『壹』 畢業設計關於兩指機械手設計方案
加分發給你，先給你個頭看看目錄
摘要 1
第一章 機械手設計任務書 1
1.1畢業設計目的 1
1.2本課題的內容和要求 2
第二章 抓取機構設計 4
2.1手部設計計算 4
2.2腕部設計計算 7
2.3臂伸縮機構設計 8
第三章 液壓系統原理設計及草圖 11
3.1手部抓取缸 11
3.2腕部擺動液壓迴路 12
3.3小臂伸縮缸液壓迴路 13
3.4總體系統圖 14
第四章 機身機座的結構設計 15
4.1電機的選擇 16
4.2減速器的選擇 17
4.3螺柱的設計與校核 17
第五章 機械手的定位與平穩性 19
5.1常用的定位方式 19
5.2影響平穩性和定位精度的因素 19
5.3機械手運動的緩沖裝置 20
第六章 機械手的控制 21
第七章 機械手的組成與分類 22
7.1機械手組成 22
7.2機械手分類 24
第八章 機械手Solidworks三維造型 25
8.1上手爪造型 26
8.2螺栓的繪制 30
畢業設計感想 35
參考資料 36
送料機械手設計及Solidworks運動模擬
摘要
本課題是為普通車床配套而設計的上料機械手。工業機械手是工業生產的必然產物，它是一種模仿人體上肢的部分功能，按照預定要求輸送工件或握持工具進行操作的自動化技術設備，對實現工業生產自動化，推動工業生產的進一步發展起著重要作用。因而具有強大的生命力受到人們的廣泛重視和歡迎。實踐證明，工業機械手可以代替人手的繁重勞動，顯著減輕工人的勞動強度，改善勞動條件，提高勞動生產率和自動化水平。工業生產中經常出現的笨重工件的搬運和長期頻繁、單調的操作，採用機械手是有效的。此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染環境條件下進行操作，更顯示其優越性，有著廣闊的發展前途。
本課題通過應用AutoCAD 技術對機械手進行結構設計和液壓傳動原理設計，運用Solidworks技術對上料機械手進行三維實體造型，並進行了運動模擬，使其能將基本的運動更具體的展現在人們面前。它能實行自動上料運動；在安裝工件時，將工件送入卡盤中的夾緊運動等。上料機械手的運動速度是按著滿足生產率的要求來設定。
關鍵字 機械手，AutoCAD，Solidworks 。
第一章 機械手設計任務書
1.1畢業設計目的
畢業設計是學生完成本專業教學計劃的最後一個極為重要的實踐性教學環節，是使學生綜合運用所學過的基本理論、基本知識與基本技能去解決專業范圍內的工程技術問題而進行的一次基本訓練。這對學生即將從事的相關技術工作和未來事業的開拓都具有一定意義。
其主要目的：
培養學生綜合分析和解決本專業的一般工程技術問題的獨立工作能力，拓寬和深化學生的知識。
培養學生樹立正確的設計思想，設計構思和創新思維，掌握工程設計的一般程序規范和方法。
培養學生樹立正確的設計思想和使用技術資料、國家標准等手冊、圖冊工具書進行設計計算，數據處理，編寫技術文件等方面的工作能力。
培養學生進行調查研究，面向實際，面向生產，向工人和技術人員學習的基本工作態度，工作作風和工作方法。
1.2本課題的內容和要求
（一、）原始數據及資料
（1、）原始數據：
生產綱領：100000件（兩班制生產）
自由度（四個自由度）
臂轉動180º
臂上下運動 500mm
臂伸長（收縮）500mm
手部轉動 ±180º
（2、）設計要求：
a、上料機械手結構設計圖、裝配圖、各主要零件圖（一套）
b、液壓原理圖（一張）
c、機械手三維造型
d、動作模擬模擬
e、設計計算說明書（一份）
（3、）技術要求
主要參數的確定：
a、坐標形式：直角坐標系
b、臂的運動行程：伸縮運動500mm，回轉運動180º。
c、運動速度：使生產率滿足生產綱領的要求即可。
d、控制方式：起止設定位置。
e、定位精度：±0.5mm。
f、手指握力：392N
g、驅動方式：液壓驅動。
（二、）料槽形式及分析動作要求
（ 1、）料槽形式
由於工件的形狀屬於小型回轉體，此種形狀的零件通常採用自重輸送的輸料槽,如圖1.1所示，該裝置結構簡單，不需要其它動力源和特殊裝置，所以本課題採用此種輸料槽。
