三自由度機械手設計圖紙，包含說明書

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三自由度機械手
機械手是-種機械技術與電子技術相結合的高技術產品。采用機械手是提高產品質量與勞動生產率，實現生產過程自動化，改善勞動條件，減輕勞動強度的-種有效手段。它是-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裝備。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，提高勞動生產率和生產自動化水平。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，采用機械手是有效的；此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其它有毒、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。
本課題的主要內容是采用機械設計原理，進行三自由度搬運機械手的設計，熟悉三自由度機械手的運用誠和相關的設計步驟。機械手可以代替很多重復性的體力勞動，從而減輕工人的勞動強度，提高生產效率♂合三自由度設計的各方面的知識，在設計過程中學會怎樣發現問題.解決問題.研究問題。并且在設計中融入自己的想法和構思，提高自己的創新能力。盡力使機械手使用方便，結構簡單。
關鍵詞：機械手，輸送工件，搬運，三自由度

ABSTRACT
Manipulator is a mechanical technology and electronic technology with the combination of high technology products. Using manipulator is to improve product quality and productivity， and realize the automatic production process， improve working conditions， and reduce labor intensity of a kind of effective method. It is an imitation of the upper part of the human body function， according to the predetermined requirement or parts transportation holding tools for operation of the automation technology and equipment. Robots can replace the hands of heavy labor， significantly reduce the labor intensity， improve working conditions， and improve labor productivity and production automation level. Industrial production often appears in the handling of the heavy and long-term， frequent， drab operation， USES the manipulator is effective; In addition， it can be in high temperature， low temperature， deep water， the universe， radioactive and other toxic， pollution environment conditions operation， more shows its superiority， with broad prospects.
This topic is the main content of the mechanical design principle of the design of the three dof carrying manipulator， familiar with three degrees of freedom of the manipulator using occasions and related design steps. Robots can replace a lot of repeatability of physical labor， so as to reduce the labor intensity， improve production efficiency. Combined with three degrees of freedom all aspects of design knowledge， in the design process learn how to find out the problem to solve problems. And in the design idea and into their idea， improve their innovation ability. Try to make robots easy to use simple structure.
Key Words: Manipulator， conveying work piece， handling， three degrees of freedom

目 錄

第1章 緒 論 4

1.1機械手的歷史 4
1.2機械手的組成 5
1.3機械手的分類 6
第2章 搬運機械手機構總體方案設計 8
2.1搬運機械手設計要求 8
2.2基本設計思路 1
2.3搬運機械手結構設計 11
2.4 機械手材料的選擇 11
2.5機械臂的運動方式 11
2.6搬運機械手驅動與控制系統分析 12
第3章 搬運機械手機械結構設計與計算 13
3.1搬運機械手手爪設計 13
3.2 搬運機械手手臂設計 13
3.3 手部設計計算 16
3.4腕部設計計算 20
3.5液壓驅動系統設計 21
3.6機身結構的設計 23
第4章 機械手控制系統的設計 27
4.1 PLC簡介 27
4.2 PLC工作原理 27
4.3 PLC機型的選擇 27
4.4 PLC控制面板的擬定 29
4.5 機械手工藝過程和控制方案的確定 30
4.5 PLC程序編寫 33

總結與展望 40
參考文獻 41
致 謝 42

1 緒論
隨著人類科技的進步，社會經濟的發展，機器人學成為近幾十年來迅速發展的-門綜合學科。它體現了光機電-體化技術的最新成就，機械手作為其中的佼佼者更是發揮了不可磨滅的作用。在人類社會中，凡是有機械活動的地方，都能看到機械手的身影。機械手產品的應用已經由核工業和軍事科技等高端科學領域向醫療、農業甚至是服務娛樂等民用領域發展了，并且各式各樣的機械手正在涌現出來，以驚人的速度延伸到人類活動的各個領域。機械手是由于人類期望生產水平的提高，為了提升生產效率而出現的。然而由于機械手善于完成重復的，單調的，精確度要求高的工作，能取代人在惡劣的環境中完成人類不能或者不愿完成的工作，因此，機械手的出現又大大解放了人類的生產力。所以說機械手的發展是社會發展的結果，也是社會發展的必然趨勢�，F在，很多發達國家都追逐著機械手這-發展趨勢，積極地進行著機械手的各種開發和研制的工作，并且其中-些國家已經取代了不錯的成果，研制出了許多新型且實用的機械手或者是機器人。例如：日本的跳舞機器人、犬型機器人愛寶(AIBO)；。英國研制的履帶式手推車”及超級手推車”排爆機器人；美國iRobot公司推出了能避開障礙，自動設計行進路線吸塵器機器人Roomba；上海世博會使用過的福娃機器人等等。
由于機械手的迅猛發展，機械手進入學刑學是必然的。三自由度機械手作為是機械手的典型產品，其設計及應用對機電-體化、機械結構工藝、機械制造、自動化、電子信息等專業的教學及研究都有著很重要的意義。
1.1機械手的歷史
機械手是在機械化，自動化生產過程中發展起來的-種新型裝置。它是機器人的-個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優點，尤其體現了人的智能和適應性。在現代生產過程中，機械手被廣泛的運用于自動生產線中，機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應用。
機械手首先是從美國開始研制的。1958年美國聯合控制公司研制出第-臺機械手。它的結構是：機體上安裝-個回轉長臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機構，控制系統是示教形的。1962年，美國聯合控制公司在上述方案的基礎上又試制成-臺數控示教再現型機械手。商名為Unimate。運動系統仿照坦克炮塔，臂可以回轉、俯仰、伸縮、用液壓驅動；控制系統用磁鼓作為存儲裝置。不少球坐標通用機械手就是在這個基礎上發展起來的。同年，美國機械制造公司也實驗成功-種叫Vewrsatran機械手。該機械手的中央立柱可以回轉、升降采用液壓驅動控制系統也是示教再現型。這兩種出現在六十年代初的機械手，是后來國外工業機械手發展的基矗1978年美國Unimate公司和斯坦福大學，麻省理工學院聯合研制-種Unimate-Vicarm型工業機械手，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業，定位誤差小于±1毫米。聯邦德國KnKa公司還生產-種點焊機械手，采用關節式結構和程序控制。