【正文】 接影響液壓系統(tǒng)的性能和泄漏量。橫向擴(kuò)展一下，本人聯(lián)想到深圳沙田海港的集裝箱的起吊手臂，它在空間運(yùn)行的時(shí)候，保證了集裝箱的水平放置，那樣手臂的設(shè)計(jì)將更加復(fù)雜。故在此不做贅述。其缺點(diǎn)是：有壓力和流量損耗，在低速低負(fù)荷傳動時(shí)效率低，發(fā)熱大。 . （ 4）方向控制回路 在機(jī)械手液壓系統(tǒng)中，為了控制各油缸、油馬達(dá)的運(yùn)動方向 和接通或關(guān)閉油路，通常采用二位二通、二位三通、二位四通電磁閥和電液動滑閥，由電控系統(tǒng)發(fā)出電信號，控制電磁鐵操縱閥芯換向，使油缸及液壓馬達(dá)的油路換向，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動和正反向轉(zhuǎn)動。第二是防止空氣混入系統(tǒng)。 （ 5）手指伸縮油缸 根據(jù)前面的計(jì)算選擇雙作用單活塞桿液壓缸，額定壓力是 20Mpa，活塞桿外徑是14mm，缸筒內(nèi)徑為 20 mm.。重量為 10 公斤。查手冊選用軟管接頭 10Ⅰ 2500。 30 液壓泵站的集成配置 液壓泵組采用內(nèi)置置式動力源臥式安裝，電動機(jī)立式安裝，液壓泵置于郵箱里，電機(jī)安裝在郵箱支架上。（與閥的相對應(yīng)） 油路板的安裝采用 L 形支架安裝方式。 3. 為了保證工作時(shí)在油壓作用下不被擊穿，互不相通的孔道間的最小壁厚不小于 5mm。 集中配置液壓裝置 集中配置型液壓裝置通常是將系統(tǒng)的執(zhí)行裝置安裝在主機(jī)上，而將液壓泵及其驅(qū)動電機(jī)、輔助元件等獨(dú)立安裝在主機(jī)之外，即集中設(shè)置液壓站。所以本設(shè)計(jì)中采用的油液為 HM46 號液壓油， （二）選擇油管以及連接方式 由于各類元件多采用 內(nèi)徑為 10，所以在選擇管道的時(shí)候，應(yīng)該采用 10 的油管。各種元件的局部損失，列表如下： 閥的名稱 局部壓力損失，公斤 /厘米 2 單向閥 1~ 24 行程閥 ~2 換向閥 2~3 節(jié)流閥 ~3 調(diào)速閥 3~5 背壓閥 2~3 因此，油泵的工作壓力 P泵 可簡單估算如下： P泵 =（ p+ p??局 ） 公斤 /厘米 2 = 公斤 /厘米 2 2．確定油泵的流量 Q泵 Q泵 =KQ最 大 升 /分 式中 Q最 大 —— 是在系統(tǒng)中同時(shí)工作的各個(gè)并聯(lián) 油缸以最大速度運(yùn)動時(shí)所需要的總流量，（升 /分）； K—— 考慮系統(tǒng)油液泄漏的系數(shù)，一般取 K=~ 算的： Q最 大 = 升 /分 帶動手部夾緊油缸的流量計(jì)算及驅(qū)動泵的要求 （一）夾緊工件時(shí)所需的流量 手指夾緊工件時(shí)，夾緊缸活塞移動 L=75 毫米，其運(yùn)動時(shí)間 t=（由機(jī)械手的動作也派時(shí)間得之），所以夾緊活塞移動的平均速度為： ??? =5 厘米 /秒 夾緊缸在 秒時(shí)間內(nèi)夾緊工件時(shí)， 所需的每分鐘流量 Q 為： Q= 24D? ? = 23 .1 4 1 .4 5 6 04 1 0 0 0? ? ? ?? 升 /分 25 （二）帶動夾緊油缸的油泵的壓力和流量要求 P泵 ? （ p+ p??局 ） (~) 因夾緊缸油路有單向閥，其局部壓力損失取為 公斤 /厘米 2 ， 所以 p泵 為： P泵 =（ +） ? =63 公斤 /厘米 2 因?yàn)?Q泵 =KQ最 大 取泄漏系數(shù) K= 所以 Q泵=? = 升 /分 水平伸縮油缸的流量計(jì)算及驅(qū)動泵的要求 （一） 油缸的流量的計(jì)算 因?yàn)榛钊麅啥说挠行Чぷ髅娣e不相等，所以兩邊的流量和速度、驅(qū)動力之間的關(guān)系式不一樣。 缺點(diǎn)：密封比較困難，加工復(fù)雜，倆端蓋受壓面積大，剛度難以保證，不平衡徑向力較大。 （ 5）油泵出口處接單向閥 其作用有二：第一是保護(hù)油泵。但實(shí) 21 際上，由于每個(gè)油缸所受的負(fù)荷不同，漏損和摩擦力不一樣，以及油缸內(nèi)徑的加工誤差，都會造成油缸速度或位置的不同步。