【正文】 ,1984 10 :機(jī)械工業(yè)出版社,1980 。自學(xué)了許多相關(guān)學(xué)科的內(nèi)容，求教了多位專業(yè)老師，上網(wǎng)和在圖書館查閱大量相關(guān)資料。在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我遇到了許多以前從未遇到過(guò)的問(wèn)題，但過(guò)通過(guò)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)和我的努力，這些問(wèn)題都得到了較好的解決?？椎乐睆綖?0mm。油路塊的設(shè)計(jì)1. 油路塊的各平面的銑削和磨削余量不小于2mm，.2. 孔道相交處要去毛刺。其主要功能是為液壓執(zhí)行元件提供一定壓力和流量的油液，而系統(tǒng)的控制任務(wù)主要由散裝在主機(jī)各處的控制閥來(lái)?yè)?dān)當(dāng)。根據(jù)伊頓威格士推薦的各類元件清潔度等級(jí)選擇過(guò)濾器，本設(shè)計(jì)中所才用的清潔度為18/16/14，根據(jù)手冊(cè)中所推薦的過(guò)濾精度，采用10毫米。目前用于軟管連接的主要是軟管接頭。根據(jù)所用的油泵以及工作溫度，選擇使用的黏度，查手冊(cè)，選用46號(hào)。各種元件的局部損失，列表如下：閥的名稱局部壓力損失，公斤/厘米單向閥1~行程閥~2換向閥2~3節(jié)流閥~3調(diào)速閥3~5背壓閥2~3因此，油泵的工作壓力P可簡(jiǎn)單估算如下： P=（p+） 公斤/厘米 =2．確定油泵的流量=KQ 升/分K——考慮系統(tǒng)油液泄漏的系數(shù)，一般取K=~算的：Q=（一）選擇液壓泵由于各部分缸體對(duì)驅(qū)動(dòng)泵的流量以及工作壓力各不相同，查手冊(cè)選擇YBX—16，此葉片泵的基本技術(shù)參數(shù)為：排量調(diào)節(jié)范圍為0~16（mL/r）~7Mpa額定轉(zhuǎn)速1450 r/min轉(zhuǎn)速范圍為600~1800r/min。=3米/分算的Q=（二）驅(qū)動(dòng)油缸的油泵的壓力和流量要求1．確定油泵的工作壓力Pp+ 公斤/厘米式中 P——油缸的最大工作壓力 （公斤/厘米） ——壓力油路（即進(jìn)油路）各部分壓力損失之和，其中包括各種元件的局部損失和管道的沿程損失，即 = （公斤/厘米） 一般液壓機(jī)械手的管路都不很長(zhǎng)，壓力損失主要是通過(guò)各元件的局部壓力損失。（4）手腕回轉(zhuǎn)油缸 根據(jù)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩選擇單葉片式擺動(dòng)液壓缸` 。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，軸向尺寸小，重量輕，安裝方便，便于整機(jī)布局，機(jī)械效率高。在油泵出油口處加設(shè)單向閥后，隔斷系統(tǒng)中高壓油液和油泵之間的聯(lián)系，從而起到保護(hù)油泵的作用。此外，電磁閥由于受到電磁吸力較小的限制，它的流量一般是在63升/分以下。這種同步方法十分簡(jiǎn)單，但是它的同步精度受到油溫變化、調(diào)速閥的精度、系統(tǒng)中的泄漏等影響。（3）同步控制回路這個(gè)機(jī)械手，要求以同樣的速度或同樣的位置進(jìn)行動(dòng)作，即實(shí)現(xiàn)同步動(dòng)作。采用節(jié)流調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是：簡(jiǎn)單可靠，調(diào)速范圍較大，價(jià)格便宜。如圖所示： 1. 油缸 采用了單向順序閥做平衡閥實(shí)現(xiàn)任意位置鎖緊的回路。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，機(jī)械手的動(dòng)作全部由電氣來(lái)控制。因它還能在液壓系統(tǒng)過(guò)載時(shí)被打開，使油液排回油箱，以保證系統(tǒng)的安全，其回路如圖所示： 在機(jī)械手各 油缸不工作的時(shí)候，油泵電機(jī)又不停止工作的情況下，為減少油泵的功率損耗，節(jié)省動(dòng)力，降低系統(tǒng)的發(fā)熱，使油泵在低負(fù)荷下工作，可采用卸荷回路。所以，我們?cè)O(shè)計(jì)的是將伸縮油缸和液壓站用支撐板固定在遠(yuǎn)離工件的立柱的另側(cè)，這樣，當(dāng)機(jī)械手回轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)中心將比較靠近回轉(zhuǎn)油缸的回轉(zhuǎn)中心，這樣，即減少了支撐軸的彎曲應(yīng)力，又可以使的機(jī)械手在裝配和設(shè)置油管路線時(shí)更加方便。該電控系統(tǒng)的步進(jìn)控制環(huán)節(jié)采用步進(jìn)選線器，其步進(jìn)動(dòng)作是在每一步動(dòng)作完成后，使行程開關(guān)的觸點(diǎn)閉合或依據(jù)每一步動(dòng)作的預(yù)設(shè)停留時(shí)間，使時(shí)間繼電器動(dòng)作而發(fā)信，使步進(jìn)器順序“跳步”控制電磁閥的電磁鐵線圈斷通電，使電磁鐵按程序動(dòng)作實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的自動(dòng)控制。工作要求越高，對(duì)密封裝置和配合件制造精度的要求就越高。 輸出力和運(yùn)動(dòng)速度在一定的油缸結(jié)構(gòu)尺寸下，主要決定于油液的壓力和流量，通過(guò)調(diào)節(jié)相應(yīng)的壓力和流量控制閥，能比較方便地控制輸出功率。因此，在活塞面積相同的條件下，液壓機(jī)械手可比氣動(dòng)機(jī)械手負(fù)荷大得多。 如單向閥、溢流閥、換向閥、節(jié)流閥、調(diào)速閥、減壓閥、順序閥等。 本次設(shè)計(jì)的液壓機(jī)械手，相當(dāng)于一臺(tái)專用液壓自動(dòng)機(jī)械，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)，液壓系統(tǒng)、電氣控制三大部分組成。