1、 I 前 言 机械手：mechanical hand，也被称为自动手，auto hand。 能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自 动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操 作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或 工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形 式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动） 、移动或 复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和
2、姿势。运动机构的升降、伸缩、 旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度 。为了抓取空间中任意位置和方位的物体， 需有 6 个自由度。自由度是机械手设计的关 键参数。自由 度越多，机械手的灵活性越 大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有 23 个自由度。 机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适 用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连 续轨迹控制机械手等。 液压式与气动式、电动式、机械式相比有以下主要优点： 1）在同等功率情况下，液压执行元件体积小、重量轻、结构紧凑； 2）液压传动的各种元件，可根据需要方便、灵活地来布
3、置； 3）液压装置工作比较平稳，由于重量轻，惯性小，反应快，液压装置易于实现快 速启动、制动和频繁的换向； 4）操纵控制方便，可实现大范围的无级调速(调速范围达2000：1)，它还可以在运 行的过程中进行调速； 5）一般采用矿物油为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长； (6) 容易 实现直线运动； 7）既易实现机器的自动化，又易于实现过载保护，当采用电液联合控制甚至计算 机控制后，可实现大负载、高精度、远程自动控制； 8) 液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。 因为液压传动具有以上优点，足以满足本次设计的要求，所以一本设计采用液压驱 动。 II 摘 要 随着工业
4、自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐 渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调 运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和 不足，满足现代经济发展的要求。 本机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压钢来实现机械手的上升下 降运动及夹紧工件的动作，两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反 转，从而实现小车的快进、慢进、快退、慢退的运动运动；其动作转换靠设置在各个不 同部位的行程开关(SQ1-SQ9)产生的通断信号传输到 PLC 控制器，通过 PLC 内部程序 输出不同的信号，从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不同的动作，可实现机 械手的精确定位；其动作过程包括：下降、夹紧、上升、慢进、快进、慢进、延时、下 降、放松、上升、慢退、快退、慢退；其操作方式包括：回原位、手动、单步、单周期、 连续；来满足生产中的各种操作要求。 关键词：搬运机械手； 可编程控制器（PLC） ； 液压； 电磁阀 III Abstract With the popularity
