摘要工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備，也是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支他的特點(diǎn)是可以通過編程來完成各種預(yù)期的機(jī)械加工作業(yè),在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn),尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性機(jī)械手有著加工的準(zhǔn)確性和在惡劣環(huán)境中完成作業(yè)的能力,因此機(jī)械手在國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間本次碼垛機(jī)器人手臂及抓取部分的設(shè)計(jì)，是根據(jù)給定的要求，綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)，完成搬運(yùn)機(jī)械手的理論方案的設(shè)計(jì)，并繪制必要的零部件圖，其中包括機(jī)器裝置的原理方案構(gòu)思和擬定；原理方案的實(shí)現(xiàn)、傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)；solidworks三維建模設(shè)計(jì)，對(duì)其力學(xué)分析與結(jié)構(gòu)分析關(guān)鍵詞：機(jī)械手 直角坐標(biāo) 碼垛 solidworksABSTRACTIndustrial manipulator is developed in recent decades as a high-tech automated production equipment, it is also an important branch of industrial robots. They are the characteristics that can be programmed to accomplish various desired machining operations, both in structure and performance advantages of their own people and machines, especially embodied in the person's intelligence and adaptability. Manipulator has a processing accuracy and operation in harsh environments the ability to complete, so the field of mechanical hand in the national economy has a broad development space.The project of arm and capture part of the palletizing robot is according to the requirements of a given, composite use the basictheory . basic knowledge and correability and train of thought of arm, according to regulation actions ordlated machinery project subject knowledge, complete the design of rectangular coordinates of palletizing robot arm and capture part, and protract necessary spare part drawing ,consist of principle scheme design and draw up; realize of principle scheme、 project of pass on a message scheme; analyze and realize of hinge skill、 project gap of main structure; project account explain.Key Words: manipulator；Cartesian coordinates；Palletizing solidworks 目錄第一章 緒論 51.1工業(yè)機(jī)器人簡(jiǎn)介 51.2世界機(jī)器人的發(fā)展 61.3我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展 81.4 工業(yè)機(jī)械手在生產(chǎn)中的應(yīng)用 91.5 本課題的研究意義： 101.6本課題的內(nèi)容 11第二章 系統(tǒng)方案及功能原理設(shè)計(jì) 122.1 設(shè)計(jì)任務(wù)分析 122.1.1 產(chǎn)品功能分析 122.1.2 碼垛機(jī)的技術(shù)要求 122.1.3 運(yùn)動(dòng)要求分析 132.2機(jī)械手的夾持裝置的選擇 132.3 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 132.4 機(jī)械手參數(shù)列表 132.5 機(jī)械手的總功能 142.6 機(jī)械手的功能分析 142.6.1 動(dòng)力裝置選擇 162.6.2 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 162.7 傳動(dòng)系統(tǒng)方案及評(píng)價(jià) 162.8 本章小結(jié) 18第三章 機(jī)械手手部的設(shè)計(jì)計(jì)算 193.1手部設(shè)計(jì)基本要求 193.2 典型的手部結(jié)構(gòu) 193.3 機(jī)械手手爪的設(shè)計(jì)計(jì)算 193.3.1選擇手爪的類型及夾緊裝置 193.3.2 手爪的力學(xué)分析 203.3.3 夾緊力及驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 213.3.4 手爪夾持范圍計(jì)算 223.3.5夾持手指設(shè)計(jì) 233.3.6 齒輪及齒條設(shè)計(jì) 253.4 軸的設(shè)計(jì) 263.5 液壓缸的設(shè)計(jì) 263.6 solidworks建模簡(jiǎn)介 283.7 本章小結(jié) 30第四章 機(jī)械手機(jī)械系統(tǒng)主要零部件強(qiáng)度校核計(jì)算 314.1 齒條的計(jì)算與校核 314.2 齒輪的校核與計(jì)算 344.2.1.設(shè)計(jì)對(duì)象與已知參數(shù)： 344.2.2.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 354.2.3.齒輪受力分析 354.2.4. 幾何尺寸計(jì)算 394.3推桿的強(qiáng)度校核 40第五章 設(shè)計(jì)總結(jié) 41參考文獻(xiàn) 42致 謝 43附錄A譯文. 錯(cuò)誤!未定義書簽。

附錄B 原文 錯(cuò)誤!未定義書簽4.3推桿的強(qiáng)度校核 40第五章 設(shè)計(jì)總結(jié) 41參考文獻(xiàn) 42致 謝 43第一章 緒論1.1工業(yè)機(jī)器人簡(jiǎn)介 幾千年前人類就希望能夠制造出一種像人一樣的機(jī)器，以便將人類從繁重的勞動(dòng)中解脫出來，以及高工作效率早在兩千年前就開始出現(xiàn)了自動(dòng)木人和一些簡(jiǎn)單的機(jī)械偶人到了近代，機(jī)器人一詞的出現(xiàn)和世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人問世之后，不同功能的機(jī)器人也相繼出現(xiàn)并且活躍在不同的領(lǐng)域，從天上到地下，從工業(yè)拓廣到農(nóng)業(yè)、林、牧、漁，甚至進(jìn)入尋常百姓家機(jī)器人的種類之多，應(yīng)用之廣，影響之深，是我們始料未及的用于再現(xiàn)人手的的功能的技術(shù)裝置稱為機(jī)械手,機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作,按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分,這種新技術(shù)發(fā)展很快,逐漸成為一門新興的學(xué)科——機(jī)械手工程機(jī)械手涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電器液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域,是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備，也是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。