圖1.1機械手安裝簡易圖
（2、）動作要求分析如圖1.2所示
動作一：送 料
動作二：預夾緊
動作三：手臂上升
動作四：手臂旋轉
動作五：小臂伸長
動作六：手腕旋轉
預夾緊
手臂上升
手臂旋轉
小臂伸長
手腕旋轉
手臂轉回
圖1.2 要求分析
第二章 抓取機構設計
2.1手部設計計算
一、對手部設計的要求
1、有適當的夾緊力
手部在工作時，應具有適當的夾緊力，以保證夾持穩定可靠，變形小，且不損壞工件的已加工表面。對於剛性很差的工件夾緊力大小應該設計得可以調節，對於笨重的工件應考慮採用自鎖安全裝置。
2、有足夠的開閉范圍
夾持類手部的手指都有張開和閉合裝置。工作時，一個手指開閉位置以最大變化量稱為開閉范圍。對於回轉型手部手指開閉范圍，可用開閉角和手指夾緊端長度表示。手指開閉范圍的要求與許多因素有關，如工件的形狀和尺寸，手指的形狀和尺寸，一般來說，如工作環境許可，開閉范圍大一些較好，如圖2.1所示。
圖2.1 機械手開閉示例簡圖
3、力求結構簡單，重量輕，體積小
手部處於腕部的最前端，工作時運動狀態多變，其結構，重量和體積直接影響整個機械手的結構，抓重，定位精度，運動速度等性能。因此，在設計手部時，必須力求結構簡單，重量輕，體積小。
4、手指應有一定的強度和剛度
5、其它要求
因此送料，夾緊機械手，根據工件的形狀，採用最常用的外卡式兩指鉗爪，夾緊方式用常閉史彈簧夾緊，松開時，用單作用式液壓缸。此種結構較為簡單，製造方便。
二、拉緊裝置原理
如圖2.2所示【4】：油缸右腔停止進油時，彈簧力夾緊工件，油缸右腔進油時松開工件。
圖2.2 油缸示意圖
1、右腔推力為
FP=（π／4）D²P （2.1）
=（π／4）0.5²2510³
=4908.7N
2、根據鉗爪夾持的方位，查出當量夾緊力計算公式為：
F1=（2b／a）（cosα′）²N′ （2.2）
其中 N′=498N=392N，帶入公式2.2得：
F1=（2b／a）（cosα′）²N′
=(2150/50)（cos30º）²392
=1764N
則實際加緊力為 F1實際=PK1K2/η （2.3）
=17641.51.1/0.85=3424N
經圓整F1=3500N
3、計算手部活塞桿行程長L,即
L=（D/2）tgψ （2.4）
=25×tg30º
=23.1mm
經圓整取l=25mm
4、確定「V」型鉗爪的L、β。
取L/Rcp=3 （2.5）
式中： Rcp=P/4=200/4=50 （2.6）
由公式（2.5）（2.6）得：L=3×Rcp=150
取「V」型鉗口的夾角2α=120º，則偏轉角β按最佳偏轉角來確定，
查表得：
β=22º39′
5、機械運動范圍（速度）【1】
（1）伸縮運動 Vmax=500mm/s
Vmin=50mm/s
（2）上升運動 Vmax=500mm/s
Vmin=40mm/s
（3）下降Vmax=800mm/s
Vmin=80mm/s
（4）回轉Wmax=90º/s
Wmin=30º/s
所以取手部驅動活塞速度V=60mm/s
6、手部右腔流量
Q=sv （2.7）
=60πr²
=60×3.14×25²
=1177.5mm³/s
7、手部工作壓強
P= F1/S （2.8）
=3500/1962.5=1.78Mpa
2.2腕部設計計算
腕部是聯結手部和臂部的部件，腕部運動主要用來改變被夾物體的方位，它動作靈活，轉動慣性小。本課題腕部具有回轉這一個自由度，可採用具有一個活動度的回轉缸驅動的腕部結構。
要求：回轉±90º
角速度W=45º/s
以最大負荷計算：
當工件處於水平位置時，擺動缸的工件扭矩最大，採用估演算法，工件重10kg，長度l=650mm。如圖2.3所示。
1、計算扭矩M1〖4〗
設重力集中於離手指中心200mm處，即扭矩M1為：
M1=F×S （2.9）
=10×9.8×0.2=19.6（N·M）
F
S
F
圖2.3 腕部受力簡圖
2、油缸（伸縮）及其配件的估算扭矩M2〖4〗
F=5kg S=10cm
帶入公式2.9得
