为了满足多种型号的手动变速器的换挡性能试验要求,课题结合现阶段手动变速器换挡试验台的研究进程,设计出一套具有自动换挡、数据采集、人机交互等功能的自动化换挡机械手。此设备既能模拟出人工换挡的运动过程,又能够保证换挡操作的可持续性和位移精度,节约了不必要的人工浪费,弥补普通人手操作所带来的诸多不足,提高变速器换挡性能试验的实施效率和数据结果的准确性。可见,自动换挡试验机械手的设计与研究具有十分重要的意义。本文首先分析现阶段国内外换挡机械手的研究成果,再根据国家行业测试标准对变速器换挡试验提出的实际要求制定出换挡机械手的初步设计方案。通过理论结合实际的方法对变速器内部换挡结构和工作原理进行分析,设计出具有两个自由度的直角坐标式换挡机械手的执行结构。驱动系统采用控制精度较高的西门子V90系列伺服驱动系统,与西门子S7系列PLC控制器搭配形成了具有较高位置精度的闭环伺服控制系统。在机械手功能编程方面,编写出具有标定、换挡、选档、回零等功能的PLC程序,通过手动标定和自动换挡相结合的方法实现了机械手的执行功能。系统中利用OPC技术协议建立了PLC与上位机的通讯连接,使人机交互功能得以实现。完成最后的整调试工作以后,我们把换挡试验机械手装配在变速器换挡性能试验台上进行某型号的变速器换挡性能试验并得出试验数据,分析试验数据后发现:此机械手已经基本具备换挡试验操作机构的功能,成功模拟出人工换挡各个阶段的换挡力的变化过程,具有一定的可实施性。