EquipmentManufactringTechnologyNo.3，2012

工业机器人机械手设计

黄贤新

（天津工业大学机械工程学院，天津

300387）

摘要：本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小驱动方式，完成机器人机械手的设计。臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、关键词：机器人机械手机械设计中图分类号：G642

文献标识码：A

文章编号：1672-545X（2012）03-0220-02

在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，

保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水

喷涂、搬运以平，目前，工业机器人主要承担着焊接、

及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。

1工业机器人概述

在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基

但在机械工业中，加工、装配等生产是不本得到解决。

连续的。专用机床是大批量生产自动化的有效办法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效

但除切地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。

削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。

工业机器人多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置。机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器人。

给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的底

座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台。该设计的目的是为了设计一台物料搬运机器人，利用现有已经报废的焊接机器人，本文的中结构设计主要偏向于对原

该机器人具有四个自有机构的改造和机械手的设计。

由度，即腰关节、肩关节、肘关节和腕关节，都为转动关节；还有一个用于夹持物料的机械手。2.1机械手的设计

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：夹钳式取料手，吸附式取料手，专用操作器及转换器，仿生多指灵巧手。

本文设计对象为物料搬运机器人，并不需要复杂的多指人工指，只需要设计能从不同角度抓取工

手指是直接与工件接触的部件。手指松件的钳形指。

开和夹紧工件，是通过手指的张开与闭合来实现的。传动机构是向手指传递运动和动力，以实现夹紧和松开动作的机构。根据手指开合的动作特点分为回转型和平移形。本文采用回转型传动机构。

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2机器人机械手设计

本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于

28°90°

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图1机械手机构简图

收稿日期：2011-12-25作者简介：黄贤新（1990—），男，广西梧州人，天津工业大学机械工程学院2008级本科生，研究方向是机械工程自动化。

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