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摘 要
近代的工业机械手是由目标机械本体、控制器系统、传感装置系统、控制系统和伺服动力器系统组成，是一种模仿人的操作、自动化控制、可多次编程、能在立体空间完成各式各样作业的Mechatronics设备。工业机械手对于提高和确保产品质量，提升生产的效率，改善工人的工作条件和快速更新产品起着非常重要的作用。工业机械手技术结合了多们学科的知识。包含机构学、计算机、控制论、信息和传感技术、人工智能、仿生学等。它是当代十分活跃，应用非常广泛的领域。
机械手具有很多人类所不具有的能力，包括快速分析环境能力；抗干扰能力强，能长时间工作和工作精度高。可以说机械手是工业进步的产物，它也发挥了在当今工业的至关重要的作用。如今，机械手工业已成为世界各国备受关注的产业。
本课题模拟了实际工业生产系统，课题将设计一个龙门机械手，将用于工作人员出入，使断开输送带上的零件通过机械手进行运输，需完成对工件的安全抓紧和释放，并将零件从输送带的一端送到指定位置的另一端生产线输送带上。
本文阐述了机械手的发展历史，国内外的应用状况，及其巨大的优越性，提出了具体的机械手设计要求和进行了总体方案设计和各自由度的具体结构设计、计算。
目 录
摘 要 II
Abstract III
目 录 IV
第1章 绪论 1
1.1 机械手概念 1
1.2 课题研究的背景和意义 1
1.3 国内机械手的研究 1
1.4机械手的应用 2
第2章 总体方案机构设计 3
2.1课题的技术要求 3
2.2设计原理 3
第3章 Z向结构及传动设计 4
3.1滚珠丝杆副的选择 4
3.1.1导程确定 5
3.1.2确定丝杆的等效转速 5
3.1.4确定丝杆的等效负载 5
3.1.5确定丝杆所受的最大动载荷 5
3.1.6精度的选择 7
3.1.7选择滚珠丝杆型号 7
3.2校核 7
3.2.1 临界压缩负荷验证 7
3.2.2临界转速验证 8
3.2.3丝杆拉压振动与扭转振动的固有频率 9
3.3电机的选择 9
3.3.1电机轴的转动惯量 10
3.3.2电机扭矩计算 11
第4章 X轴水平移动传动设计 13
4.1 滚珠丝杠计算、选择 13
4.2 步进电机惯性负载的计算 15
4.3步进电机的选用 16
第5章 手指的相关设计与计算 19
5.1 手指的相关设计与计算 19
5.2 手爪结构设计与校核 20
5.3 机械手手爪设计计算 21
5.3.1 手爪的力学分析 21
5.3.2 夹紧力及驱动力的计算 22
5.4 夹紧气缸的设计 23
5.4.1 主要尺寸的确定 23
5.5 手爪夹持范围计算 24
5.6 机械手手爪夹持精度的分析计算 25
5.7 弹簧的设计计算 26
5.8 本章小结 28
总 结 29
参考文献 30
致 谢 31
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