基于PLC的物料搬运机械手设计

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5 结 论
由上述分析结果可知，在满足强度 刚度条件下，理
论上 1t 固定式矿车车轴可以采用整体空心轴和局部空
心轴
（）与原实心轴相比，在最大变形相同的条件下，整
体空心轴最大应力较大，而且受动载荷影响较大
（）在同样条件下，局部空心轴的应力和变形以及受
动载荷影响程度介于实心轴和整体空心轴之间
（）没有考虑整体空心轴和局部空心轴的结构细节
以及实际加工工艺对强度和刚度的影响，旨在对 1t 固定
式矿车车轴的轻型化途径进行探讨，为车轴轻型化实用
设计奠定前期基础
［参考文献］
［］ 曲芳，徐文娟，李广录.矿车自重及其重心位置对矿车运行特性
的影响分析［J］ .煤矿机械， 2009， 30 （4）： 82-85.
［］ 北京有色冶金设计院，鞍山黑色金属矿山设计院.金属矿山采
矿设备设计［M］ .北京：冶金工业出版社， 1977.
［］ 成大先.机械设计手册［M］ .北京：化学工业出版社， 2003.
（编辑毕 胜）
作者简介：徐文娟(1963-)，女，硕士，教授，主要从事教学管理和机械
设计理论及其应用方面的研究工作
收稿日期： 2010-07-13
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整体空心轴
局部空心轴
实心轴 最大应力/MPa
2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
动载荷系数 d
图6 最大应力随动载荷
系数变化规律图
整体空心轴
（局部空心轴）
实心轴
.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
动载荷系数 d
图 7 最大变形随动载荷
系数变化规律图
最大变形/10-4
m
基于 PLC的物料搬运机械手设计
张海英， 陈子珍， 翟志永
（宁波职业技术学院，浙江 宁波 315800）
引 言
物料搬运机械手在高温 重载 多粉尘的危险环境中
应用普遍，不但减轻了工人的劳动强度，还大大提高了劳
动生产率 本文对物料搬运机械手的机械结构和控制系统
进行阐述 所设计的机械手可完成机械手旋转 手臂垂直
上下 手臂水平移动 手爪旋转 个自由度的控制
2 总体概况
机械手组成
该物料搬运机械手为坐标式机械手，由机械手装置
和控制系统两大部分组成，用 PLC 作为主控器，来控制整
个机械手的运行，控制系统采用标准拈化设计，主要由
PLC 拈 电源拈 机械手控制拈等组成
机械手工作过程
按复位按扭后， PLC 控制转盘电机 横轴和竖轴步进
电机使机械手运行到初始位置
按启动按扭后， PLC 控制转盘电机正转，通过底盘
光电传感器记数到达设定位置后驱动转盘电机反转，运
行到设定位置 1 后， PLC 控制横轴和竖轴步进电机，横
摘 要： 在高温 重载 多粉尘的危险环境中，工业机械手的应用就显得尤其重要 文中介绍了-种用于物料搬运的工业
机械手的设计原理，用 作为主控制器，步进电机作为动力源来控制机械手实现移动 旋转和抓放动作，用此机械手
代替人手来搬运物料，不但减轻了工人的劳动强度，还大大提高了劳动生产率
关键词： 机械手； ；控制
中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ）
Design of Material Handling Manipulator Based on PLC
ZHANG Hai-ying CHEN Zi-zhen ZHAI Zhi-yong
（Ningbo Polytechnic， Ningbo 315800， China）
Under certain high-temperature， over-loading， multi-dust dangerous environment， industrial manipulator is
becoming more important. The paper introduces the design principle of material handling manipulator. Stepping motor
is controlled by PLC， which can control the movement， rotation， catch and release action of manipulator. Instead of
manpower， this manipulator can not only reduce the labor intensity of the worker but also increase productivity
significantly.
manipulator; PLC; control
机械工程师 年第 期