【正文】 系統(tǒng)的泄漏難以避免，影響工作效率和系統(tǒng)的工作性能；(2) 油液的粘度對(duì)溫度的變化很敏感，當(dāng)溫度升高時(shí)，油的粘度即顯著降低，油液粘度的變化直接影響液壓系統(tǒng)的性能和泄漏量。對(duì)于活塞油缸的靜密封，主要采用O型密封圈，它既可以用外徑或內(nèi)徑密封，也可以用端面密封。經(jīng)反復(fù)考慮，選擇矩形橡膠密封圈組成回轉(zhuǎn)油缸的密封結(jié)構(gòu)，其中擋圈的作用是防止高壓油液將橡膠密封圈擠入配合間隙，以保證密封性并延長(zhǎng)密封圈的使用壽命。當(dāng)無桿腔進(jìn)油時(shí)，其速度就少于最大允許速度，但仍然符合設(shè)計(jì)需要。 系統(tǒng)安全可靠性手臂俯仰缸（或手臂升降缸）在系統(tǒng)失壓情況下會(huì)自由下落或超速下行，所以應(yīng)在回路中增加平衡回路，方法可用單向順序閥做平衡閥，手臂伸縮缸有俯仰狀態(tài)時(shí)，亦應(yīng)同樣考慮。②松開：電磁鐵14YA斷電，換向閥31的左位接入系統(tǒng)，手指在液壓缸33的作用下松開?；赜吐罚阂簤焊?4右進(jìn)左出→閥23→電磁換向閥22左位→油箱。隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展以及工業(yè)機(jī)械手技術(shù)的不斷成熟，可編程控制器被廣泛應(yīng)用，它的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定、編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高、硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)、無觸點(diǎn)面配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少、維修工作量小，維修方便，體積小，能耗低。PLC控制采用循環(huán)處理方式(周期工作方式)。機(jī)械手順序動(dòng)作一般都要經(jīng)過啟動(dòng)、減速緩沖、停止這么一個(gè)程序。因此慣性力較小，當(dāng)突然過載或停車時(shí)，不會(huì)發(fā)生大的沖擊；④ 換向容易，在不改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換；⑤ 液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴(yán)格限制⑥ 容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。這個(gè)機(jī)械手有四個(gè)自由度，可以滿足大多數(shù)生產(chǎn)車間的要求。　工業(yè)用機(jī)械手的動(dòng)作順序的PLC編程本上下料機(jī)械手的動(dòng)作順序：(1)機(jī)械手置于原始位置（大臂垂直放置，小臂水平處于常態(tài)，手指松開）；(2)小臂伸出，夾緊工件；(3)小臂縮回至原狀態(tài)，保持工件夾緊；(4)手腕正向旋轉(zhuǎn)180度；(5)手臂左擺90度；(6)手臂上揚(yáng)40度；(7)小臂伸出至工件加工位置，手腕反向回旋180度；(8)松開工件，手臂縮回原處；(9)手臂伸出，手指夾緊工件；(10)手臂縮回原處，保持工件夾緊；(11)手腕正向回轉(zhuǎn)180度手臂下擺40度；(12)手臂左擺90度，松開工件；(13)手腕反向旋轉(zhuǎn)190度；(14)手臂右擺180度，機(jī)械手回歸原處。輸入組件：光耦合隔離輸入接口和輸入狀態(tài)寄存器。機(jī)械手的工作順序、應(yīng)達(dá)到的位置，如手臂上下移動(dòng)、伸縮、回轉(zhuǎn)及擺動(dòng)、手腕上下、左右擺動(dòng)和回轉(zhuǎn)、手指的開閉動(dòng)作，以及各個(gè)動(dòng)作的時(shí)間、速度等，都是在控制系統(tǒng)的指揮下，通過每一運(yùn)動(dòng)部件沿各坐標(biāo)軸的動(dòng)作按照預(yù)先整定好的程序來實(shí)現(xiàn)的。若10YA通電，11YA斷電，換向閥23的左位接入系統(tǒng)，手臂順時(shí)針快速轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)　手指夾緊與松開①夾緊：電磁鐵14YA通電，換向閥31的右位接入系統(tǒng)，手指在液壓缸33的作用下夾緊。本設(shè)計(jì)選用單泵供油。機(jī)械手的手臂伸縮和手臂俯仰或升降缸采用兩個(gè)單向節(jié)流閥來實(shí)現(xiàn)。 回轉(zhuǎn)油缸的泄漏與密封手臂回轉(zhuǎn)油缸中，由于動(dòng)片與缸體，動(dòng)片與輸出軸，動(dòng)片端面和缸蓋之間的間隙不易保證，易引起較大的泄露，使油液的壓力降低，減少了輸出扭矩，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，影響機(jī)械手的正常運(yùn)行。 活塞式油缸的泄漏與密封對(duì)于實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞油缸來說，其泄漏主要是活塞與缸臂處的內(nèi)泄漏及往復(fù)活塞桿與缸蓋處的處泄漏。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械手的特點(diǎn)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，由于液壓技術(shù)是一個(gè)比較成熟的技術(shù)，它具有動(dòng)力大（或力矩）慣性比大，快速響應(yīng)高、易于實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)等特點(diǎn)，適用于承載能力大、慣性大以及在防爆環(huán)境中工作的機(jī)械手。