壓力油經(jīng)過(guò)管道及一些控制調(diào)節(jié)裝置等進(jìn)入油缸，推動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)，從而使手臂作伸縮、升降等運(yùn)動(dòng)，將油液的壓力能又轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。其工作高度即離地面高度為H=2458mm，其支撐點(diǎn)b離地面的高度H2=1708mm，其B點(diǎn)的高度為H3=1925mm。由圖一計(jì)算其他尺寸：圖中虛線所示位置就是當(dāng)機(jī)械手將工件舉到最高時(shí)候的位置，實(shí)線所示的位置就是機(jī)械手在地面高度抓取工件的位置。它與指教坐標(biāo)式相比較，占地面積大而活動(dòng)范圍大，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，并能達(dá)到較高的定位精度，因此得到廣泛的應(yīng)用。自由度少，通用性越差，但是技術(shù)上容易達(dá)到，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用和維修方便。手腕和手指的運(yùn)動(dòng)成為輔助運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槭滞蟮倪\(yùn)動(dòng)只能改變被抓取工件的方位，而手指的夾放運(yùn)動(dòng)不能改變工件的位置和方位，故它不計(jì)為自由度數(shù)，其他運(yùn)動(dòng)都算作自由度數(shù)。第 二 章 平衡臂機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 機(jī)械手要像人的手一樣完成各種動(dòng)作是比較困難的。而手腕部分是我們所重點(diǎn)要求的，對(duì)其中的每一個(gè)零件、部件及組合體的尺寸和形體都有嚴(yán)格的要求，因?yàn)榻吹臋C(jī)械手是有人力動(dòng)作部分的，而且沒(méi)有手腕，取而代之的是一個(gè)吊鉤，為了將其改造成為可自動(dòng)抓取的機(jī)械手，每個(gè)零件的配合都要很考究。本次設(shè)計(jì)的對(duì)象是湖南省湘潭江麓機(jī)械有限公司所設(shè)計(jì)制造的七桿機(jī)械手，主要是對(duì)此機(jī)械手進(jìn)行實(shí)體改造。 最大抓取重量 40kg 抓取規(guī)格 棒料φ120mm，盤類φ300mm動(dòng)力：盡可能采用機(jī)械傳動(dòng)、電磁力或氣動(dòng)?？刂品绞椒譃殚_關(guān)式和伺服式兩種。它基本能滿足于各種要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。它的動(dòng)作程序可以按照工作需要來(lái)改變，大概是采用順序控制系統(tǒng)。它的工作程序是固定的，也可根據(jù)需要編制程序控制，以獲得多種工作程序，適應(yīng)多種作業(yè)的需要。更復(fù)雜的機(jī)械手（機(jī)械人）則采用數(shù)字控制系統(tǒng)、小型計(jì)算器或微處理機(jī)控制的系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)可根據(jù)動(dòng)作的要求，設(shè)計(jì)采用數(shù)字順序控制。一般用凸輪連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作。為了減少停機(jī)時(shí)產(chǎn)生的沖擊，氣壓系統(tǒng)的裝有速度控制機(jī)構(gòu)或緩沖減震機(jī)構(gòu)。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)所采用的元件為氣壓缸、氣馬達(dá)、氣閥等。其中以液壓、氣動(dòng)用的最多，占90%以上；電動(dòng)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)用的較少。手臂的作用是引導(dǎo)手指準(zhǔn)確得抓住工件，并運(yùn)送到所需要的位置上。 機(jī)械手手部的構(gòu)造系模仿人的手指，分為無(wú)關(guān)節(jié)、固定關(guān)節(jié)和自由關(guān)節(jié)三種。同時(shí)要提高速度，減少?zèng)_擊，正確定位，以更好地發(fā)揮機(jī)械手的作用。國(guó)內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄鍛，熱處理方面的機(jī)械手，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、?；O(shè)計(jì)，積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷向智能化方向發(fā)展，機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展和深化以及機(jī)器人在FMS, CIMS系統(tǒng)中的群體應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人也在不斷向智能化方向發(fā)展，以適應(yīng)“敏捷制造”(Agile Manufacturing)，滿足多樣化、個(gè)性化的需求，并適應(yīng)多變的非結(jié)構(gòu)環(huán)境作業(yè)，向非制造領(lǐng)域進(jìn)軍。集成化與系統(tǒng)化 大部分機(jī)器人采用了Ether網(wǎng)絡(luò)通訊方式，%，其他采用RS232, RA422, RS485等通訊接口。 在ABB公司的20多個(gè)型號(hào)產(chǎn)品中，采用了通用模塊化語(yǔ)言RAPID。在遠(yuǎn)程控制中已采用了分布式智能驅(qū)動(dòng)新技術(shù)。采用基于PC的開放結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)已成為一股潮流。CAD , CAM等技術(shù)己普遍用于設(shè)計(jì)、仿真和制造中。