一、设计目的
培养学生的机械系统分析与综合能力、机械结构设计计算能力、控制器设计分析能力以及简单机电一体化系统设计能力，使学生初步掌握机电一体化设计方法，为较复杂机电一体化系统研发打下基础。
二、设计题目
设计生产线上下料机械手，实现圆柱形45钢制工件从供料处到工位的搬运。机械手总体方案如图1所示，可实现工件的抓放，底盘回转，手腕旋转，水平、垂直方向的运动，具体设计参数见表1。
原位：气爪（如三爪）夹紧，升降轴上升到位，气动手腕顺时针回转到手爪抓取方向与横轴平行，横轴缩回到位，底盘顺时针回转到位。
原位时，按下启动按钮，横轴伸出到位，气动手腕逆时针旋转到位，气爪张开，升降轴下降到位，气爪夹紧工件，延时0.5s，升降轴上升到位，横轴缩回到位，底盘逆时针回转到位，横轴伸出到位，气动手腕顺时针旋转到位，升降轴下降到位，气爪张开，工件放下，延时0.5s。气爪夹紧，升降轴上升到位，横轴缩回到位，底盘顺时针回转到原位。
图1 总体设计方案图
表1设计参数表
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第一组
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第二组
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第三组
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第四组
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尺寸(直径×高)
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Φ24×20mm
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Φ38×20mm
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Φ54×40mm
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Φ58×40mm
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横轴行程
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80mm
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120mm
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160mm
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200mm
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垂直轴行程
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60mm
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90mm
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120mm
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150mm
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底盘回转角度
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180°
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180°
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270°
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270°
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气爪旋转角度
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180°
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180°
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180°
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180°
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控制方式
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PLC控制
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PLC控制
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PLC控制
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PLC控制
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驱动方式
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电机+气压驱动
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电机+气压驱动
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电机+气压驱动
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电机+气压驱动
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速度
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伸缩、升降速度≥40mm/s ，底盘回转速度≥90°/s，气爪回转速度≥90°/s，气爪最大工作频率3Hz。
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三、设计要求
1、设计说明书1份（内含设计计算书、气动原理图、PLC接线图和程序等）；2、装配图（0号图纸1张）。
四、 进度安排
1、总体方案设计与计算、零部件选型、气动原理图 3天；2、机械手装配图绘制 3天；3、PLC接线图及程序设计、调试 4天；4、撰写设计说明书 2天；5、答辩1天。