圖91臂部回轉(zhuǎn)液壓缸示意圖 機(jī)身回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算驅(qū)動(dòng)臂部回轉(zhuǎn)的力矩應(yīng)該與臂部運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩及各密封裝置處的摩擦阻力矩相平衡。一般實(shí)現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)和升降或俯仰運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置或傳動(dòng)件都安裝在機(jī)身上，或者直接構(gòu)成機(jī)身的軀干與底座相連。8臂部俯仰缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 驅(qū)動(dòng)臂部俯仰的驅(qū)動(dòng)力矩，應(yīng)克服臂部等部件在啟動(dòng)時(shí)的重量對(duì)回轉(zhuǎn)軸線所產(chǎn)生的偏重力矩和臂部在啟動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩以及各回轉(zhuǎn)副處摩擦力矩，即 圖81 臂部俯仰缸設(shè)計(jì)示意圖一般手臂座與立柱連接軸在O處裝有滾動(dòng)軸承，其摩擦力矩較小，在鉸鏈處配合直徑較小，相對(duì)轉(zhuǎn)角亦小，故，則式中 ——手臂等部件重力對(duì)回轉(zhuǎn)軸線的偏重力矩(N),臂部上仰時(shí)為正，下仰時(shí)為負(fù)，計(jì)算時(shí)主要考慮上仰的驅(qū)動(dòng)力矩 ——手臂做俯仰運(yùn)動(dòng)，在啟動(dòng)時(shí)的慣性力矩(Nm), ——工件對(duì)臂部回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量() ——臂部俯仰對(duì)回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量() ——臂部俯仰過程的角速度() ——臂部俯仰運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)過程所需的時(shí)間(s),一般取 慣性力矩的計(jì)算 設(shè)置啟動(dòng)角度為，啟動(dòng)時(shí)間=,那么角速度 那么的計(jì)算由前面的分析可知驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算 如圖所示，當(dāng)臂部與水平位置成時(shí)，則鉸接活塞桿的驅(qū)動(dòng)力(即俯仰擺動(dòng)油缸的驅(qū)動(dòng)力)P的作用線與鉛垂線的夾角是在范圍內(nèi)變化，而作用在活塞上的驅(qū)動(dòng)力通過連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩與臂部俯仰角有關(guān)。對(duì)于圓柱面：——摩擦系數(shù)，對(duì)于靜摩擦且無潤(rùn)滑時(shí)：鋼對(duì)青銅：取鋼對(duì)鑄鐵：取計(jì)算：導(dǎo)向桿的材料選擇鋼，導(dǎo)向支撐選擇青銅 ，L=540mm,花鍵軸套a=60mm將有關(guān)數(shù)據(jù)代入進(jìn)行計(jì)算本設(shè)計(jì)要求手臂平動(dòng)是V=,設(shè)置啟動(dòng)時(shí)間 ()解得密封圈的形式有O型密封圈，Y型密封圈，V型密封圈。通過以上，綜合考慮，本設(shè)計(jì)的伸縮運(yùn)動(dòng)選擇單花鍵軸導(dǎo)向的伸縮機(jī)構(gòu),俯仰運(yùn)動(dòng)選擇擺動(dòng)式直線缸驅(qū)動(dòng)，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)選擇回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動(dòng)。（1）臂部作直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu) ①雙導(dǎo)向桿手臂伸縮結(jié)構(gòu) ②雙層油缸空心活塞桿單桿導(dǎo)向結(jié)構(gòu) ③采用花鍵套導(dǎo)向的手臂升降結(jié)構(gòu) ④雙活塞伸縮油缸結(jié)構(gòu)（2）臂部作直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu) ①回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之下的機(jī)身結(jié)構(gòu)。平均回轉(zhuǎn)速度為在速度和回轉(zhuǎn)角速度一定的情況下，減小自身重量是減小慣性的最有效，最直接的辦法，因此，機(jī)械手臂部要盡可能的輕。臂部的各種運(yùn)動(dòng)通常用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(油缸或氣缸)和各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，從臂部的受力情況看，他在工作中既直接承受腕部 手部和工件的靜 動(dòng)載荷，而且自身運(yùn)動(dòng)又較多，因而它的結(jié)構(gòu) 工作范圍 靈活性以及抓重大小和定位精度等都直接影響機(jī)械手的工作性能。其總重為G=460N。這種結(jié)構(gòu)外形尺寸較大，一般適用于懸掛式臂部。