【正文】 式，此種方式能夠使液壓缸緊湊牢固。 D為缸體內(nèi)徑。在此情況下，用材料力學(xué)的知識(shí)計(jì)算它的強(qiáng)度和剛度。b：法蘭4用于安裝機(jī)械手，其形式和尺寸要與機(jī)械手相協(xié)調(diào)。設(shè)計(jì)參數(shù)（1）伸縮長度：300mm； （2）單方向伸縮時(shí)間：～；（3）定位誤差：要有定位措施，定位誤差小于2mm；（4）前端安裝機(jī)械手，伸縮終點(diǎn)無剛性沖擊；液壓驅(qū)動(dòng)方案（1）伸縮原理采用單出桿雙作用液壓油缸，手臂伸出時(shí)采用單向調(diào)速閥進(jìn)行回油節(jié)流調(diào)速，接近終點(diǎn)時(shí)，發(fā)出信號(hào)，進(jìn)行調(diào)速緩沖（也可采用緩沖油缸），靠油缸行程極限定位，采用導(dǎo)向桿導(dǎo)向防止轉(zhuǎn)動(dòng)，采用電液換向閥，控制伸縮方向。因各零部件難以設(shè)計(jì)成相等壽命，所以易磨損的零件要便于更換。伸縮要平穩(wěn)靈活，動(dòng)作快捷，定位準(zhǔn)確，工作協(xié)調(diào)。左缸蓋與缸體及法蘭盤連接選用六角頭螺栓，全螺紋，,需用4個(gè)。螺釘由于油液沖擊產(chǎn)生橫向載荷，由于預(yù)緊力的作用，將在接合面處產(chǎn)生摩擦力以抵抗工作載荷，預(yù)緊力的大小，以接合面不產(chǎn)生滑移的條件確定，故有以下等式： 為預(yù)緊力,為接合面摩擦系數(shù)，?。ǎ?，即鋼和鑄鐵零件，為接合面數(shù)，取=2，Z為螺釘數(shù)目，取Z=2，D為靜片的外徑，d為輸出軸直徑，則可得： 螺釘?shù)膹?qiáng)度條件為： 帶入有關(guān)數(shù)據(jù)，得：螺釘材料選擇Q235，則（安全系數(shù)）螺釘?shù)闹睆? ，d值極小，取。為簡化計(jì)算，取，其中，為工件重量，為手部重量，為手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件重量。腕部旋轉(zhuǎn)位置控制問題，可采用機(jī)械擋塊定位。顯然，腕部的結(jié)構(gòu)、重量和動(dòng)力載荷，直接影響著臂部的結(jié)構(gòu)、重量和運(yùn)轉(zhuǎn)性能。當(dāng)斜楔從松開位置向下移動(dòng)至夾緊位置時(shí)，沿兩斜面對稱中心線方向的驅(qū)動(dòng)行程為L，此時(shí)對應(yīng)的杠桿手指由位置轉(zhuǎn)到位置，其驅(qū)動(dòng)行程可用下式表示：杠桿手指夾緊端沿夾緊力方向的位移為： 通常狀態(tài)下，在左右范圍內(nèi)，則由手指需要的開閉范圍來確定。此時(shí)最佳偏轉(zhuǎn)角的選擇對于兩支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手爪（尤其當(dāng)a值較大時(shí)），偏轉(zhuǎn)角的大小不易按夾持誤差最小的條件確定，主要考慮這樣極易出現(xiàn)在抓取半徑較小時(shí)，兩手爪的和邊平行，抓不著工件。液壓缸流量計(jì)算：放松時(shí)流量 夾緊時(shí)流量溫州中冶液壓氣動(dòng)有限公司所生產(chǎn)的輕型拉桿液壓缸 型號(hào)為：MOBB3283FB，結(jié)構(gòu)簡圖，外形尺寸及技術(shù)參數(shù)如下：工作壓力使用溫度范圍允許最大速度效率傳動(dòng)介質(zhì)缸徑受壓面積()速度比無桿腔有桿腔1MPa～+300 m/s90%常規(guī)礦物液壓油32mm 結(jié)構(gòu)簡圖 外形尺寸 機(jī)械手能否準(zhǔn)確夾持工件，把工件送到指定位置，不僅取決與機(jī)械手定位精度（由臂部和腕部等運(yùn)動(dòng)部件確定），而且也與手指的夾持誤差大小有關(guān)。