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下料机械手 摘 要 本次设计题目为“下料机械手”，所设计的机械手主要用于机械加工的搬运、下料作业。 本文介绍机械手的定义，机械手的分类、组成及应用意义，说明了自由度和机械手整体坐标的形式。同时，本文给出了这台机械手的主要性能规格参量。 文章中介绍了下料机械手的设计理论与方法，全面详尽的讨论了下料机械手的手部、手臂以及箱体等主要部件的结构设计。 关键词 机械手 结构设计 自动化 Abstract This design is entitled Cutting Manipulator robot designed mainly for machining the handling, cutting operations. This article describes the definition of robot, robot classification, composition and application of significance, indicating a degree of freedom and the coordinates in the form of the whole manipulator. We present this platform manipulator parameters of the main performance specifications. Under article describes the design of Manipulator theory and method，comprehensive and detailed discussion of the material under the robot hand, arm and box structure design of major components. Keywords：Manipulator The design of structure Automation 一、前言 （一）机械手的定义 用于再现人手的功能的技术装置称为机械手。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。 （二）机械手的分类 常见的工业机械手根据手臂的动作形态,按坐标形式大致可以分为以下4种: 1 直角坐标型 此类机械手的优点有：结构简单，直观，刚度高；3个关节的运动相互独立，无耦合，运动学求解简单；编程和控制容易等。同时，这种形式存在占地面积大，动作范围小，导轨面防护比较困难，操作灵活性差等缺点。它主要用于生产设备的上下料，也可用于高精度的装卸和检测作业。 直角坐标型 圆柱坐标型 极坐标、球坐标型 多关节型 2 圆柱坐标型 此类机械手空间利用率低，但是结构简单、刚性好。可以用于重物的装卸、搬运和下料。 3 极坐标、球坐标型 此类机械手结构紧凑，所占空间较小，工作空间较大，移动关节不易防护。 4 多关节型 此类机械手具有结构轻便，响应快，最适合于平面定位；垂直方向上的刚性好，适于装配工作。 （三）应用机械手的意义 1、提高生产过程中的自动化程度； 2、改善劳动条件，避免人身事故； 3、降低劳动强度，提高生产效率。 二、总体方案设计 （一）该下料机械手的主要功能 该下料机械手主要能实现绕腰身回转、沿垂直方向升降、沿半径方向手臂伸缩、手腕摆动和手抓张合的运动。其主要功能就是在控制器的作用下，它执行将工件从一条流水线抓取、搬运到加工中心，完成下料，待加工完成后，再抓取、搬运到（另一条）流水线上。 （二）主要的设计参数 被抓工件直径Ф80—Ф100㎜，被抓工件最大重量20kg，腰身升降行程400mm，手臂伸缩行程400mm，腰身回转范围180°，手臂移动速度0--5000mm/min，回转速度1--5000°/min，定位精度2mm，重复定位精度±2mm。 （三）总体方案设计 根据设计题目下料机械手的设计，以及了解该产品的功能、性能、特点、用途，结合任务书给定的各种设计参数、技术指标等，再根据要求进行综合分析、比较和论证来设计一台符合要求的下料机械手。 总体来看，该下料机械手应选择圆柱型坐标机械手。前面提到了该下料机械手主要能实现绕腰身回转、沿垂直方向升降、沿半径方向手臂伸缩、手腕摆动和手抓张合的运动。那么它自然由回转部件、升降部件、手臂部件、手腕部件和手部部件五部分组成