【正文】 此次設計中，收獲最大的是那些分析和解決問題的思維方式和途徑。它大致可分為四個部分：即運算放大器部分，正、負向放大部分，正、負向閥值部分，檢查電路。程序進行過程如下：當程序起動后，即由程序時間計算單元，按照在矩陣板上給定的各步不同的時間間隔、外部聯(lián)鎖及給定的位置要求，一步一步地向步進計數(shù)單元送入步進脈沖。 手臂的手腕位置的檢測用電位器，直接裝在手臂和手腕回轉油缸的主軸的一端，與油罐主軸 同步回轉，把角位移轉變成電壓信號輸出給電液壓控制系統(tǒng)。如圖44 圖44換向回路調速方案 從工況圖可知，本系統(tǒng)功率較小，故先簡單的進油路節(jié)流閥調速。節(jié)流閥的流量特性節(jié)流閥的輸出流量與節(jié)流口的結構形式有關，實用的節(jié)流口都介于理想薄壁孔和細長孔之間，故其流量特性都可用小孔流量通用公式來描述。確定液壓泵的最大供油量 ——系統(tǒng)在整個周期第i階段內的流量選擇驅動液壓泵的電動機驅動液壓泵的電動機根據(jù)驅動功率和泵的轉速來選擇。工作壓力選得高，執(zhí)行元件和系統(tǒng)的結構緊湊，但對元件的強度、風度及密封要求高，且要采用較高壓力的液壓泵，反之，如果工作壓力選得低，就會增大執(zhí)行元件及整個系統(tǒng)的尺寸，使結構變得龐大。液壓傳動系統(tǒng)的工作原理圖示41所示為一臺用半結構式圖形繪出的驅動工作臺的液壓傳動系統(tǒng)圖。半環(huán)擠壓強度條件： （354）半環(huán)尺寸一般 取h=δ，l=h 式中 ： h——半環(huán)的徑向高度 ——材料的許用擠壓力，對于鋼材=（） ——材料的許用應力，若半環(huán)與被聯(lián)接的材料不同，應比較較弱者選 取?？砂床牧蠈W相關公式計算：=24桿的臨界力當時，臨界力為：= （349）J——活塞桿的計算柔度——活塞桿的計算長度（m）,液壓缸支承情況和活塞桿端部支承情況不同，活塞桿計算長度則不同。驅動力計算根據(jù)手臂伸縮運動的驅動力公式： （335）手臂伸縮時產生的慣性力矩為： (336)式中：m ——質量a ——加速度G——手臂運動件所受重力g ——重力加速度 ——起動時或制動時的速度差——起動或制動時的時間差手臂伸縮回轉時產生的慣性力矩為： (337)式中：——慣性力矩 ——角加速度——起動或制動時的角速度差J——臂部零件對其回轉中心的轉動慣量——臂部零件對其重心的轉動慣量——臂部零件對作為重心位置的質點對臂部回轉中心的轉動慣量 （338）——回轉半徑其中，由于手臂運動從靜止開始，所以△V=V，摩擦系數(shù)料為ZL3，活塞材料設計液壓缸材45鋼，查有關手冊可知f=：手臂伸縮部分主要由手臂伸縮液壓缸、手臂回轉液壓缸、夾緊液壓缸、手臂伸縮用液壓緩沖器、手爪及相關的固定元件組成。導向裝置液壓驅動的機械手臂在進行伸縮運動時，為了防止手臂繞軸線轉動，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在設計手臂結構時，應該采用導向裝置。在雙作用式液壓缸1的兩個接液壓管口c,e出分別串聯(lián)了快速排液壓閥。同時液壓壓驅動的機械手手臂在進行伸縮運動時，為了防止手臂繞軸線發(fā)生轉動，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂 的剛性，在設計手臂結構時，必須采用適當?shù)膶蜓b置。三、手腕回轉液壓缸的尺寸計算及其校核尺寸設計液壓缸長度設計為,液壓缸內徑為=96mm,半徑,軸徑、=26mm,半徑,液壓缸運行角速度=，加速度時間=, 壓強,則力矩： (415)尺寸校核測定參與手腕轉動的部件的質量,分析部件的質量分布情況，質量密度等效分布在一個半徑的圓盤上，那么轉動慣量： (328)（）工件的質量為30,質量分布于長的棒料上，那么轉動慣量 (329)?？朔捎诠ぜ匦钠盟枰牧? =e (322)式中 e——工件重心到手腕回轉軸線的垂直距離（m）。 綜合考慮合理總局；如：應解決好腕部和手部的連接，腕部各個自由度的位置檢測，管線布置，以及沒頭潤滑、維修、調整等問題。手腕的自由度的選用與機械手的通用性、加工工藝要求、工件放置方位和定位精度等許多因素有關。G——被抓取工件所受的重力（1）根據(jù)手部結構的傳動示意圖，其驅動力為: N (33)(2)根據(jù)手指夾持工件的方位，可得握力計算公式: (34)所以 機械手手部夾緊液壓缸的計算1）夾緊缸的直徑計算本液壓缸屬于單向作用液壓缸。