設(shè)計(jì)參數(shù)及要求（1）采用手指式夾持器，執(zhí)行動(dòng)作為抓緊—放松；（2）所要抓緊的工件直徑為80mm 放松時(shí)的兩抓的最大距離為110120mm/s ， 1s抓緊,夾持速度20mm/s；（3）工件的材質(zhì)為5kg，材質(zhì)為45鋼；（4）夾持器有足夠的夾持力；（5）夾持器靠法蘭聯(lián)接在手臂上。根據(jù)驅(qū)動(dòng)力和夾緊力之間的關(guān)系式：式中：c—滾子至銷軸之間的距離；b—爪至銷軸之間的距離；—楔塊的傾斜角可得，得出為理論計(jì)算值，實(shí)際采取的液壓缸驅(qū)動(dòng)力要大于理論計(jì)算值，考慮手爪的機(jī)械效率，～，則： ，取設(shè)計(jì)方案中壓縮彈簧使爪牙張開，故為常開式夾緊裝置，液壓缸為單作用缸，提供推力：式中 ——活塞直徑 ——活塞桿直徑 ——驅(qū)動(dòng)壓力，,已知液壓缸驅(qū)動(dòng)力，且由于，故選工作壓力P=1MPa 據(jù)公式計(jì)算可得液壓缸內(nèi)徑：根據(jù)液壓設(shè)計(jì)手冊,，圓整后取D=32mm。若把工件軸心位置C到手爪兩支點(diǎn)連線的垂直距離CD以X表示，根據(jù)幾何關(guān)系有：簡化為： 該方程為雙曲線方程，： 工件半徑與夾持誤差關(guān)系曲線由上圖得，當(dāng)工件半徑為時(shí)，X取最小值，又從上式可以求出：，通常取若工件的半徑變化到時(shí)，X值的最大變化量，即為夾持誤差，用表示。 —支點(diǎn)至斜面垂線與杠桿的夾角；—杠桿驅(qū)動(dòng)端桿長；—杠桿夾緊端桿長；—杠桿傳動(dòng)機(jī)械效率 斜楔的傳動(dòng)效率可由下式表示： ，則可得=, ，取整得=。第三章 腕部手腕部件設(shè)置在手部和臂部之間，它的作用主要是在臂部運(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，以擴(kuò)大機(jī)械手的動(dòng)作范圍，并使機(jī)械手變得更靈巧，適應(yīng)性更強(qiáng)。從A—A剖視圖上可以看到，回轉(zhuǎn)葉片（簡稱動(dòng)片）用螺釘，銷釘和轉(zhuǎn)軸10連接在一起，定片8則和缸體9連接。本設(shè)計(jì)要求手腕回轉(zhuǎn)，綜合以上的分析考慮到各種因素，腕部結(jié)構(gòu)選擇具有一個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)腕部結(jié)構(gòu)，采用液壓驅(qū)動(dòng)，參考上圖典型結(jié)構(gòu)。由 ，得：， 為減少動(dòng)片與輸出軸的連接螺釘所受的載荷及動(dòng)片的懸伸長度，選擇動(dòng)片寬度時(shí)，選用：綜合考慮，取值計(jì)算如下：r=16mm，R=40mm，b=50mm，取值為1Mpa，即如下圖： 螺釘間距t與壓力P之間的關(guān)系工作壓力P（Mpa）螺釘?shù)拈g距t(mm)小于150小于120小于100小于80上圖中表示的連接中，每個(gè)螺釘在危險(xiǎn)截面上承受的拉力為：，即工作拉力與殘余預(yù)緊力之和計(jì)算如下：液壓缸工作壓強(qiáng)為P=1Mpa,所以螺釘間距小于150mm,試選擇2個(gè)螺釘，所以選擇螺釘數(shù)目合適Z=2個(gè) 受力截面 ，此處連接要求有密封性，故k?。ǎ=。選用軸承為深溝球軸承6005，6008。右端蓋 d=40mm, 左右缸蓋 d=25mm。設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行可靠性分析。本設(shè)計(jì)中要充分考慮外形設(shè)計(jì)，各調(diào)整環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)要方便人體接近，方便工具的使用。