M2=F×S=5×9.8×0.1 =4.9（N·M）
3、擺動缸的摩擦力矩M摩〖4〗
F摩=300（N）（估算值）
S=20mm （估算值）
M摩=F摩×S=6（N·M）
4、擺動缸的總摩擦力矩M〖4〗
M=M1+M2+M摩 （2.10）
=30.5（N·M）
5.由公式
T=P×b（ΦA1²-Φmm²）×106/8 （2.11）
其中： b—葉片密度，這里取b=3cm；
ΦA1—擺動缸內徑, 這里取ΦA1=10cm；
Φmm—轉軸直徑, 這里取Φmm=3cm。
所以代入（2.11）公式
P=8T/b（ΦA1²-Φmm²）×106
=8×30.5/0.03×（0.1²-0.03²）×106
=0.89Mpa
又因為
W=8Q/（ΦA1²-Φmm²）b
所以
Q=W（ΦA1²-Φmm²）b/8
=（π/4）（0.1²-0.03²）×0.03/8
=0.27×10-4m³/s
=27ml/s
2.3臂伸縮機構設計
手臂是機械手的主要執行部件。它的作用是支撐腕部和手部，並帶動它們在空間運動。
臂部運動的目的，一般是把手部送達空間運動范圍內的任意點上，從臂部的受力情況看，它在工作中即直接承受著腕部、手部和工件的動、靜載荷，而且自身運動又較多，故受力較復雜。
機械手的精度最終集中在反映在手部的位置精度上。所以在選擇合適的導向裝置和定位方式就顯得尤其重要了。
手臂的伸縮速度為200m/s
行程L=500mm
1、手臂右腔流量，公式（2.7）得：【4】
Q=sv
=200×π×40²
=1004800mm³/s
=0.1/10²m³/s
=1000ml/s
2、手臂右腔工作壓力，公式（2.8） 得：〖4〗
P=F/S （2.12）
式中：F——取工件重和手臂活動部件總重，估算 F=10+20=30kg， F摩=1000N。
所以代入公式（2.12）得：
P=（F+ F摩）/S
=（30×9.8+1000）/π×40²
=0.26Mpa
3、繪制機構工作參數表如圖2.4所示：
圖2.4機構工作參數表
4、由初步計算選液壓泵〖4〗
所需液壓最高壓力
P=1.78Mpa
所需液壓最大流量
Q=1000ml/s
選取CB-D型液壓泵（齒輪泵）
此泵工作壓力為10Mpa，轉速為1800r/min，工作流量Q在32—70ml/r之間，可以滿足需要。
5、驗算腕部擺動缸：
T=PD（ΦA1²-Φmm²）ηm×106/8 （2.13）
W=8θηv/（ΦA1²-Φmm²）b （2.14）
式中：Ηm—機械效率取： 0.85～0.9
Ηv—容積效率取： 0.7～0.95
所以代入公式（2.13）得：
T=0.89×0.03×（0.1²-0.03²）×0.85×106/8
=25.8（N·M）
T<M=30.5（N·M）
代入公式（2.14）得：
W=（8×27×10-6）×0.85/（0.1²-0.03²）×0.03
=0.673rad/s
W<π/4≈0.785rad/s
因此，取腕部回轉油缸工作壓力 P=1Mpa
流量 Q=35ml/s
圓整其他缸的數值：
手部抓取缸工作壓力PⅠ=2Mpa
流量QⅠ=120ml/s
小臂伸縮缸工作壓力PⅠ=0.25Mpa
流量QⅠ=1000ml/s
第三章 液壓系統原理設計及草圖
3.1手部抓取缸
圖 3.1手部抓取缸液壓原理圖〖7〗
1、手部抓取缸液壓原理圖如圖3.1所示
2、泵的供油壓力P取10Mpa，流量Q取系統所需最大流量即Q=1300ml/s。
因此，需裝圖3.1中所示的調速閥，流量定為7.2L/min，工作壓力P=2Mpa。
採用：
YF-B10B溢流閥
2FRM5-20/102調速閥
23E1-10B二位三通閥
『貳』 機械臂的設計要求有哪些
『叄』 機械手臂的組成部分
一、機械手臂的作用和組成
1、作用
手臂一般有3個運動：
伸縮、旋轉和升降。實現旋轉、升降運動是由橫臂和產柱去完成。手臂的基本作用是將手爪移動到所需位置和承受爪抓取工件的最大重量，以及手臂本身的重量等。
2、組成
手臂由以下幾部分組成：
（1）運動元件。如油缸、氣缸、齒條、凸輪等是驅動手臂運動的部件。
