设计简介
机械手是一种机械技术与电子技术相结合的高技术产品。采用机械手是提高产品质量与劳动生产率，实现生产过程自动化，改善劳动条件，减轻劳动强度的一种有效手段。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装备。机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和生产自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期、频繁、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、放射性和其它有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。
本课题的主要内容是采用机械手代替人来进行抓取盘状零件，机械手可以代替很多重复性的体力劳动，从而减轻工人的劳动强度，提高生产效率。结合设计的各方面的知识，在设计过程中学会怎样发现问题。解决问题.研究问题。并且在设计中融入自己的想法和构思，提高自己的创新能力。尽力使机械手使用方便，结构简单。
关键词： 盘状零件，机械手；结构设计；步进电机；回转
Abstract
A robot is a mechanical technology and electronic technology, the combination of high technology products. The robot is to improve product quality and labor productivity, and achieve the production process automation, improve working conditions, reduce the labor intensity of an effective means of. It is a copy of the upper part of the human body functions, in accordance with a predetermined transfer request or the workpiece hold the tools to operate the automation technology and equipment. Industrial production often appears in the heavy work, frequent handling and long-term, monotonous operation, the robot is effective; The main content of this paper is the use of robots to paint, robots can take the place of a lot of repetitive manual work, thereby reducing the labor intensity of workers, improve the production efficiency. Combined with the design of the various aspects of knowledge, in the design process to learn how to find problems. To solve the problem of problem. And in the design into their thoughts and ideas, enhance own innovation ability. Try to make the robot has the advantages of convenient use, simple structure.
Keywords ： Robot； Structure design； Stepper motor； Rotary
目 录
1 绪 论 1
1.1机械手的特点 1
1.2机械手的组成 2
1.2.1执行机构 2
1.2.2驱动机构 2
1.2.3控制机构 2
1.3 本文研究主要内容 3
2 机械手机构总体方案设计 4
2.1上下料机械手的基本技术参数确定 4
2.1.1自由度 4
2.1.2坐标形式的选择 4
2.1.3规格参数 6
2.1.4有效负载 6
2.1.5运动特性 6
2.1.6 工作范围（工作半径） 7
2.2 上下料机械手材料的选择 7
2.3机械臂的运动方式 8
2.4上下料机械手的驱动元件 8
2.5 机构整体设计 9
3 上下料机械手机械结构设计 11
3.1手爪结构设计与校核 11
3.2结构分析 12
3.3计算分析 13
3.4电机计算 15
3.5齿轮齿条的设计计算 18
3.6竖直方向运动机械部件的计算 22
3.7 直线滚动导轨副的计算、选择 29
3.8小齿轮的强度计算 31
3.8.1.齿面接触疲劳强度计算 31
3.8.2齿轮齿跟弯曲疲劳强度计算 34
3.9横梁的强度与刚度的计算 36
4 控制系统PLC的选型及控制原理 46
4.1 PLC控制系统设计的基本原则 46
4.2 PLC种类及型号选择 47
4.4.3 I/O点数分配 48
4.4 PLC外部接线图 49
4.5 机械手控制原理 50
4.5 PLC程序设计 51
4.5.3 手动控制程序 52
4.5.4 自动控制程序 52
总 结 55
致 谢 56
参考文献 57
本课题的主要内容是采用机械手代替人来进行抓取盘状零件，机械手可以代替很多重复性的体力劳动，从而减轻工人的劳动强度，提高生产效率。结合设计的各方面的知识，在设计过程中学会怎样发现问题。解决问题.研究问题。并且在设计中融入自己的想法和构思，提高自己的创新能力。尽力使机械手使用方便，结构简单。
关键词： 盘状零件，机械手；结构设计；步进电机；回转
Abstract
A robot is a mechanical technology and electronic technology, the combination of high technology products. The robot is to improve product quality and labor productivity, and achieve the production process automation, improve working conditions, reduce the labor intensity of an effective means of. It is a copy of the upper part of the human body functions, in accordance with a predetermined transfer request or the workpiece hold the tools to operate the automation technology and equipment. Industrial production often appears in the heavy work, frequent handling and long-term, monotonous operation, the robot is effective; The main content of this paper is the use of robots to paint, robots can take the place of a lot of repetitive manual work, thereby reducing the labor intensity of workers, improve the production efficiency. Combined with the design of the various aspects of knowledge, in the design process to learn how to find problems. To solve the problem of problem. And in the design into their thoughts and ideas, enhance own innovation ability. Try to make the robot has the advantages of convenient use, simple structure.
Keywords ： Robot； Structure design； Stepper motor； Rotary
目 录
1 绪 论 1
1.1机械手的特点 1
1.2机械手的组成 2
1.2.1执行机构 2
1.2.2驱动机构 2
1.2.3控制机构 2
1.3 本文研究主要内容 3
2 机械手机构总体方案设计 4
2.1上下料机械手的基本技术参数确定 4
2.1.1自由度 4
2.1.2坐标形式的选择 4
2.1.3规格参数 6
2.1.4有效负载 6
2.1.5运动特性 6
2.1.6 工作范围（工作半径） 7
2.2 上下料机械手材料的选择 7
2.3机械臂的运动方式 8
2.4上下料机械手的驱动元件 8
2.5 机构整体设计 9
3 上下料机械手机械结构设计 11
3.1手爪结构设计与校核 11
3.2结构分析 12
3.3计算分析 13
3.4电机计算 15
3.5齿轮齿条的设计计算 18
3.6竖直方向运动机械部件的计算 22
3.7 直线滚动导轨副的计算、选择 29
3.8小齿轮的强度计算 31
3.8.1.齿面接触疲劳强度计算 31
3.8.2齿轮齿跟弯曲疲劳强度计算 34
3.9横梁的强度与刚度的计算 36
4 控制系统PLC的选型及控制原理 46
4.1 PLC控制系统设计的基本原则 46
4.2 PLC种类及型号选择 47
4.4.3 I/O点数分配 48
4.4 PLC外部接线图 49
4.5 机械手控制原理 50
4.5 PLC程序设计 51
4.5.3 手动控制程序 52
4.5.4 自动控制程序 52
总 结 55
致 谢 56
参考文献 57
