搬运机器人的机械设计------臂部设计
手臂部件是机械手的重要握持部件。它的作用是支撑腕部和 手部（包括工作或 夹具），并带动他们做空间运动。
搬运机器人的机械设计------机械整体设计
对气动机械手的基本要求是能快速、准确地拾放和搬运物件，这就要 求它们具有高精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间和 灵活的自由度及在任意位置都能自动定位等特性
设计气动机械手的原则是:
I. 充分分析作业对象(工件)的作业技术要求，拟定最合理的作业工序和工 艺，满足系统功能要求和环境条件;
设计的搬运机器人的腕部的运 动为一个自由度的回转运动， 运动参数是实现手部回转的角 度控制是在0°~180°范围内。 如图
腕部回转基本结构示 意
搬运机器人的机械设计------腕部设计
腕部的驱动方式采用直接驱动 的方式，由于腕部装在手臂的 末端，所以必须设计的十分紧 凑可以把驱动源装在手腕上。
机器人手部的张合是由双作用单 柱塞液压缸驱动的；而手腕的回 转运动则由回转液压缸实现。将 夹紧活塞缸的外壳与摆动油缸的 动片连接在一起；当回转液压缸 中不同的油腔中进油时即可实现 手腕不同方向的回转。
搬运机器人简介 ------搬运机器人的机械设计
组员：陆真元（PPT演示） 芮荣震（PPT制作） 邵刚（答 辩） 孙明森（资料准备）
目录
搬运机器人的历史 搬运机器人的意义 搬运机器人的机械设计 机械整体设计 执行机构 驱动机构 控制机构
搬运机器人的历史
搬运机器人【transfer robot】 是可以进行自动化搬运作业的工 业机器人，也被称为无人搬运车 或者是AGV。最早的搬运机器 人出现在1960年的美国， Versatran和Unimate两种机器 人首次用于搬运作业。搬运作业 是指用一种设备握持工件，是指 从一个加工位置移到另一个加工 位置。
搬运机器人的机械设计------执行机构
执行机构由四部分组成
（1）手部设计 （2）腕部设计 （3）臂部设计 （4）机座设计
搬运机器人的机械设计------执行机构
手部设计
手部既直接与工件接触的部分， 一般是回转型或平动型（多为回 转型，因其结构简单）。
手部多为两指（也有多指）；根 据需要分为外抓式和内抓式两种； 也可以用负压式或真空式的空气 吸盘（主要用于可吸附的，光滑 表面的零件或薄板零件）和电磁 吸盘。
腕部设计
腕部是连接手部和臂部的部件，并可用来调节被抓物 体的方位，以扩大机械手 14 的动作范围，并使机械 手变的更灵巧，适应性更强。手腕有独立的自由度。 有回转运动、上下摆动、左右摆动。一般腕部设有回 转运动再增加一个上下摆动即可满足工作要求，有些 动作较为简单的专用机械手，为了简化结构，可以不 设腕部，而直接用臂部运动驱动手部搬运工件。
搬运机器人的意义
搬运机器人在实际的工作中就 是一个机械手，机械手的发展 是由于它的积极作用正日益为 人们所认识： 1、它能部分的代替人工操作； 2、它能按照生产工艺的要求，遵 循一定的程序、时间和位置来 完成工件的传送和装卸； 3、它能操作必要的机具进行焊接 和装配，从而大大的改善了工 人的劳动条件，显著的提高了 劳动生产率，加快实现工业生 产机械化和自动化的步伐。 因而，受到很多国家的重视， 投入大量的人力物力来研究和 应用。尤其是在高温、高压、 粉尘、噪音以及带有放射性和 污染的场合，应用的更为广泛。
搬运机器人可安装不同的末端执行器 以完成各种不同形状和状态的工件搬 运工作，大大减轻了人类繁重的体力 劳动。目前世界上使用的搬运机器人 愈10万台，被广泛应用于机床上下料、 冲压机自动化生产线、自动装配流水 线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运。 部分发达国家已制定出人工搬运的最 大限度，超过限度的必须由搬运机器 人来完成。
II. 明确工件的结构形状和材料特性，定位精度要求，抓取、搬运时的受 力特性、尺寸和质量参数等，从而进一步确定对机械手结构及运行控 制的要求；
III. 尽量选用定型的标准组件，简化设计制造过程，兼顾通用性和专用性， 并能实现柔性转换和编程控制。
搬运机器人的机械设计------各部件设计
搬运机器人由三部分组成 执行机构 驱动机构 控制机构
搬运机器人的历史
仓储业是AGV最早应用的场所。1954年世界上首台AGV 在美国的South Carolina州的Mercury Motor Freight公 司的仓库内投入运营，用于实现出入库货物的自动搬运。
目前世界上约有2万台各 种各样AGV运行在2100 座大大小小仓库中。海尔 集团于2000年投产运行的 开发区立体仓库中，9台 AGV组成了一个柔性的 库内自动搬运系统，成功 地完成了每天23400的出 入库货物和零部件的搬运 任务。
搬运机器人的机械设计------腕部设计
目前，应用最为广泛 的手腕回转运动机构 为回转液压（气）缸， 它的结构紧凑，灵巧 但回转角度小（一般 小于270°）,并且要 求严格密封，否则就 难保证稳定的输出扭 矩。因此在要求较大 回转角的情况下，采 用齿条传动或链轮以 及轮系结构。举例设 计的搬运机器人的腕 部是实现手部180°的 旋转运动
传力机构形式较多，常用的有： 滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜楔 杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母 式、弹簧式和重力式。本次设计 的手部选择夹持类回转型结构手 部。
搬运机器人的机械设计------手部设计
传力机构形式较多，常用的有：滑槽杠杆式、连杆杠 杆式、斜楔杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母式、弹簧 式和重力式。举例设计的手部为夹持类回转型结构手 部，如图所示是搬运机器人手部执行部件结构简图
搬运机器人的机械设计------手部设计
手部执行依靠杆的伸缩 运动来实现其张合运动， 杆的动力源来自后续驱 动源的液压缸，该液压 缸采用的是伸缩式液压 缸，该液压缸能够节省 横向的工作空间
1.步进电机 2.标准气缸 3.标准气缸 4.平行气爪
四自由度搬运机器人结构简图
机械手结构示意图
搬运机器人的机械设计------腕部设计