在普及第一代工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)上，第二代工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)推廣，成為主流安裝機(jī)型，第三代智能機(jī)器人也占有一定比重(占日本1998年安裝臺(tái)數(shù)的10%，銷售額的36% )。更在加工生產(chǎn)線、自動(dòng)線上應(yīng)用，成為機(jī)床、設(shè)備上下工序聯(lián)結(jié)和重要手段。并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS（Flexible Manufacturing System）和柔性制造單元FMC(Flexible Manufacturing Cell)中重要的一環(huán)。第二代機(jī)械手設(shè)有微型電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺，觸覺能力，甚至聽、想的能力。同年，美國(guó)機(jī)械鑄造公司也實(shí)驗(yàn)成功一種叫Versatrap機(jī)械手，原意是靈活搬運(yùn)。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項(xiàng)規(guī)定操作。在我國(guó)，近幾年來(lái)也有較快的發(fā)展，并取得一定的效果，受到機(jī)械工業(yè)和鐵路工業(yè)部門的重視。機(jī)械手的迅速發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們認(rèn)識(shí)：其一，它能部分地代替人工操作；其二，它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配。其中最為突出的是水下機(jī)器人，6000米水下無(wú)纜機(jī)器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還開發(fā)出直接遙控機(jī)器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機(jī)器人、爬壁機(jī)器人、管道機(jī)器人等機(jī)種；在機(jī)器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)。但總的來(lái)看，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離，如：可靠性低于國(guó)外產(chǎn)品；機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國(guó)外比有差距；在應(yīng)用規(guī)模上，我國(guó)已安裝的國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人約200臺(tái)，約占全球已安裝臺(tái)數(shù)的萬(wàn)分之四。這是一種誤解。美國(guó)發(fā)射到火星上的“索杰納”機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實(shí)例。（3）．工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。 機(jī)器人并不是在簡(jiǎn)單意義上代替人工的勞動(dòng)，而是綜合了人的特長(zhǎng)和機(jī)器特長(zhǎng)的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù) 工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說(shuō)它也是機(jī)器的進(jìn)化過(guò)程產(chǎn)物，它是工 業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備。機(jī)器人的種類之多，應(yīng)用之廣，影響之深，是我們始料未及的。本設(shè)計(jì)擬開發(fā)的上料機(jī)械手可在空間抓放物體，動(dòng)作靈活多樣，可代替人工在高溫和危險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)，可抓取重量較大的工件。機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用油缸、螺桿、導(dǎo)向筒等機(jī)械器件組成；在液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，機(jī)械手的手臂伸縮采用伸縮油缸，手腕回轉(zhuǎn)采用回轉(zhuǎn)油缸，立柱的轉(zhuǎn)動(dòng)采用齒條油缸，機(jī)械手的升降采用升降油缸，立柱的橫移采用橫向移動(dòng)油缸；在PLC控制回路中，采用的PLC類型為FX2N，當(dāng)按下連續(xù)啟動(dòng)后，PLC按指定的程序，通過(guò)控制電磁閥的開關(guān)來(lái)控制機(jī)械手進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作循環(huán)，當(dāng)按下連續(xù)停止按鈕后，機(jī)械手在完成一個(gè)動(dòng)作循環(huán)后停止運(yùn)動(dòng)。到了近代 ，機(jī)器人一詞的出現(xiàn)和世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人問(wèn)世之后，不同功能的機(jī)器人也相繼出現(xiàn)并且活躍在不同的領(lǐng)域，從天上到地下，從工業(yè)拓廣到 農(nóng)業(yè)、林、牧、漁，甚至進(jìn)入尋常百姓家。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化；由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)；國(guó)外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問(wèn)市。（6）．當(dāng)代遙控