（2）導向裝置。是保證手臂的正確方面及承受由於工件的重量所產生的彎曲和扭轉的力矩。
（3）手臂。起著連接和承受外力的作用。手臂上的零部件，如油缸、導向桿、控製件等都安裝在手臂上。
此外，根據機械手運動和工作的要求，如管路、冷卻裝置、行程定位裝置和自動檢測裝置等，一般也都裝在手臂上。所以手臂的結構、工作范圍、承載能力和動作精度都直接影響機械手的工作性能。
二、設計機械手臂的要求
1、手臂應承載能力大、剛性好、自重輕
手臂的剛性直接影響到手臂抓取工件時動作的平穩性、運動的速度和定位精度。如剛性差則會引起手臂在垂直平面內的彎曲變形和水平面內側向扭轉變形，手臂就要產生振動，或動作時工件卡死無法工作。為此，手臂一般都採用剛性較好的導向桿來加大手臂的剛度，各支承、連接件的剛性也要有一定的要求，以保證能承受所需要的驅動力。
2、手臂的運動速度要適當，慣性要小
機械手的運動速度一般是根據產品的生產節拍要求來決定的，但不宜盲目追求高速度。
手臂由靜止狀態達到正常的運動速度為啟動，由常速減到停止不動為制動，速度的變化過程為速度特性曲線。
手臂自重輕，其啟動和停止的平穩性就好。
3、手臂動作要靈活
手臂的結構要緊湊小巧，才能做手臂運動輕快、靈活。在運動臂上加裝滾動軸承或採用滾珠導軌也能使手臂運動輕快、平穩。此外，對了懸臂式的機械手，還要考慮零件在手臂上布置，就是要計算手臂移動零件時的重量對回轉、升降、支撐中心的偏重力矩。偏重力矩對手臂運動很不利，偏重力矩過大，會引起手臂的振動，在升降時還會發生一種沉頭現象，還會影響運動的靈活性，嚴重時手臂與立柱會卡死。所以在設計手臂時要盡量使手臂重心通過回轉中心，或離回轉中心要盡量接近，以減少偏力矩。對於雙臂同時操作的機械手，則應使兩臂的布置盡量對稱於中心，以達到平衡。
4、位置精度高
機械手要獲得較高的位置精度，除採用先進的控制方法外，在結構上還注意以下幾個問題：
（1）機械手的剛度、偏重力矩、慣性力及緩沖效果都直接影響手臂的位置精
度。
（2）加設定位裝置和行程檢測機構。
（3）合理選擇機械手的坐標形式。直角坐標式機械手的位置精度較高，其結構和運動都比較簡單、誤差也小。而回轉運動產生的誤差是放大時的尺寸誤差，當轉角位置一定時，手臂伸出越長，其誤差越大；關節式機械手因其結構復雜，手端的定位由各部關節相互轉角來確定，其誤差是積累誤差，因而精度較差，其位置精度也更難保證。
5、通用性強，能適應多種作業；工藝性好，便於維修調整
以上這幾項要求，有時往往相互矛盾，剛性好、載重大，結構往往粗大、導向桿也多，增加手臂自重；轉動慣量增加，沖擊力就大，位置精度就低。因此，在設計手臂時，須根據機械手抓取重量、自由度數、工作范圍、運動速度及機械手的整體布局和工作條件等各種因素綜合考慮，以達到動作準確、可靠、靈活、結構緊湊、剛度大、自重小，從而保證一定的位置精度和適應快速動作。此外，對於熱加工的機械手，還要考慮熱輻射，手臂要較長，以遠離熱源，並須裝有冷卻裝置。對於粉塵作業的機械手還要添裝防塵設施。
三、手臂的結構
手臂的伸縮和升降運動一般採用直線油（氣）缸驅動，或由電機通過絲桿、螺母來實現。
手臂的回轉運動在轉角小於360°的情況下，通常採用擺動油（氣）缸；轉角大於360°的情況下，採用直線油缸通赤齒條、齒輪或鏈條、鏈輪來實現。
（1）手臂直線運動。
（2）手臂的擺動。
（3）手臂的俯仰運動。
『肆』 機械手用皮帶傳動好還是齒條好
綜合來說：
1.皮帶可拆卸性好，更換方便。磨損後方便更換，齒輪可能需回要拆開大部分構件答。
2皮帶啟動迅速，齒輪有一定的延遲時間。
3皮帶故障率小
4齒輪傳動比較容易做成模塊化的架構，可以縮小機械體積，便於模塊化的裝卸,檢修等，這提高了效率，但也增加了設計的難度和維修的技術難度。
到底採用哪一種要看實際情況了。你還是多查些專業工具書吧。
『伍』 機械專業簡單的畢業設計有哪些題目
簡單的畢業設計有：
1、可伸縮帶式輸送機結構設計。
2、AWC機架現場擴孔機設計 。
3、ZQ-100型鑽桿動力鉗背鉗設計 。
4、帶式輸送機摩擦輪調偏裝置設計。
5、封閉母線自然冷卻的溫度場分析 。