摘要 本文针对机械手的设计进行了详细的研究和分析。首先介绍了选题背景和设计目的，然后探讨了国内外机械手研究现状和趋势，并提出了设计原则。接着，在机械手总体设计方案中确定了机械手的总体结构类型，并对机械手的腰座结构、手臂结构、腕部结构以及末端执行器（手爪）的设计进行了详细阐述。此外，还讨论了机械手的机械传动机构和驱动系统的设计，以及平衡机构的设计。在理论分析和设计计算方面，进行了液压传动系统和电机选型有关参数的计算。最后，对机械手控制系统的硬件设计和软件设计进行了探讨，并总结了研究的结果。 关键词：机械手，设计，总体结构，机械传动，驱动系统，控制系统 Abstract This article co
nducts detailed research a
nd a
nalysis o
n the desig
n of robotic arms. Firstly, the backgrou
nd a
nd desig
n purpose of the topic were i
ntroduced, a
nd the
n the curre
nt research status a
nd tre
nds of robotic arms at home a
nd abroad were explored, a
nd desig
n pri
nciples were proposed. Subseque
ntly, the overall structure type of the robotic arm was determi
ned i
n the overall desig
n pla
n, a
nd the desig
n of the waist structure, arm structure, wrist structure, a
nd e
nd effector (claw) of the robotic arm was elaborated i
n detail. I
n additio
n, the desig
n of the mecha
nical tra
nsmissio
n mecha
nism a
nd drivi
ng system of the robotic arm, as well as the desig
n of the bala
nci
ng mecha
nism, were also discussed. I
n terms of theoretical a
nalysis a
nd desig
n calculatio
ns, calculatio
ns were co
nducted o
n the parameters related to the selectio
n of hydraulic tra
nsmissio
n systems a
nd motors. Fi
nally, the hardware a
nd software desig
n of the robotic arm co
ntrol system were discussed, a
nd the research results were summarized. Keywords: robotic arm, desig
n, overall structure, mecha
nical tra
nsmissio
n, drive system, co
ntrol system 目录 第一章绪论3 1.1选题背景3 1.2设计目的3 1.3国内外研究现状和趋势3 1.4设计原则4 第二章机械手总体设计方案的确定5 2.1机械手的总体设计5 2.1.1机械手总体结构的类型5 2.2机械手腰座结构的设计6 2.2.1机械手腰座结构的设计要求6 2.2.2设计具体采用方案6 2.3机械手手臂的结构设计7 2.3.1机械手手臂的设计要求7 2.3.2设计具体采用方案8 2.4机械手腕部的结构设计8 2.4.1机器人手腕结构的设计要求8 2.4.2设计具体采用方案9 2.5机械手末端执行器（手爪）的结构设计9 2.5.1机械手末端执行器的设计要求9 2.5.2机器人夹持器的运动和驱动方式10 2.5.3机器人夹持器的典型结构10 2.5.4设计具体采用方案11 2.6机械手的机械传动机构的设计11 2.6.1工业机器人传动机构设计应注意的问题11 2.6.2工业机器人常用的传动机构形式12 2.6.3设计具体采用方案15 2.7机械手驱动系统的设计15 2.7.1机器人各类驱动系统的特点15 2.7.2工业机器人驱动系统的选择原则16 2.7.3机器人液压驱动系统16 2.7.4机器人气动驱动系统17 2.7.5机器人电动驱动系统19 2.7.6设计具体采用方案21 2.8机器人手臂的平衡机构设计21 2.8.1机器人平衡机构的形式21 2.8.2设计具体采用的方案22 第三章理论分析和设计计算23 3.1液压传动系统设计计算23 3.1.1确定液压系统基本方案23 3.1.2拟定液压执行元件运动控制回路23 3.1.3液压源系统的设计24 3.1.4绘制液压系统图24 3.1.5确定液压系统的主要参数25 3.1.6计算和选择液压元件29 3.1.7液压系统性能的验算31 3.2电机选型有关参数计算31 3.2.1有关参数的计算31 3.2.2电机型号的选择33 第四章机械手控制系统的设计35 4.1机械手控制系统硬件设计35 4.1.1机械手工艺过程与控制要求35 4.1.2机械手的作业流程35 4.1.3机械手操作面板布置36 4.1.4控制器的选型37 4.1.5控制系统原理分析38 4.1.6 PLC外部接线设计38 4.1.7 I/O地址分配39 4.2机械手控制系统软件设计40 4.2.1机械手控制主程序流程图40 4.2.2机械手控制程序设计40 结论42 致谢44