目前,在我国许多中小型机械制造企业中,仍有很多高危险性、高重复性的工作采用人工方式完成。在国外工业机械手市场中,各国知名品牌工业机械手价格普遍昂贵,维修维护成本较高,制约了我国中小型企业的广泛应用。在此情况下,本文根据企业实际需要设计一种齿轮加工自动线单元平台抓取机械手,其目的为代替人工完成对齿轮抓取、转运、摆放等工作,以此提高企业自动化生产效率与水平。齿轮加工自动线单元平台可灵活设置生产任务与节拍,与机械手智能组合可节约生产时间,也可方便制定机械手工作的进度计划。首先,在参考国内外工业机械手应用及特点的基础上,结合企业实际生产要求,设计一种可抓取齿轮外径不大于200mm、质量为4.3kg以下的6自由度抓取机械手,用在齿轮加工自动线中,在单元平台中使用机械手可使自动线灵活性更高。在本文对抓取机械手设计的过程中,要确定总体设计方案和传动系统,要对主要零件进行结构设计,再运用Solid Works软件进行三维实体建模。其次,基于机械手位姿描述和坐标变换,利用D-H参数法定义各连杆坐标系和参数。运用齐次变换矩阵法和位姿矩阵通式建立机械手运动学方程,并运用位姿矩阵的逆矩阵对运动学方程求逆解,以获得各关节旋转角度。再次,利用有限元分析软件对抓取机械手大臂和小臂进行静力学分析,通过分析应力与总变形云图验证大臂和小臂强度刚度是否满足可靠性要求。针对手爪进行模态分析,以便获得各阶固有频率,同时也为机械手振动试验和动态分析提供数据参考;应用ADAMS软件对抓取机械手进行仿真分析,以便得到机械手各关节和手爪末端点转动性能特征,同时为手爪控制系统设计提供参考依据。最后,运用三次插值方法对抓取机械手各关节进行轨迹规划。通过抓取机械手缩比样机抓取、转运和摆放齿轮的试验,验证各关节轨迹规划是否合理,样机缩放比例是否满足抓取机械手整体设计要求。