液壓機(jī)械手設(shè)計(jì) 機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 3 機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)方案 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表 （ 1）、設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) : 抓重： kg10 自由度數(shù)： 4個(gè)自由度 座標(biāo)型式：圓柱座標(biāo) 手臂最小中心高： mm1000 手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)： 伸縮行程 mm600 伸縮速度 sm/2 升降行程 mm400 升降速度 sm/2 定位精度： 177。綜合考慮，兩手臂的驅(qū) 動(dòng)均選擇液壓驅(qū)動(dòng)方式，通過(guò)液壓缸的直接驅(qū)動(dòng)，液壓缸既是驅(qū)動(dòng)元件，又是執(zhí)行運(yùn)動(dòng)件，不用再設(shè)計(jì)另外的執(zhí)行件了；而且液壓缸實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，控制簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的控制。具體的安裝形式應(yīng)該根據(jù)本設(shè)計(jì)的具體結(jié)構(gòu)和抓取物體重量等因素來(lái)確定，同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局上應(yīng)該盡量減少運(yùn)動(dòng)部件的重量和減少對(duì)回轉(zhuǎn)中心的慣量。 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 11 頁(yè) 共 23 頁(yè) 4 手臂伸縮與升降 液壓缸 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 手臂伸縮液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 手臂伸縮液壓缸的驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 伸縮液壓缸活塞驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算公式為： 慣回密摩驅(qū) FFFFF ???? (1) 式中 摩F ——— 手臂運(yùn)動(dòng)時(shí)，為運(yùn)動(dòng)件表面間的摩擦阻力。 （ 1） 摩F 的計(jì)算 經(jīng)計(jì)算 ）（總摩 a aLGF ??? 2? (2) 式中 總G ——— 參與運(yùn)動(dòng)的零部件所受的總重量 )(N 。 手臂啟動(dòng) 速度 smmv /2021?? ，啟動(dòng)時(shí)間 st ?? ， kgNg /10? ，帶入數(shù)據(jù)得： Ntg vGF 2300 ?? ????? 總慣 （ 3） 密F 的計(jì)算 不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂設(shè)計(jì)中，采用 O 型密封圈，當(dāng)液壓缸工作壓力小于 MPa10 時(shí)，液壓缸密封處的總的摩擦阻力為： 驅(qū)密 FF ? （ 4） 回F 的計(jì)算 一般背壓阻力較小，為了計(jì)算方便，將其省略。 圖 51雙作用液壓缸示意圖 當(dāng)油進(jìn)入無(wú)桿腔： ??? 4 211 DPFF ??驅(qū) 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 13 頁(yè) 共 23 頁(yè) 當(dāng)油進(jìn)入油桿腔： ???4 )( 2222 dDPFF ???驅(qū) 式中 驅(qū)F ——— 手臂伸縮液壓缸驅(qū)動(dòng)力 )(N D ——— 液壓缸內(nèi)徑 )(mm d ——— 活塞桿直徑 )(mm ? ——— 液壓缸機(jī)械效率，在工程機(jī)械中用耐油橡膠可取 ?? 1P ——— 液壓缸的工作壓力 )(MPa 帶入數(shù)據(jù) 得： 驅(qū)FNFrRPF ?? ??? 3580 )( 22 ?? 所以手臂伸縮液壓缸主要參數(shù)為 表 41 所示 ： 表 41 手臂伸縮液壓缸主要參數(shù)表 液壓缸內(nèi)徑 D 工作壓力 P 活塞桿直徑 d 驅(qū)動(dòng)力 F 80mm 1MPa 40mm 3580N 手臂升降 液壓 缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 手臂升降液壓缸驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 圖 51 手臂各部件重心位置圖 設(shè) NG 100?工件 NG 50?手抓 NG 50?手腕 NG 100?手臂 所以 NG 3001005050100 ?????總 設(shè) mm1200?工件? mm1100?手抓? mm1000?手腕? mm600?手臂? 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 14 頁(yè) 共 23 頁(yè) mmGGGG GGGG 1050???? ????手臂手腕手抓工件手臂手臂手腕手腕手抓手抓工件工件 ????? 