文档介绍：专业课程设计说明书
课题名称
搬运机械手及其运动仿真设计
指导教师
王潍
学生学号
学生
义
学生班级
机自1210班
成 绩
设计时间
2015年11月2日~2015年11月13日
第1章课题规划 1
课题背景分析 1
设计任务书 3
第2章功能分析 4
设计任务功能分析 4
211总功能提炼 4
功能分解 4
功能结构分析及功能结构图绘制 4
本章小结 5
第3章系统原理方案设计 7
功能单元求解 7
分功能求解 7
统原理方案综合求解 7
方案优化及评价 7
本章小结 7
第4章总体设计 9
系统总体结构草图 9
本章小结 14
第5章总结 15
参考文献 17
第1章课题规划
课题背景分析
从1954年美国人乔治•德沃尔制造出世界上第一台可编程的机械手至今， 机
械手已经发展了三代。通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，则会自动重 复进行作业的示教再现型机械手被称为第一代机械手，而能利用传感器获取的信息控制机械手 被称为第二代机械手。而第三代机械手就是智能机器人。对于智能机器人，尽管欧美和日本等 许多国家都投入了大量人力和物力，但现在 其仍然处于发展阶段。目前对我国而言发展第一、 第二代机器人更具有实际意义。我国机械手的发展是从
20世纪50年代的固定动作机械手开 始的，然后经历了 60年代的数控机械手，在1978年时机械手才'真正开始得到研究和应 用，到现在工 业机械手与智能机器人愈来愈受到各届的的关注，并已经纳入了我国高科技规划 及科技发展计划之中。 伴随着人类社会的不断发展，科学和技术的不断进步，
人类对资源的依赖也越来越大，最终将不可避免的要向陆地以外甚至是地球以外的地方扩展， 而在这些对人类来说恶劣的环境里，机械手的发展就显得尤为重要了。作为新生产力代表的劳 动工具，机械手能代替人类在恶劣的环境中完***类无法完成又不得不做的工作。由于机械手 的应用不得不向更广的围延伸，这就要求机械手有更好的通用性，更高的适应能力，更加专业 化，当然在这个基础上还有考虑到机械手的经济性要求。所以发展在能满足基本功能要求的基 础上，实现结构模块化、方便修改设计、通用性强并且可靠性高的的机械手是市场所需，社 会发展的必然。作为一门发展迅速的前沿学科，机械手一方面涉及的领域广泛，交叉着多门 学科；另一方面其自身的发展也相当迅速，不断出现需要研究的新问题。在自动化程度要求 越来越高的现代世界经济中，机械手的应用也因此变得越 来越广泛；已经由科学和技术的研究 领域扩展到了人们日常生活的民用领域。这对机械手性能和功能的进一步改善和提高提出了更 高的要求。
随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普 及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线 或货物装卸调运，可以 更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代 经济发展的要求。 本机械手的机械结构主
要包括由两个电磁阀控制的液压钢来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作，两个转速 不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转，从而实现小车的快进、慢进、快退、慢退 的运动运动；其动作转换靠设置在各个不同部位的行程开关(SQ1---SQ9)产生的通断信号传输 到PLC控制器，通过PLC部程序输出不同的信号，从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁 阀产生不同的动作，可实现机 械手的精确定位；其动作过程包括：下降、夹紧、上升、慢进、 快进、慢进、延 时、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退；其操作方式包括：回原位、手 动、单步、单周期、连续；来满足生产中的各种操作要求。
国外***、铁路部门中机搬运械手主要应用于以下几方面： 1 ,热加工方
面的应用 热加工是高温、危险的笨重体力劳动，很久以来就要现自动化。为了提高工作效 率，和确保工人的人身安全，尤其对于大件、少量、低速和人力所不 能胜任的作业就更需要 采用机械手操作。
冷加工方面机
械手主要用于柴油机配件以及轴类、盘类和箱体类等零件单机加工时的上下料和***安装 等。进而在程序控制、数字控制等机床上应用，成为设备的一个组成部分。最近更在加工生 产线、自动线上应用，成为机床、设备上下工序联接的重要于段。3•拆修装方面拆修装是 铁路工业系统繁重体力劳动较多的部门之一，
促进了机械手的发展。目前国铁路工厂、机务段等部门，已采用机械手拆装三通阀、钩舌、 分解制动缸、装卸轴箱、组装轮对、清除石棉等，减轻了劳动强度，提高了拆修装的效率。 近年还研制了一种客车车喷漆通用机械手，可用以对客车部进行连续喷漆，以改善劳动条 件，提高