作业机械手此类机械手是指应用于人们难以进入的极限环境，如果核发电站宇宙空间海底等特殊环境中工作，完成作业任务的机械手。

服务性机械手是指用于非制造业并服务于人类的各种先进机械手，如医疗公司，餐饮行业等。

机械手的组成机械手的组成包括控制系统，驱动系统，执行机构，感知系统，如图所示图机械手组成框图执行机构手部手腕手臂转台和底座手既是末端操作器，般可分为夹持式和吸附式。

夹持式般是指有手爪和传力机构，手爪则与物体直接接触，传力机构通过手爪施加夹紧力来完成夹紧工件的任务，而吸附式通过手指将物件夹正，然后通过手心吸盘将物件吸附。

手腕是连接手部与手臂的机构，可以通过手腕调整手部方位，更方便抓取物品。

控制系统感知系统执行机构驱动系统二〇四年四月二十四日星期四手臂起着连接与承受外力的作用，般可以进行三个动作旋转，伸缩，升降。

通常由驱动部件如油缸气缸齿轮连杆机构与驱动源配置如液压缸气压缸伺服电机等组成。

转台和底座两者在机械手中通常起支撑作用，手臂的旋转，升降与底座有很大的关系，底座则主要是支撑作用。

驱动系统驱动系统主要是指驱动机械系统工作的驱动装置。

根据驱动源的不同，驱动系统可分为电气液压气动机械传动四大驱动系统，现在已经出现将四种结合起来应用的综合系统，该部分相当于人的肌肉组织。

控制系统控制系统般分为单片机或者两种控制方式，单片机具有结构简单实用方便数据采集能力强，工业控制用途很广泛，但是其抗干扰能力差，而般是专门用于工程现场的控制，抗干扰能力强，般工业机械手都是采用作为控制系统。

机械手的控制系统般相当于人的大脑。

感知系统感知系统由内部传感器和外部传感器组成，其作用是获取机械手内部和外部环境信息，并把这些信息反馈给控制系统。

其中，内部状态传感器用于检测各关节的位置速度等变量，外部传感器则用于检测机械手与周围环境之间的状态变量如距离接近程度和接触情况。

该部分相当于人的五官。

机械手的技术参数参数表是机械手制造时所提供的技术数据。

技术参数反映了机械手可胜任的任务具有的最高操作性能等情况，是选择设计引用机械手必须考虑的数据。

机械手的参数般有自由度精度重复定位精度工作范围承载能力等。

通常的机械手在运动和抓取过程中容易产生较大的精度误差，而本设计中对于机械手的手臂设计采用与连接块螺纹连接产生推动动力的结构，可以将精度偏差有些控制在，螺纹连接产生的无法旋转的问题也可以将螺纹柱与连接块分开来解决。

本文的三自由度机械手技术参数如表所示表机械手的参数表机械手基本参数机械结构垂直多关节型自由度数定位精度本体质量安装方式地面安装抓取物体最大质量最大作业范围轴转台回转轴手臂前进二〇四年臂及连接转台的作用，对其俯仰精度要求不高，而对其强度要求高，即对抗变形能力要求高。

机身受力位于机身与手臂相连的顶部，但是因为机身机构可以看成对称型，其质心位置位于几何图形的几何中心，根据静力学原理可求出手臂的质心位置位于图的段上。

对设定的机械机身进行受力简化分析如图图机械手机身受力图由前文分析得出因为机身机构可以看成对称型，其质心位置位于几何图形的几何中心。

当负载总质量为时，机身的受力及力的分解分析如图所以此时机械手后臂的最大危险截面为中间段，材料的许用切应力为二〇四年四月二十四日星期四计算此时上端至段的扭矩按照强度设计轴的直径由公式将设定数值带入公式得出。

设定后臂危险截面长为，宽为故符合要求。

机械手转台设计要求及尺寸计算转台在机械手有个回转的自由度，但是因为要支撑整个机身以上的零件总质量，因为其要在很大的重量压力下完成整个回转动作，而且其受力较为复杂，般通过电机带动回转，但是过程中容易产生摩擦，因此要对转台与机身相连的接触面进行抛光处理。

机械手的转台设计要求要求转台转角度为二具有定的强度，即转台在受力时抵抗弹性变形的能力。

三保证行走时能客服对摩擦的。

四结构紧凑，强度大，选择材料为钢。

设计转台时，因为转台支撑整个机身和手臂，受力最复杂，其主要受力分析简化图如图图转台的受力图转台回转运动力矩的计算二〇四年四月二十四日星期四回转运动的驱动力矩只包括两项回转部件的摩擦总力矩和机身运动部件与其支撑的手臂手腕手部及抓取零件的总惯性力矩，驱动力矩可按照下式计算式中为总摩擦力矩为回转运运动部件的总惯性力矩且式中运动过程中的角速度增量为运动过程总时间为全部回转零件对转台的转动惯量。

设定运动总时间为则因为，符合要求。

二〇四年四月二十四日星期四第三章机械手的零件图纸及装配图机械手腕零件图手腕在夹取物体过程中，因为与其连接的手指经常直接接触物体，导致其易损坏，因此在顶部设计三个螺纹孔，使其与手指通过螺纹连接，这样当手指有损坏，不需要将手腕卸下来，直接换机械手指即可，而手腕与手臂的接触面要采用刨光可以减少摩擦。

手腕图纸如图所示图机械手手腕图纸机械手臂零件图手臂的设计结构设计必须根据机械手的运动形式抓取动作自由度运动精度等因素来确定，其受力分析在上章节中已经详细描述，而手臂在运动过程中相当于个悬臂梁，如果材料刚度较差会引起弯曲变形以及侧向扭转变形，故般选用接近圆柱的整体形状增加其抗扭度，精度方面本设计中采用螺纹孔与连接杆项链，这样可以有效的避免精度误差，采用镁铝这类高强度刚度的材料也可以减少手臂运动过程中的受力变形。

而为了防止螺纹臂柱出现变形断裂，本设计中与连接块连接部分添加个外套。

机械手手臂图纸如图所示二〇四年四月二十四日星期四图机械手手臂图纸机械手机身与连接部分零件图机械手机身零件图本设计中机械手机身主要作用是起到支撑其他部件，当驱动连接杆带动连接块运动，从而使机械手产生俯仰，其受力计算同样在上章节中叙述，本章节将绘制出对机身的具体图纸。

机械手机身图纸如图图机身零件图二〇四年四月二十四日星期四机械手连杆零件图连杆，起着连动机械手的作用，连接块与机身连杆相连，动过驱动连接块的下端，驱动连连杆，进而对整个机械手进行驱动，而其中连杆如图所示图连杆图纸机械手连接块零件图连接块与机身连杆手臂相连接，起着连动与驱动手臂的作用，通过凸杆上面的螺纹连接进行前进动作，保证了抓取零件时的精准度，而螺纹杆与连接块可分开也可以保证手臂的旋转动作。

连接块