【正文】 由于采用液壓驅(qū)動的方式，液壓驅(qū)動相對于其他的驅(qū)動方式的優(yōu)點是：① 操縱控制簡便，自動化程度高；② 由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長；③ 體積小、重量輕，例如同功率液壓馬達的重量只有電動機的10％～20%。編程方式采取起保停電路方式，因為這樣的方式邏輯比較清晰，修改起來也比較方便，同時很多轉(zhuǎn)換條件都是短線號，即它存在的時間比它激活的后續(xù)步為活動步的時間短，因此應(yīng)使用有記憶（或稱保持）功能的電路（如起保停電路）來控制代表步的輔助繼電器。輸出組件：輸出狀態(tài)寄存器、輸出鎖存器、光耦合器、功率放大器等（繼電器和晶體管）微處理器：包括控制部分和運算部分。不論自動電氣控制裝置復(fù)雜程度如何，對于生產(chǎn)線及各種功能的機械手來說，一般都要求電氣控制系統(tǒng)按照預(yù)先規(guī)定的動作程序進行順序控制。其油路分述如下：進油路：過濾器1→泵3→單向閥6→節(jié)流閥20→閥23左位→液壓缸24的左進油右出油。其油路分述如下：進油路：過濾器1→泵3→單向閥6→減壓閥35→節(jié)流閥30→換向閥31→液控單向閥32→液壓缸33的左腔。 減速緩沖回路通用工業(yè)機械手要求可變行程，它是由微機控制，可在行程中任意點定位，故應(yīng)在液壓系統(tǒng)中采用緩沖裝置，形成緩沖回路。若只用一節(jié)流速調(diào)速時，則進行油達到最大允許調(diào)速來實現(xiàn)調(diào)節(jié)。為減少泄漏，除嚴格控制相對運動表面的配合間隙外，主要的是采用密封裝置進行密封。引起泄漏的原因是加工精度和滑動面光潔度不高，以及控制裝置不良所致。機械手采用液壓傳動比采用氣壓傳動有如下優(yōu)點：(1) 能得到較大的輸出力和力矩；(2) 液壓傳動滯后現(xiàn)象下，反應(yīng)較靈活，傳動平穩(wěn)；(3) 輸出力和運動速度控制較容易；(4) 可達到較高的定位精度。 ()（1）慣性力矩的計算 ()式中 ——回轉(zhuǎn)缸動片角速度變化量（），在起動過程中= ；t——起動過程的時間(s)。因而，其設(shè)計與臂部的設(shè)計經(jīng)常一起考慮。（1） 當臂部處于上仰時， 解得 （2）當臂部處于下仰時， 解得 選擇其中最大值作為俯仰擺動缸設(shè)計的驅(qū)動力。不同的密封圈，其摩擦阻力是不同的。 手臂直線運動的驅(qū)動力計算通常先進行粗略的估算，或類比同類型的結(jié)構(gòu)，根據(jù)運動參數(shù)初步確定有關(guān)機構(gòu)的主要尺寸，再進行校核計算，修正設(shè)計。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點是能承受較大偏重力矩。減少慣性沖擊的措施有： ①減少臂部運動件的重量，采用鋁合金等輕質(zhì)高強度材料②減少臂部運動件的輪廓尺寸③減少回轉(zhuǎn)半徑，在安排機械手運動順序時，先縮回回轉(zhuǎn)(或先回轉(zhuǎn)后伸)，盡可能在較小的前伸位置下進行回轉(zhuǎn)動作④驅(qū)動系統(tǒng)中設(shè)有緩沖裝置。 臂部設(shè)計的基本要求(1)臂部應(yīng)承載能力大、剛度好、自重輕①根據(jù)受力情況，合理選擇截面形狀和輪廓尺寸。等速轉(zhuǎn)動角速度。(3) 具有兩個自由度的回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)。（3）必須考慮工作條件。工件的重力G=100N,解得握力N=，b=120mm, a=20mm,代入公式中解得 驅(qū)動力P=678N\圖41 (2)實際驅(qū)動力：式中P——計算出的驅(qū)動力——手部的機械效率——安全系數(shù)，一般取為(～2)——工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響，可近似估算：，其中a為被抓取工件運動時的最大加速度，g為重力加速度()該傳力機構(gòu)為杠桿式，故取，并取=,假設(shè)被抓取工件的最大加速度a=g時，那么=2.所以N表41 液壓缸的工作壓力作用在活塞上外力F（N）液壓缸工作壓力Mpa作用在活塞上外力F（N）液壓缸工作壓力Mpa小于5000 50000以上 （3）確定液壓缸的直徑D 由《機械設(shè)計手冊 液壓傳動與控制》可知 由于作用在活塞上的外力小于5000N,故選擇液壓缸壓力油工作壓力P=1MPa,根據(jù)《機械設(shè)計手冊 液壓傳動與控制》，選取液壓缸內(nèi)徑為：D=63mm則活塞桿內(nèi)徑為: D==，選取d=32mm機械手能否準確夾持工件，把工件送到指定位置，不僅取決于機械手的定位精度（由臂部和腕部等運動部件來決定），而且也于機械手夾持誤差大小有關(guān)，為使機械手能適用于多品種小批量 工件直徑在一定范圍內(nèi)變化的生產(chǎn)中，必須使用合理的手部結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以采用自動定心的手部結(jié)構(gòu)來減少機械手的調(diào)整工作，從而使加持誤差控制在較小范圍內(nèi)。一般用凸輪連桿機構(gòu)實現(xiàn)規(guī)定的動作。