腕部作為機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又承擔(dān)連接和支撐作用，除了保證力和運(yùn)動(dòng)的要求，及具有足夠的強(qiáng)度、剛度外，還應(yīng)綜合考慮，合理布局，如應(yīng)解決好腕部與臂部和手部的連接，碗部各個(gè)自由度的位置檢測(cè)，管線布置，以及潤(rùn)滑、維修、調(diào)整等問題。夾緊力及驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算(1)由上知，驅(qū)動(dòng)力 P=手指與工件的位置：手指垂直位置夾水平平位置放置的工件，那么握力,其中,f為摩擦系數(shù)，鋼對(duì)鋼f=。機(jī)械驅(qū)動(dòng)只用于固定的場(chǎng)合。缺點(diǎn)是出力小，體積大。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。機(jī)身可以是固定的，也可以是行走的，即可以沿地面或架空軌道運(yùn)動(dòng)。作用是支承腕部和手部（包括工件與工具）。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)手部是用來直接抓取或握緊（或吸附）工件的部件。 /s（4）腕部運(yùn)動(dòng)參數(shù)：表 22運(yùn)動(dòng)名稱符號(hào)行程范圍速度回轉(zhuǎn)0 186。210186。 /s（5）手指夾持范圍：棒料，直徑φ40φ60mm，長(zhǎng)度4501200mm（6）定位方式：電位器（或接近開關(guān)等）設(shè)定，點(diǎn)位控制（7）驅(qū)動(dòng)方式：液壓（中、低壓系統(tǒng)）（8）定位精度：177。夾鉗式手部設(shè)計(jì)的基本要求（1） 應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動(dòng)力（2） 手指應(yīng)應(yīng)具有一定的開閉范圍（3） 應(yīng)保證工件在手指內(nèi)的夾緊精度（4） 要求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、效率高（5） 應(yīng)考慮通用性和特殊要求 連接手部與臂部的部件，主要作用是在臂部運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改 變或調(diào)整手部在空間的方位，使機(jī)械手適應(yīng)復(fù)雜的動(dòng)作要求。如果改變手部的姿態(tài)則由腕部的自由度實(shí)現(xiàn)。這方面的設(shè)計(jì)需要根據(jù)機(jī)械手工作環(huán)境條件進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。液壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是壓力高、體積小、出力大、運(yùn)動(dòng)平緩，可無級(jí)變速，自鎖方便，并能在中間位置停止。電氣驅(qū)動(dòng)采用的不多。綜合考慮，本設(shè)計(jì)選用液壓驅(qū)動(dòng)，其特點(diǎn)是速度快，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，傳遞力矩大，并且控制精度高 PLC控制4 機(jī)械手手部的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）如下圖為常見的滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)。機(jī)械手的夾持范圍為40mm～60mm一般夾持誤差不超過1mm,分析如下：工件的平均半徑：手指長(zhǎng),取V型夾角圖43 手抓夾持誤差分析示意圖偏轉(zhuǎn)角按最佳偏轉(zhuǎn)角確定： 計(jì)算 因，即和在雙曲線的對(duì)稱點(diǎn)的同側(cè)，故其夾持誤差△為： mm夾持誤差△=，因此本設(shè)計(jì)的夾持誤差3mm,滿足設(shè)計(jì)的要求。如果機(jī)械手處在高溫和腐蝕性的工作介質(zhì)中，就應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮環(huán)境對(duì)機(jī)械手腕部的影響。(4) 機(jī)液結(jié)合的腕部結(jié)構(gòu) 腕部結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 本設(shè)計(jì)要求手腕回轉(zhuǎn)，通過以上的分析，腕部的結(jié)構(gòu)采用具有一個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)方式采用液壓驅(qū)動(dòng)。它的作用是支撐腕部和手部（包括工件或工具），并帶動(dòng)它們作空間運(yùn)動(dòng)。③合理布置作用力的位置和方向。為減少臂部運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦阻力，盡可能用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦。這種結(jié)構(gòu)采用單缸活塞桿，內(nèi)部導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)緊湊。根據(jù)液壓缸運(yùn)動(dòng)時(shí)所克服的負(fù)載、摩擦、慣性等幾個(gè)方面的阻力，來確定液壓缸所需要的驅(qū)動(dòng)力。液壓缸處密封的總摩擦阻力可以近似為：。 根據(jù)表選擇最大工作壓力（1） 活塞桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 取 根據(jù)表選擇活塞桿直徑那么油缸內(nèi)徑圓整后取油缸內(nèi)徑（2） 活塞桿的校核 因?yàn)榛钊麠U不滿足的條件，所