摘要:机械手是一种模仿人体上肢运动的机器，它能按照预先设定要求握持工具进行相应的操作，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。

工业机械手可以代替人工进行繁重的劳动，显著减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率和自动化水平。虽然市场上机械手种类很多，但是成本相对较高，一些小的行业或企业无力承担昂贵的费用。正是考虑到这种情况，本设计主要是研究设计了一种小型、廉价的自动分拣机械手。该机械手通过PLC控制使机械手具有智能化从而对工件进行智能分拣（大、小球零件），提高工作效率，尤其是成本较低。因此，非常适合小型企业单位的应用，具有良好的市场价值和应用前景。

关键词：分拣；机械手；自动化；PLC

目录

摘要

Abstract

摘要-I

Abstract-II

1绪论-1

1.1自动分拣机械手设计的背景与意义-1

1.2机械手的发展现状及前景-1

1.3主要研究内容-3

2整体方案设计-4

2.1方案比较-4

2.2机械手的系统工作原理图-5

2.3 执行机构-5

2.3.1 手部-5

2.3.2 手臂-6

2.3.3 横梁-6

2.3.4 机座-6

2.4驱动系统-6

3机械手机构设计-8

3.1 夹持式手部结构-8

3.1.1手指的形状和分类-8

3.1.2设计时考虑的几个问题-8

3.2手部驱动液压缸的设计-9

3.2.1手部驱动力计算-9

3.2.2液压缸的设计-10

4 手臂的设计与校核-12

4.1滚珠丝杠副的选择计算-12

4.1.1滚珠丝杠的支撑形式-12

4.1.2确定滚珠丝杠副的导程-12

4.1.3确定当量转速与当量载荷-12

4.1.4确定预期额定动载荷-13

4.1.5按精度要求确定允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径-14

4.1.6确定滚珠丝杠副的规格代号-15

4.1.7确定滚珠丝杠副预紧力-15

4.1.8行程补偿值与预拉伸力-15

4.1.9确定滚珠丝杠副支撑用的轴承型号规格-16

4.1.10滚珠丝杠螺纹长度-16

4.1.11传动系统刚度-16

4.1.12滚珠丝杠副的极限转速的校验-17

4.1.13 值校验-17

4.1.14基本轴向额定静载荷验算-17

4.1.15强度验算-18

4.2电机的选择-18

4.2.1换算到电机轴负载惯量的计算-18

4.2.2负载转矩的计算-19

4.2.3旋转数的计算-20

4.2.4电机的初步选定-20

4.3联轴器的选择-20

4.3.1联轴器类型的选择-20

4.3.2联轴器的选用计算-20

4.3.3确定联轴器的型号-21

5 横梁上横向运动的零部件的计算与校核-22

5.1横向丝杠的设计与计算-22

5.1.1确定滚珠丝杠副的导程-22

5.1.2确定载荷-22

5.1.3确定预期额定动载荷-23

5.1.4按精度要求确定允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径-23

5.1.5确定滚珠丝杠副的规格代号-24

5.2确定滚珠丝杠副支撑用的轴承型号规格-25

5.3 电机的选择-25

5.3.1换算到电机轴负载惯量的计算-25

5.3.2负载转矩的计算-26

5.3.3旋转数的计算-26

5.3.4电机的初步选定-27

5.4联轴器的选择-27

5.4.1联轴器类型的选择-27

5.4.2联轴器的选用计算-27

5.4.3确定联轴器的型号-27

6控制系统的设计-28

6.1 机械手控制方式的选定-28

6.2 PLC型号的选择-28

6.3传感器的选择-29

6.4 液压机械手的工作流程-29

6.5梯形图的绘制-30

6.6机械手控制系统的外部接线图-30

结论-31

致谢-32

参考文献-33