摘　　要

    本课题是为普通车床配套而设计的上料机械手。工业机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对现实工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要的作用。因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明，工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻了工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频率、单调的操作，采用机械手是有效的。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，更现实其优越性，有着广泛的发展前途。
    本课题通过应用autoCAD技术对机械手进行总体方案设计和液压传动原理设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时，设计了机械手的夹持手部结构，设计了机械手的手腕结构，设计了机械手的手臂结构。他能实际自动上料运动，上料机械手的运动速度是按着满足生产率的要求来设定。
 
关键词：机械手；手部设计；结构设计；

Abstract

    This topic is designed for ordinary lathe supporting the feeding manipulator. Industrial manipulator is the inevitable outcome of the industrial production, it is a kind of imitation upper part of the body, according to the predetermined requirement function of conveying work-piece or operated holding tools to reality technical equipment, automation, promote industrial production automation of the further development of industrial production plays an important role. Thus has strong vitality wide attention by the people and welcome. Practice has proved, industrial robots can replace the hands of heavy labor, significantly reduce the labor intensity of the workers, improve working conditions, and improve labor productivity and automation level. Industrial production in the bulky workpiece often appear handling and long-term frequency, drab operation, using manipulator is effective. In addition, it can be in high temperature, low temperature and deep water, the universe, radioactive and other toxic, environmental pollution condition of operation, the more realistic its superiority, has wide development prospect
This topic through the application of manipulator in overall autoCAD technology design and hydraulic transmission principle design of manipulator, sure, and freedom coordinates determined the technical parameters of manipulator. Meanwhile, the design of clamping manipulator hand structure, design of manipulator wrist structure, design of manipulator arm structure. He can actual automatic feeding movement of the manipulator, feeding velocity according to satisfy the requirement is set to productivity.
 
KeyWords：manipulator；handing structure ；structure design
目  录
 
1 引  言 1
1.1 工业机器人简介 1
1.2世界机器人的发展 2
1.3 我国工业机器人的发展 3
1.4 我要设计的机械手 4
1.4.1 臂力的确定 4
1.4.2 工作范围的确定 4
1.4.3 确定运动速度 5
1.4.4 手臂的配置形式 6
1.4.5 位置检测装置的选择 6
1.4.6 驱动与控制方式的选择 6
2 手部结构 8
2.1概述 8
2.2 设计时应考虑的几个问题 8
2.4 两支点回转式钳爪的定位误差的分析 12
3 腕部的结构 14
3.1 概述 14
3.2 腕部的结构形式 14
3.3手腕驱动力矩的计算 15
4 臂部的结构 19
4.1 概述 19
4.2手臂直线运动机构 20
4.2.1手臂伸缩运动 20
4.2.2  导向装置 21
4.2.3 手臂的升降运动 22
4.3 手臂回转运动 23
4.4 手臂的横向移动 24
4.5 臂部运动驱动力计算 25
4.5.1 臂水平伸缩运动驱动力的计算 25
4.5.2 臂垂直升降运动驱动力的计算 26
4.5.3 臂部回转运动驱动力矩的计算 26
5 车床上料系统的设计 28
5.1车床上料系统简介 28
5.2车床上料系统的组成 28
5.3机械手车床上料系统的控制回路 29
5.3.1  压力控制回路 29
5.3.2  速度控制回路 30
5.3.3 方向控制回路 31
5.4 机械手的车床上料机械手系统 31
5.4.1 上料机械手的动作顺序 32
5.4.2 自动上料机械手车床上料系统原理介绍 33
5.5机械手车床上料系统的简单计算 37
5.5.1   双作用单杆活塞油缸 37
5.5.2  无杆活塞油缸（亦称齿条活塞油缸） 41
5.5.3 单叶片回转油缸 42
5.5.4油泵的选择 44
5.5.5 确定油泵电动机功率N 44
6  PLC控制回路的设计 46
6.1电磁铁动作顺序 46
6.2 选定地址编号 50
6.3 PLC与现场器件的实际连接图 53
6.4 梯形图 53
6.5指令程序 55
结  论 61
致 谢 62
参考文献 63

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