③ 導(dǎo)向桿剛度：按最長伸出時(shí)機(jī)械手端部的撓度不超過規(guī)定要求。② 強(qiáng)度及剛度計(jì)算本機(jī)械手夾持工件重量約3Kg左右，夾持器重量約15Kg，夾持器長度最大約250mm。 最小導(dǎo)向長度：mm (3)活塞桿強(qiáng)度及壓桿穩(wěn)定性的計(jì)算 采用非等截面計(jì)算法 ① 油缸穩(wěn)定性的計(jì)算因?yàn)橛透椎墓ぷ餍谐梯^大，則在油缸活塞桿全部伸出時(shí)，計(jì)算油缸受最大作用力壓縮時(shí)油缸的穩(wěn)定性。② 活塞桿強(qiáng)度的計(jì)算（E：材料的彈性模量）剛的彈性模量為E＝200Mpa。n: 安全系數(shù)，取n=,一般取n=.由前面計(jì)算可得：D=40mm=4cm，則查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》，采用普通螺紋基本尺寸（GB/T1962003）公稱直徑第二系列 ，可得螺距t=。其形式如圖所示 （2）活塞桿導(dǎo)向套：做成一個(gè)套筒，壓入缸筒，靠缸蓋與缸筒得連接壓緊固定，材料選用鑄鐵材料。其基本結(jié)構(gòu)如下： 圖中各尺寸可查《液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊》得，當(dāng)d＝20mm時(shí)，取.L=(~), ＝導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是保證液壓缸活塞桿伸出時(shí)的方向性，提供機(jī)構(gòu)剛度，保證伸縮量的準(zhǔn)確性。轉(zhuǎn)角 = 符合要求。行程開關(guān)使用LXW411型微型開關(guān)。伸縮要平穩(wěn)靈活，動(dòng)作快捷，定位準(zhǔn)確，工作協(xié)調(diào)。單泵供油系統(tǒng)以所有液壓缸中需流量最大的來選擇泵的流量。為此，除采用調(diào)速閥的回油節(jié)流閥調(diào)速閥外，還在回油路上安裝雙溢流閥，進(jìn)行減速緩沖。油箱容量的計(jì)算V= V—油箱有效容積（L）m—系數(shù) m值對于中壓系統(tǒng)可以為57min液泵流量（L/min） V=(57)=（1）壓力損失系統(tǒng)的總壓力損失包括沿程損失和局部損失。最高允許55176。5176。10，11液控單向閥保持夾持器夾牢工件。伸縮臂外伸，伸縮速度由閥15調(diào)節(jié)。⑽縮臂縮回：當(dāng)夾緊后，擋塊碰撞行程開關(guān)，使5DT通電，經(jīng)15單向閥進(jìn)右腔，左腔油液經(jīng)14回油箱。工業(yè)機(jī)械手控制工藝流程圖61所示圖61 PLC選擇可編程邏輯控制器（PLC）是在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，又稱可編程控制器。公共程序部分如圖63所示手動(dòng)程序采用電動(dòng)方式，應(yīng)能完成全部自動(dòng)程序所完成的動(dòng)作。參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴,（第七版）.北京:高等教育出版社，2001[2] 孫恒,[3] 鄭堤，:機(jī)械工業(yè)出版社,2005[4] （第二版）.北京:高教出版社, [5] :機(jī)械工業(yè)出版社,[6] :冶金工業(yè)出版社,2003[7] 謝存禧,:機(jī)械工業(yè)出版社,2005[8] 張鐵,:[9] :機(jī)械工業(yè)出版社,2003[10] :機(jī)械工業(yè)出版社,2003[11] . 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