变速器是车辆传动系统中重要装置,而下线检测是变速器产品开发中的一个重要环节。换挡机构作为变速器下线检测试验台的重要组成部分,主要应用于检测变速器换挡性能,同时还可以减轻工人劳动强度,提高生产效率等。本文以变速器下线检测试验技术为背景,针对现有手动变速器下线检测设备的需求和不足进行分析,对手动变速器下线检测试验台换挡机械手进行设计及实现。本文首先对国内外变速器试验台架及换挡机械手的现状做了分析研究,根据课题实际换挡需求及低成本要求,采用基于直角坐标五自由度换挡机械手方案,并对其机械机构进行了设计,通过对关键部件进行有限元分析以及试验台架虚拟运动仿真验证,有效地解决了曲线换挡、档位行程标定等问题。其次根据变速器选换挡原理及试验流程,对机械手控制系统总体功能进行研究分析,确定了系统的控制方案。通过对其硬件系统各部分及相关技术的设计与研究完成了机械手硬件系统的建立。最后在Labwindows CVI开发环境中完成了上位机操作界面的设计和控制程序的开发,实现了人机交互和试验的自动化换挡操作。同时换档执行机构不需要对变速器箱体进行结构改造,针对不同类型的变速器下线检测试验,只需在上位机软件中选择变速器类型和相应程序就能满足试验要求,具有一定的通用性。经过现场设备装调及运行,本文提出的自动换档机械手的整体设计和控制方案满足设计要求,能够代替人手实现换档操作,具有结构紧凑、操作方便、定位精度高、安全可靠、系统运行稳定等优点。