此外，還要考慮能適應工作環(huán)境提出的特殊要求，如耐高溫、耐腐蝕、以承受鍛錘沖擊力等。 而對手部的驅動裝置來說，應有足夠的驅動力。/秒；當手臂的運動速度很高時，手臂在起動和制動過程中會產生很大的沖擊和振動，這會影響手臂的定位精度。3）定位方式：由電液壓定位系統(tǒng)控制電磁閥為“O”型機能使油缸慣性定位。第二章 機械手總體設計方案 機械手的設計方案對程控通用機械手的基本要求是能快速、準確地拾放和搬運物件，這就要求它們具有高精度、快速反應、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置都能自動定位等特性。此外，導向裝置還能承擔手臂所受的彎曲力矩和扭轉力矩以及手臂回轉運動時在啟動、制動瞬間產生的慣性力矩，使運動部件受力狀態(tài)簡單。1．5機械手的組成機械手主要由執(zhí)行機構、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測等所組成。3）中型的——搬運重量在50Kg下。鑄、鍛、焊、熱處理等熱加工方面在模鍛方面，國內大批量生產的3t、5t、10t模鍛錘，其所配的轉底爐，用兩只機械手成一定角度布置在爐前，實現(xiàn)進出料自動化。國內已建成的這類自動線很多，如沈陽水泵廠的深井軸承體加工自動線，大連電機廠的4號和5號電動機軸加工自動線，上海拖拉機齒輪廠的齒坯加工自動線等。因此，工業(yè)機械手設計是有關專業(yè)基礎課和專業(yè)課以后的綜合性的專業(yè)課程設計。工業(yè)機械手設計是機械設計及制造專業(yè)和機械電子工程 專業(yè)的學生一次比較完整的機電一體化整機設計。加工箱體類零件的組合機床自動線，一般 采用隨行夾具傳送工件，也有采用機械手的，如上海動力機廠的液壓缸加工自動線轉位機械手。工業(yè)機械手滿足了社會生產的需要，其主要特點是：1) 對環(huán)境的適應性強，能代替人從事危險、有害的操作，在長時間工作對人體有害的場所，機械手不受影響，只要根據(jù)工作環(huán)境進行合理設計，選擇適當?shù)牟牧虾徒Y構，機械手就可以在異常高溫或低溫、異常壓力和有害液壓體、粉塵、放射線作用下，以及沖壓、滅火等危險環(huán)境中勝任工作。4）大型的——搬運重量在500Kg下。各系統(tǒng)相互之間的關系如下方框圖所示：　　　　　圖21　　系統(tǒng)組成圖一、執(zhí)行機構執(zhí)行機構由抓取部分手部、腕部和行走機構等運動部件組成。二、驅動機構有液壓動、液動、電動和機械四種形式。設計液壓動機械手的原則是：充分分析作業(yè)對象（工件）的作業(yè)技術要求，制定最倒是的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件；明確工件的結構形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運時的受力特性、尺寸和質量參數(shù)等，從而進一步確定對機械手結構及運行控制的要求；盡量先用定型的標準組件，簡化設計制造過程，兼顧通用性和專用性，并能實現(xiàn)柔性轉換和編程控制。4）驅動方式：液壓驅動。因此，手臂運動速度應根據(jù)生產節(jié)拍時間的長短、 生產過程的平穩(wěn)性和精度等要求來確定。應當指出，由于機構傳力比不同，在一定的夾持力條件下，不同的傳動機構所需驅動力大小是不同的。需夾緊工件重量G=30公斤。根據(jù)力平衡原理，單向作用液壓缸活塞桿上的輸出推力必須克服彈簧的反作用力和活塞桿工作時的總阻力，其公式為: (36)式中: 活塞桿上的推力，N 彈簧反作用力，N 液壓缸工作時的總阻力，N 液壓缸工作壓力，Pa彈簧反作用按下式計算: (37) = 式中: 彈簧剛度，N/m 彈簧預壓縮量，m 活塞行程，m 彈簧鋼絲直徑，m 彈簧平均直徑，. 彈簧有效圈數(shù). 彈簧材料剪切模量，一般取在設計中，必須考慮負載率的影響，則:(38)由以上分析得單向作用液壓缸的直徑: 代入有關數(shù)據(jù)，可得 (39) 所以: =查有關手冊圓整，得由,可得活塞桿直徑:圓整后，取活塞桿直徑校核，按公式有: (310)其中，[]，則: 滿足實際設計要求。由于本機械手抓取的工件是水平放置，同時考慮到通用性，因此給手腕設一繞X軸轉動回轉運動才可滿足工作要求。 必須考慮工作條件；對于高溫作業(yè)和腐蝕性介質中工作的機械手，其腕部在設計時應充分估計