以板材加工过程中用于板材搬运的机械手为研究对象，分析了该机械手的本体结构。机械手采用气动真空吸盘作为机械手的末端执行器，有4个自由度。详细阐述了其末端执行器关键参数的设计计算。实践证明，该机械手能完成满足生产线的要求。
随着工业生产规模的不断扩大，生产线的自动化水平须大力提高，特别是在高温、重载、大噪声等恶劣的工作环境中，人工操作劳动强度大，易发生安全事故。某公司的板材生产线上，板材经熔化后压铸成形，再进行粗切割， 切割后需把板材搬运到指定框架中。因工件重、形状大，所以人工搬运效率低，所需员工多，且易发生碰撞，影响板材的后续加工。所设计的工业机械手采用真空吸盘作为机械手的末端执行器，利用真空吸附方式抓取工件，可自动搬运板材。
气动真空吸盘机械手结构
结构要求
该机械手的作用是将粗切割后的板材(约10kg)从工作台上搬运到堆放架内，要求叠放有序，不能碰撞。结构上要求能实现X、Y、Z 三个方向的移动，且Z 轴能旋转，结合实际生产线情况，机械手要达到以下要求：
(1)分升降机构、横移机构、抓放机构三个机构;
(2)升降机构设计：直线升降，采用滚珠丝杠传动，用直线光杆导向，上下升降速度最快50mm/s，升降行程范围0～1800mm，最大承载力1 000N;
(3)横移机构设计：X、Y 两个方向横移，采用滚珠丝杠和同步带传动，移动速度最大50mm/s，移动行程范围0～3500mm，最大承载力1 000N;
(4)抓放机构设计：采用气动方式进行工件的抓放，总最大吸附力250N。
总体结构
该工业机械手由支架、手臂和手爪组成，4 个自由度分别为：X、Y、Z 三个方向的移动和Z 轴旋转， 为设计的机械手总体结构图。总体设计思想为：X、Y、Z 三个方向采用伺服电机驱动，通过丝杠、同步带、轮系等机械机构进行间接传动，末端执行器为气动吸盘手爪，可通过改变吸盘位置实现不同形状工件的抓放。
传动过程
以把工件从位置1搬运到位置2为例， 机械手从原点位置开始，X 轴伺服电机运转带动装在输出轴上的同步带一起旋转， 经同步带传动带动与X轴平行的轴旋转，从而驱动机械手工作平台在X 轴方向移动，紧接着Y 轴伺服电机运转带动机械手平台在Y 轴方向移动，然后Z 轴伺服电机运转带动手爪下移从位置1 抓取工件;手爪上升沿X 方向后退，Y轴伺服电机运转带动机械手平台在Y 轴方向移动到达位置2上方，Z轴伺服电机运转带动手爪下移放工件。