由于空氣的可壓縮性大，很難實現(xiàn)中間位置的停止，只能用于點位控制，而且潤滑性較差，氣壓系統(tǒng)容易生銹。液壓驅(qū)動主要是通過油缸、閥、油泵和油箱等實現(xiàn)傳動。臂部設(shè)計的基本要求為：a 承載能力大，剛度好，自重輕 b 運動速度高，慣性小 c 臂部運動應(yīng)靈活 d 位置精度要高除上面提到的要求外，還要保證機械手的通用性要好，能適應(yīng)在不同環(huán)境作業(yè)的要求：工藝性要好，便于安裝和加工。并帶動他們作空間運動。由于被抓握工件的形狀、尺寸大小、輕重和材料的性能、表面狀況等不同，工業(yè)機械手的手部結(jié)構(gòu)是多種多樣的，大部分的手部結(jié)構(gòu)都是根據(jù)工件的要求而設(shè)計的。 180186。球坐標式四自由度機械手項目設(shè)計方案2 設(shè)計參數(shù)球坐標式四自由度機械手設(shè)計 初始參數(shù)與設(shè)計要求（1）抓重：100N（2）自由度：4個（3）臂部運動參數(shù)：表 21運動名稱符號行程范圍速度伸縮X350mm＜250mm/s回轉(zhuǎn)φ0 186。＜90 186。常用的手部結(jié)構(gòu)有夾鉗式、氣吸式、電磁式以及其他形式。臂部運動的目的是把手部送到空間運動范圍內(nèi)的任意一點。用于高溫環(huán)境作業(yè)的機械手，還要考慮隔熱和冷卻；用于粉塵大作業(yè)區(qū)的機械手，還要設(shè)置防塵裝置等。它利用油缸、馬達加上齒輪、齒條實現(xiàn)直線運動；利用擺動油缸、馬達與減速器、油缸與齒條、齒輪或鏈條、鏈輪等實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動。為了減少停機時產(chǎn)生的沖擊，氣壓系統(tǒng)裝有速度控制機構(gòu)或緩沖機構(gòu)。它的優(yōu)點是動作確實可靠，速度高，成本低；缺點是不易調(diào)整。該設(shè)計以棒料來分析機械手的夾持誤差精度。對于本設(shè)計，機械手的工作條件是在正常工作場合中搬運加工的棒料，不會受到環(huán)境的影響，對機械手的腕部沒有太多不利因素。它是來實現(xiàn)腕部的回轉(zhuǎn)和左右擺動。因為 =（+)=======代入 =(+) =33所以 =+0+33=(2)回轉(zhuǎn)液壓缸的設(shè)計計算 單葉片回轉(zhuǎn)缸的壓力P與驅(qū)動力矩M的關(guān)系為 式中 R——缸體內(nèi)壁半徑 r——輸出軸半徑 b——動片寬度 根據(jù)表51選擇液壓缸內(nèi)徑R=64mm,輸出軸直徑d=32mm,動片寬度b=25mm. 那么回轉(zhuǎn)缸工作壓力為 選擇工作壓力為P=4Mpa. 表51 液壓缸的內(nèi)徑系列（JB82666） （mm）2025324050556365707580859095100105110125130140160180200250表52 標準液壓缸外徑（JB106867） （mm）液壓缸內(nèi)徑40 5063809010011012514015016018020020鋼P5060769510812113316814618019421924545鋼506076951081211331681461801942192456腕部與臂部連接處的回轉(zhuǎn)液壓缸的設(shè)計計算 在上節(jié)的計算中，可知腕部及手指和工件的重力分別為G1=360N,G2=,直徑為105mm的圓柱體，其重力為臂部伸縮油缸等效為高為730mm,直徑為135mm的圓柱體，其重力為若腕部啟動過程按等加速運動，腕部轉(zhuǎn)動時的角速度，啟動過程所用的時間為，則 若腕部轉(zhuǎn)過的角速度為，啟動過程所轉(zhuǎn)過的角度為，則式中——參與腕部轉(zhuǎn)動的部件對轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動慣量() ——工件對腕部轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動慣量()設(shè)置轉(zhuǎn)過的角度=，啟動時間=，那么角速度=， 解得 那么 =0解得根據(jù)表選擇液壓缸內(nèi)徑，輸出軸直徑為，動片寬度為，那么回轉(zhuǎn)缸工作壓力為 式中 R——缸體內(nèi)壁半徑（m） r——輸出軸半徑（m） b——動片寬度（m）解得7 臂部的設(shè)計計算臂部是機械手的主要執(zhí)行。②提高支撐剛度和合理選擇支撐間的距離。(3)臂部動作應(yīng)靈活。其缺點是回轉(zhuǎn)運動傳動路線長，花鍵軸的變形對回轉(zhuǎn)精度的影響較大 ②回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的機身結(jié)構(gòu)。如此反復(fù)數(shù)次，繪出最終的結(jié)構(gòu)。在手臂設(shè)計中，采用O型密封，當液壓缸工作壓力小于10Mpa。俯仰擺動油缸計算出驅(qū)動力后即可按照直線伸縮油缸的設(shè)計計算。機身可以是固定的，也可以是行走的，既可以沿地面或架空軌道運動?！鄄炕剞D(zhuǎn)部件（包括工件）對回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量（）。但液壓傳動也有如下缺點：(1)