1．本课题的研究意义

抓取不规则物体的机械手是在机械化、自动化、智能化生产过程中发展起来的一种新型的机械手装置。近年来的发展过程中，随着科学技术的发展以及先进电子设备的发展，电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了自动化生产流水线上抓取不同种类的物体的机械手的发展。使得自动化机械手抓的机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。

本次课题主要研究的是抓取不规则物体的机械手夹爪，其设计的意义重大，实用性比较强，在现在生产流水线等市场上的使用范围广泛，是现代机械传动设备中的重要组成部分。研制各类传感器及检测元器件，如，触觉、视觉、听觉、味觉、和测距传感器等，用传感器获得工作对象周围的外界环境信息、位置信息、状态信息以完成模式识别、状态检测，提高运动速度和运动精度，减少重量和占用空间，加速机器人功能部件的标准化和模块化，将机器人的各个机械模块、控制模块、检测模块组成结构不同的机器人。随着现代化生产技术的提高，机器人设计生产能力进一步得到加强，尤其当机器人的生产与柔性化制造系统和柔性制造单元相结合，从而改变目前机械制造的人工操作状态，提高了生产效率。

2．本课题的基本内容

本次设计的抓取不规则物体机械手的基本内容，主要有手部的夹爪结构组成，采用运动部分实现对不规则物体的夹紧作用。实现抓取夹爪的结构设计，采购控制系统对夹爪的夹持进行结构分。主要的设计内容如下：

1、手部结构设计。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[1]。

2、运动机构设计。运动结构是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姿势[4]。

3、传动系统的设计。传动系统是组成机械夹爪重要的部分，可以采用齿轮传动的原理实现夹爪的抓取效果，也可以使用涡轮蜗杆的结构实现夹爪的抓取。

4、自由度的设计。自由度是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[2]。自由度越多，自动上料机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用自动上料机械手有2～3个自由度。

设计成果：完成抓取不规则物体的夹爪结构设计，计算传动结构参数，分析结构设计的可靠性，完成三维SolidWorks结构建模设计，绘制二维工程图，撰写说明书。

3．本课题的重点和难点

本课题需要查阅相关涉及资料，选择有用的参数及材料，结合现有的设计与目前的机械手现状进行对比，创新及构思一种抓取不规则物体的机械手装置的结构总体。

设计重点:传动结构的设计、夹爪连杆结构设计、电机的选型、设计参数的校核计算、经济性和实用型分析。

设计难点：如何实现设计的机械手能够实现对不同规则物体的正常抓取？

在本次设计中，设计的难点就是如何实现不规则物体的抓取，由于物体大小和形状都是不一致的，在实现对其不同环境下进行抓取，就需要使得抓取机构能够随物体的形状和大小的变化而变化，满足抓取的要求，达到抓取的可靠性，防止抓取过程中对物体造成损坏和掉落的风险。

解决方案：设计四爪夹紧机械手，夹爪的夹紧部分采用连杆结构形式，连杆结构的传动机械结构，在设计上更好的解决设计上的难题，达到自由度的限制，更好的实现对物体的夹紧，传动结构采用齿轮传动，齿轮传动能够更好的控制夹紧的位置，保证对不规则物体夹紧的保障性。

4．论文提纲

1 前言

1.1机械手夹爪研究背景和意义 

1.2国内外的研究现状和趋势

1.3机械手夹爪研究的内容

2 抓取不规则物体机械手总体结构设计

2.1设计方案的分析

2.2传动结构方案、驱动方式的确定

2.3机械手机械传动原理

2.4机械手总体方案设计

3 抓取不规则物体机械爪各部件的结构设计计算

3.1 夹爪部分结构设计

3.2 夹爪电机选型

3.3 齿轮传动结构的计算校核

3.4 承载能力的计算

4 机械手总体结构经济性分析

总结

指导教师意见：

（对本课题的深度、广度及工作量的意见）

指导教师：  （签名）

年   月   日

院系审查意见：

院系负责人：   （签名）

年   月   日