他的特點(diǎn)是可以通過編程來完成各種預(yù)期的機(jī)械加工作業(yè),在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn),尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性機(jī)械手有著加工的準(zhǔn)確性和在惡劣環(huán)境中完成作業(yè)的能力,因此機(jī)械手在國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間機(jī)械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求,遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配,從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐因而,受到很多國(guó)家的重視,投入大量的人力物力來研究和應(yīng)用尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合,應(yīng)用的更為廣泛在我國(guó)近幾年也有較快的發(fā)展,并且取得一定的效果,受到機(jī)械工業(yè)的廣泛應(yīng)用機(jī)械手是一種能自動(dòng)控制并可從新編程以變動(dòng)的多功能機(jī)器,他有多個(gè)自由度,可以搬運(yùn)物體以完成在不同環(huán)境中的工作機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡(jiǎn)單,專用性較強(qiáng)隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作,適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”,簡(jiǎn)稱通用機(jī)械手由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序,適應(yīng)性較強(qiáng),所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用【1】。

工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)（機(jī)械本體）、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用 機(jī)器人并不是在簡(jiǎn)單意義上代替人工的勞動(dòng)，而足綜合了人的特長(zhǎng)和機(jī)器特長(zhǎng)的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備1.2世界機(jī)器人的發(fā)展 現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械手起源于20世紀(jì)50年代初,是基于示教再現(xiàn)和主從控制方式、能適應(yīng)產(chǎn)品種類變更，具有多自由度動(dòng)作功能的柔性自動(dòng)化 機(jī)械手首先是從美國(guó)開始研制的。

1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手他的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一個(gè)回轉(zhuǎn)長(zhǎng)臂,端部裝有電磁鐵的工件抓放機(jī)構(gòu),控制系統(tǒng)是示教型的1962年,美國(guó)機(jī)械鑄造公司在上述方案的基礎(chǔ)之上又試制成一臺(tái)數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手,商名為Unimate(即萬能自動(dòng))運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)仿造坦克炮塔,臂回轉(zhuǎn),俯仰,用液壓驅(qū)動(dòng)；控制系統(tǒng)用磁鼓存儲(chǔ)裝置不少球坐標(biāo)式通用機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動(dòng)公司（Unimaton）,專門生產(chǎn)工業(yè)機(jī)械手1962年美國(guó)機(jī)械鑄造公司也試驗(yàn)成功一種叫Versatran機(jī)械手,原意是靈活搬運(yùn)該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn),臂可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮、采用液壓驅(qū)動(dòng),控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型雖然這兩種機(jī)械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國(guó)外工業(yè)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)1978年美國(guó)Unimate公司和斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種Unimate-Vic-arm型工業(yè)機(jī)械手,裝有小型電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制,用于裝配作業(yè),定位誤差可小于±1毫米美國(guó)還十分注意提高機(jī)械手的可靠性,改進(jìn)結(jié)構(gòu),降低成本如Unimate公司建立了8年機(jī)械手試驗(yàn)臺(tái),進(jìn)行各種性能的試驗(yàn),準(zhǔn)備把故障前平均時(shí)間（注：故障前平均時(shí)間是指一臺(tái)設(shè)備可靠性的一種量度,它給出在第一次故障前的平均運(yùn)行時(shí)間）,由400小時(shí)提高到1500小時(shí),精度可提高到±0.1mm。

德國(guó)機(jī)器制造業(yè)是從1970年開始應(yīng)用機(jī)械手,主要用于起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)德國(guó)KnKa公司還生產(chǎn)一種點(diǎn)焊機(jī)械手,采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制瑞士RETAB公司生產(chǎn)一種涂漆機(jī)械手,采用示教方法編制程序瑞典安莎公司采用機(jī)械手清理鑄鋁齒輪箱毛刺等日本是工業(yè)機(jī)械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國(guó)家自1969年從美國(guó)引進(jìn)二種典型機(jī)械手后,大力研究機(jī)械手的研究據(jù)報(bào)道,1979年從事機(jī)械手的研究工作的大專院校、研究單位多達(dá)50多個(gè)1976年200個(gè)大學(xué)和國(guó)家研究部門用在機(jī)械手的研究費(fèi)用42%1979年日本機(jī)械手的產(chǎn)值達(dá)443億日元，產(chǎn)量為14535臺(tái)其中固定程序和可變程序約占一半,達(dá)222億日元,是1978年的二倍具有記憶功。