摘要 本课题的主要设计内容是实现快递分拣机械手同时应对多种类型快递包裹的机械手设计。利用电机驱动，让手爪式和吸盘式的快递分拣机械手一体化，同时实现对快件包裹的抓取和吸取功能，并且可实现自动选择使用不同的分拣方式。 在本次设计过程中主要参照了传统的快递分拣作业方式，实现多种分拣方式的相结合，针对现今快递包裹形状多样化的现实基础上对快递包裹进行有效的快速分拣，一改传统快递分拣装置功能单一，功耗过大，结构复杂以及难以维护等缺点。本次设计的多功能快递分拣机械手其由回转机构、伸缩机构、升降机构、吸盘组成。 本次设计首先，通过对分拣机械手结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了其总体方案采用三自由度圆柱坐标型，而升降、伸缩均采用丝杠螺母驱动手臂移动，机身采用齿轮齿圈驱动回转，手抓采用气动卡钳式手抓，吸盘置于手抓顶部中央；接着，对主要技术参数进行了计算选择；然后，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，通过AutoCAD制图软件绘制了机械手装配图及主要零部件图，并采用Pro/E软件建立了三维模型，同时进行运动仿真及有限元分析关键零件的强度。 关键字：快递；分拣；机械手；丝杠螺母；手抓；吸盘 目录 摘要I Abstract II 第1章绪论1 1.1研究背景及意义1 1.1.1社会背景1 1.1.2市场背景1 1.2国内外现况2 1.2.1国外快递分拣机械手的发展情况2 1.2.2我国快递分拣机械手的发展情况2 第2章总体方案设计3 2.1设计要求3 2.2同类分拣机械手分析3 2.3总体方案设计3 2.3.1结构方案的选择3 2.3.2驱动方案的选择4 2.4总体布置设计5 2.5机械手各机构方案设计6 2.5.1机身升降机构6 2.5.2手臂伸缩机构6 2.5.3机身回转机构设计7 2.5.4手爪与吸盘结合方案7 第3章升降机构的设计9 3.1电动机的选择9 3.1.1根据脉冲当量和最大静转矩初选电机型号9 3.1.2启动矩频特性校核10 3.2滚珠丝杆副的选型与校核10 3.2.1型号选择11 3.2.2校核计算11 3.3轴承及键的校核与寿命计算12 第4章旋转机构的设计14 4.1电动机的选择14 4.1.1电机轴的转动惯量14 4.1.2电机扭矩计算14 4.2齿轮传动的设计15 4.2.1选精度等级、材料和齿数15 4.2.2按齿面接触疲劳强度设计16 4.2.3按齿根弯曲强度设计17 4.2.4几何尺寸计算19 4.3旋转轴及轴上零件的设计与校核19 4.3.1尺寸与结构设计计算19 4.3.2强度校核计算20 4.3.3键的校核与寿命计算22 4.4底座设计22 4.5旋转座设计23 第5章手抓及吸盘部设计24 5.1手指卡钳的设计与校核24 5.1.1设计要求24 5.1.2结构尺寸设计24 5.1.3强度校核24 5.2夹持气缸的设计25 5.2.1气缸结构方案设计25 5.2.2气缸工作压力计算25 5.2.3气缸主要参数的选择26 5.3连接板的设计与校核27 5.3.1结构尺寸设计27 5.3.2强度校核27 5.4连接法兰的结构设计28 5.5吸盘的选择28 第6章三维设计及有限元分析30 6.1 Pro/E三维设计软件概述30 6.2三维设计30 6.2.1齿轮30 6.2.2回转齿圈31 6.2.3回转轴31 6.2.4底座31 6.2.5丝杠32 6.2.6伸缩臂32 6.2.7三维装配32 6.3仿真分析33 6.3.1 Pro/E仿真介绍33 6.3.2仿真过程33 6.4有限元分析36 总结41 参考文献42 致谢43