由以上演变可以看出，曲轴的加工工艺正向着高速、高效、复合化方向发展。面对曲轴加工工艺的飞速发展，曲轴生产中的搬运技术也对应着发生质的变化，原始的曲轴生产线上的搬运是人工进行的，其不稳定因素很多，安全隐患较高，搬运效率低下，且成本得不到降低。进入新的世纪，曲轴搬运正向全自动、机械化发展，由此，机械手搬运在曲轴的生产中大放异彩，比起传统的人工搬运，机械手具有前者无法企及的准确性、高效性和重复性，且为企业降低了生产成本。机械手逐渐替代人工搬运，成为曲轴生产搬运中的主力军。

1.2搬运机械手的应用

随着工业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[1-5]。

国内外机械工业、铁路部门中的搬运械手主要应用于以下几方面：

（1）冷加工方面的应用

冷加工方面机械手主要用于柴油机配件以及轴类、盘类和箱体类等零件单机加工时的上下料和刀具安装等。进而在程序控制、数字控制等机床上应用，成为设备的一个组成部分。最近更在加工生产线、自动线上应用，成为机床、设备上下工序联接的重要于段。

图1.1 生产线上的搬运机械手

（2）拆修装方面

拆修装是铁路工业系统繁重体力劳动较多的部门之一，促进了机械手的发展。目前国内铁路工厂、机务段等部门，已采用机械手拆装三通阀、钩舌、分解制动缸、装卸轴箱、组装轮对、清除石棉等，减轻了劳动强度，提高了拆修装的效率。近年还研制了一种客车车内喷漆通用机械手，可用以对客车内部进行连续喷漆，以改善劳动条件，提高喷漆的质量和效率。

 码垛机械手

（3）搜救、抢险方面

搜救、抢险领域环境复杂恶劣，很多地方人力无法完成，这时需要机械手去完成任务。

 搜救机器人

1.3 国内外研究现状

1.4 本文主要研究内容

工业机械手是一种以手部动作为主的机械人系统。合理的设计方案是提高机械手工作性能、优化系统结构、降低制造成本的基础；合理的机械结构、可靠的驱动系统、安全便利的控制方式又是机械手工作的重要保证。本课题研制的曲轴搬运机械手在汲取其它机械人系统优点的基础上，又结合曲轴搬运的实际对其进行了深入地调查和研究。因此本机械手无论是在功能实现、原有资源利用上，还是在可靠性、成本核算上都有校大改善。

主要研究内容如下：

（1）选定邵阳汽车发动机厂480-05008A型四缸曲轴，分析其结构和加工工况，确定机械手的基本结构。

（2）通过交流电动机实现升降台的上下移动和水平滑动，采用自锁气缸实现手指的开合动作，并进行合理的整体机械结构设计，完成两工位间的搬运。

 （3）用PRO/E软件对所设计的机械手进行3D建模。

1.5 本章小结

本章首先介绍了本课题的研究背景，其次对其意义和目的进行了阐述，然后阐明了机械手的国内外研究现状，再次，列举了机械手在各领域的应用，最后简要概括了本课题的主要研究内容。

第二章 机械结构设计

机械系统的设计是由工件的结构和加工工序决定的，用于完成包括机械力,源Z自`优尔~文)论(文]网[www.youerw.com、运动和能量流动等动力学任务的机械和机电部件相互联系的系统。它的主要功能是完成一系列机械运动。每一个机械运动可单独由控制器、传动机构和执行机构组成的子系统来完成，因此，机械系统的设计要考虑产品的总体布局、机构选型、结构造型的合理化和最优化。