摘要:科学发展观为我国工程技术的发展开辟了广阔道路，而机械手作为一种高科技自动化生产设备，已经广泛应用于国民经济的各个领域，这就对我们的教育培训部门提出了新的要求。因此，为了适应社会发展的形势，在现有技术基础上设计一台教学型机械手有着深远的科教意义。

本课题设计的教学型搬运机械手，主要包括机械手的总体方案设计、机械手的机械结构设计以及驱动、控制系统设计等，实现了机械手手部的四自由度运动：手臂的升降、伸缩和手腕、手臂的回转。设计中分析了教学型机械手的功能要求和现实意义，通过气压缸来实现手臂的升降和伸缩，采用回转气压缸来实现手腕和手臂的回转。设计的机械手结构简单、便于操作，在单片机的控制下完成预期的动作，能给学生以直观的印象，达到教学演示的目的。

关键词 机械手；教学型；四自由度；单片机

目录

摘要

Abstract

1  绪论-1

1.1  机械手概述-1

1.2  机械手的组成和分类-1

1.2.1  机械手的组成-1

1.2.2  机械手的分类-4

1.3  国内外发展状况-5

1.4课题研究的主要内容-6

1.5教学用机械手的功能要求及现实意义-6

1.5.1 教学用机械手的功能要求-6

1.5.2 教学用机械手的现实意义-7

2  机械手的设计方案-8

2.1  机械手的座标型式与自由度-8

2.1.1 机械手的坐标型式-8

2.1.2 机械手的自由度-9

2.2  机械手的手部结构方案设计-9

2.3  机械手的主要参数-11

2.4  机械手的技术参数列表-11

3 机械手机械系统设计-13

3.1 手部结构设计-13

3.1.1  设计时考虑的几个问题-13

3.1.2手爪夹持装置的机构选型-13

3.1.3  手部夹紧气缸的设计-15

3.2手腕结构设计-19

3.2.1  手腕的自由度-19

3.2.2  手腕的驱动力矩的计算-19

3.3手臂结构设计-23

3.3.1手臂伸缩与手腕回转部分-23

3.3.2手臂升降和回转部分-26

3.3.3手臂升降气缸的设计-26

3.3.4手臂回转缸体的设计-29

4机械手气压系统的设计-31

4.1气压传动系统工作原理图-31

4.2气动元件介绍-31

5 机械手控制系统设计-35

5.1 控制系统的结构分类-35

5.2 控制方式-35

5.3机械手的控制-36

6  结论-38

7致谢-39

参考文献-40