总装配图机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
目录
一、绪论4
1.1选题背景4
1.2国内外研究现状和趋势4
1.3课题研究的意义5
1.4设计目的5
二、机械手的总体设计5
2.1基本参数6
2.2总体设计结构6
三、机械手各部件的设计7
3.1手部的设计7
3.1.1手部结构的分类7
3.1.2手部结构设计说明7
3.1.2运动分析9
3.1.3气动驱动系统10
3.2机械手腕部的结构设计10
3.2.1机器人手腕结构的设计要求10
3.2.2机器人手腕结构的设计说明11
3.3基座的设计12
3.3.1基座设计要求12
3.3.2基座设计说明13
3.2基座13
四、小结13
五、参考文献14
二、机械手的总体设计
2.1基本参数
本设计拟搬运宽度尺寸90～110mm、质量为5kg以内的任意形状工件。机械手最高可举1353mm，搬运物体回转半径1000mm。手指的动力驱动方式为气动传动。气动传动的机械手是以工业用高压气体的压力来驱动执行机构运动的机械手。
2.2总体设计结构
机械手采用五关节结构形式，五关节机械手的手部所握持的工件（或工具）在空间的位置，是由臂部、腕部以至整机等各自独立运动的合成来确定的。本设计的气动机械手具有五个自由度，能够实现抓娶搬运、完成工件的上料或卸料。为执行这些动作，系统共设有五个步进电机，可在五个坐标内工作。
该机械手分为：底座、腰部、大臂、小臂、腕部和手部等六个部分，图中的五个关节的转动都是通过五台步进电机来实现，而手部的夹紧动作是通过气动控制实现。
关节式机械手是一种适用于靠近机体操作的传动型式。它像人手一样有肘关节，可实现多个自由度，动作比较灵活，适于在狭窄空问工作。本设计具有五台步进电机,分别控制腰部的转动、大臂的摆动、小臂的摆动、手腕的转动、手腕的仰俯运动。每个步进电机有各自的作用和负载，因此需要根据各自的情况选择电机的型号。
手部采用铝合金材料，其他腕部、大臂、小臂、腰部均采用薄钢板焊接而成。基座采用铸铁铸造。
三、机械手各部件的设计
3.1手部的设计
3.1.1手部结构的分类
工业机器人的手又称为末端执行器，它使机器人直接用于抓取和握紧（吸附）专用工具（如喷枪、扳手、焊具、喷头等）进行操作的部件。它具有模仿人手动作的功能，并安装于机器人手臂的前端。由于被握工件的形状、尺寸、重量、材质及表面状态等不同，因此工业机器人末端操作器是多种多样的，大致可分为以下几类：
（1）夹钳式取料手
（2）吸附式取料手
（3）专用操作器及转换器
（4）仿生多指灵巧手
3.1.2手部结构设计说明
本设计采用二指回转型手抓，手指是直接与工件接触的部件。手指松开和夹紧工件，是通过手指的张开与闭合来实现的。该设计为适应各种形状的物体能够稳定的抓取，采用六个手指，三指并列。
连接块机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装 ，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。
零件图目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。
手部结构简图当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。
手部箱体目前，在国内外各种机器人和机械手的研究成为科研的热点，其研究的现状和大体趋势如下： A．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机。 B．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。 C．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行决策控制；多传感器融合配置技术成为智能化机器人的关键技术。
手部装配D．关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设计；柔性仿形喷涂机器人开发，柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴轨迹规划研究，控制系统开发； E．焊接、搬运、装配、切割等作业的工业机器人产品的标准化、通用化、模块化、系列化研究；以及离线示教编程和系统动态仿真。 总的来说，大体是两个方向：其一是机器人的智能化，多传感器、多控制器，先进的控制算法，复杂的机电控制系统；其二是与生产加工相联系，满足相对具体的任务的工业机器人，主要采用性价比高的模块，在满足工作要求的基础上，追求系统的经济、简洁、可靠，大量采用工业控制器，市场化、模块化的元件。
腕部机械手在工业生产的应用极为广泛。一般将其用在注塑机的上料，合模，成型，分模等自动工件循环；冲床的自动上下料冲压循环。机械手还用在锻、铸、焊、热处理等热加工方面，实现进出料自动化。总的来说，机械手对坏境的适应性强，能代替人从事危险，有害的操作，在长时间工作对人体有害的场所，机械手不受影响，只要根据工作环境进行合理设计，选择适当的材料和结构，机械手就可以在异常高温或低温、异常压力和有害气体、粉尘、放射线作用下，以及冲压、灭火等危险环境中胜任工作。