所以偏轉(zhuǎn)力矩 mNGM ????? 3 1 51 0 5 03 0 0?總偏 式中 ? ——— 重心到回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的距離 (mm) 手臂在 總G 的作用下有向下的趨勢(shì)，而立柱導(dǎo)套則防止這種趨勢(shì)。 經(jīng)過(guò)以上分析計(jì)算，液壓缸的驅(qū)動(dòng)力為： 5001 0 0 2 1 2 ????????? 驅(qū)總慣回密摩驅(qū) FGFFFFF 所以 當(dāng)液壓缸向上驅(qū)動(dòng)時(shí) NF 2796?驅(qū) 當(dāng)液壓缸向下驅(qū)動(dòng)時(shí) NF 1765?驅(qū) 尺寸校核 經(jīng)過(guò)上面計(jì)算，確定了液壓缸的驅(qū)動(dòng)力 驅(qū)F ，因此選擇液壓缸的工作壓力MPaP 1? ，為了滿(mǎn)足要求，此時(shí)取 NF 2797?驅(qū) 進(jìn)行計(jì)算。 e ——— 工件重心到手腕回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的垂直距離 )(m 。 啟? ——— 啟動(dòng)過(guò)程所轉(zhuǎn)過(guò)的角度 )(rad 。 由于實(shí)際回轉(zhuǎn)液壓缸所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力 矩必須大于總的阻力矩 總力矩M ，即： 總力矩MrRpbM ??? 2 )(22 式中 總力矩M —— 手腕回轉(zhuǎn)時(shí)的總的阻力矩（ mN? ） P —— 回轉(zhuǎn)液壓缸工作壓力（ MPa ） R —— 缸體內(nèi)孔半徑（ mm ） r —— 輸出軸半徑（ mm ） b —— 動(dòng)片寬度（ mm ） 所以 2 )( 22 rRpbM ?? 總力矩MmN ??????).(21 2)( 226 所以腕部回轉(zhuǎn)液壓缸主要參數(shù)為 表 44 所示 ： 表 44 腕部回轉(zhuǎn)液壓缸主要參數(shù) 表 工作壓力 P 缸體內(nèi)徑 D 輸出軸半徑 r 回轉(zhuǎn)力矩 M 動(dòng)片 寬度 b 2MPa 50mm 5mm 21N手臂伸縮和手臂升降等 4個(gè)動(dòng)作。由于近年用工荒的日漸嚴(yán)重，機(jī)械手在工廠(chǎng)中的運(yùn)用越來(lái)越突出，并且發(fā)揮著重要的作用。在設(shè)計(jì)前期的準(zhǔn)備時(shí)，楊老師就非常關(guān)注我的選題，指明選 題方向，幫助分析題目的可行性和實(shí)際中可能出現(xiàn)的問(wèn)題以及需要注意的事項(xiàng)；在進(jìn)行方案選擇時(shí)，為我指出所需要重點(diǎn)掌握的知識(shí)范圍，并幫助我分析相應(yīng)知識(shí)難點(diǎn)的原理，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能順利進(jìn)行。 蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 23 頁(yè) 共 23 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1]張福學(xué)編．機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [2]工業(yè)機(jī)械手圖冊(cè)編寫(xiě)組 .工業(yè)機(jī)械手圖冊(cè) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1978 [3]朱世福，王宣銀 .機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用 [M]. 杭州：浙江大學(xué)出版社， 2021 [4]蔡自興 .機(jī)器人學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展戰(zhàn)略 [J].機(jī)器人技術(shù)， 2021, 4 [5]馮香峰 .機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1991 [6]陳明 .機(jī)械制造工藝學(xué) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021 [7]孫恒 陳作模 葛文杰 .機(jī)械原理 [M].北京 :高等教育出版社 ,2021 [8]周伯英 .工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1995 [9]龔振幫 . 機(jī)械人機(jī)械設(shè)計(jì) .[M]北京：電子工業(yè)出版社， 1995 [10]楊黎明 .機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) .第一版 .國(guó)防工業(yè)出版社， 1986,12 [11]李允文 .工業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1994,8 [12]盧頌峰 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].第一版 .機(jī)械工業(yè)出版社， 1998,4
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