當(dāng)手指夾緊油缸 1帶動重物停在上升位置時(shí)，換向閥 2 的電磁鐵線圈全部斷電時(shí)，由于順序閥 3 的調(diào)整壓力大于手指參與運(yùn)動的部件的自重 G所產(chǎn)生的背壓，油缸 1的下腔油液 被封死，因而手臂不會因自重而下降，并鎖緊在任意位置上。本系統(tǒng)是不需要保壓的卸荷回路，所以都采用二位四通電磁閥 M型中位機(jī)能的卸荷回路。 平衡臂機(jī)械手總體布局方案的確定 圖八 19 上圖所看到的方案是本人了解了各種資料和參考了機(jī)械實(shí)物所設(shè)計(jì)的初步方案。 4． 可達(dá)到較高的定位精度 目前一般液壓機(jī)械手，在速度低于 400 毫米 /秒、抓重較輕時(shí)，采用適宜的緩沖措施和定位方式，定位精度可達(dá)到 ? 1~? 毫米。各起一定的作用，使機(jī)械手的手臂、手腕、手指等能夠完成所需要的運(yùn)動。手臂在運(yùn)動時(shí)所能克服的摩擦阻力大小，以及夾持式手部夾緊工件時(shí)所需保持的握力大小，均與油液的壓力和活塞的有效工作面積有關(guān)。設(shè)計(jì)手臂在這兩個(gè)位置時(shí)，桿件與水平所成的角度?? 都為 30o 。所以在此次設(shè)計(jì)中，二自由度已經(jīng)足夠， 沒有必要盲目的加入自由度。因?yàn)槿说氖种浮⑹珠L、手腕、手臂由十九個(gè)關(guān)節(jié)所組成，并具有 27 個(gè)自由度，而生產(chǎn)實(shí)踐中機(jī)械手不需要這么多自由度。 我們這次設(shè)計(jì)主要是針對此機(jī)械手，而且還要對機(jī)械手的整體布局及工作原理和過程做一些介紹。 本課題研究的主要內(nèi)容及意義 課題 七桿二自由度機(jī)械手設(shè)計(jì)內(nèi)容及基本要求 設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)械手，用于工廠機(jī)床邊抓取圓棒料和餅類零件，實(shí)現(xiàn)從地面到機(jī)床卡盤和從機(jī)床卡盤到地面的運(yùn)動。 通用機(jī)械手又分簡易型、示教再現(xiàn)型和只能機(jī)械手、草中式機(jī)械手等幾種。 機(jī)械手的分類 一、按 用 途 分 類 1. 專用機(jī)械手 專用機(jī)械手是專為一定設(shè)備服務(wù)的，簡單、使用，目前在生產(chǎn)中運(yùn)用的比較廣泛。它的優(yōu)點(diǎn)是動作確實(shí)可開，工作速度高，成本低；缺點(diǎn)是不易于調(diào)整。它的優(yōu)點(diǎn)是氣源方便，維護(hù)簡單，成本低。為了使機(jī)械手能夠正確的工作，手臂的三個(gè)自由讀都需要精確的定位。更為主要的是將機(jī)械手和柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結(jié)合，從而根本改變目前機(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。 我國的智能機(jī)器人和特種機(jī)器人在 “86 “ 計(jì)劃的支持下，也取得了不少成果。 集成化與系統(tǒng)化 當(dāng)今機(jī)器人技術(shù)的另一特點(diǎn)是機(jī)器人的應(yīng)用從單機(jī)、單元向系統(tǒng)發(fā)展。在遠(yuǎn)程控制中已采用了分布式智能驅(qū)動新技術(shù)。 機(jī)械結(jié)構(gòu) 以關(guān)節(jié)型為主流， 80 年代發(fā)明的適用于裝配作業(yè)的平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人約占總量的 1/3。 應(yīng)用簡況 就國內(nèi)機(jī)械工業(yè)，鐵路 部門應(yīng)用機(jī)械手的簡況，介紹如下： 熱加工方面的應(yīng)用 熱加工是高溫、危險(xiǎn)的笨重體力勞動，很久以來就要求實(shí)現(xiàn)自動化。 1978 年美國 Unimate 公司和斯坦福大學(xué)，麻省理工大學(xué)聯(lián)合研制一種叫UnnimationViearm 型工業(yè)機(jī)械手，裝有小型電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)。第三類是專用機(jī)械手，主要負(fù)數(shù)于自動機(jī)床或自動線上，用以解決機(jī)床上下料和工件傳送。 機(jī)械手一般分為三類。但是在多傳感器信息融合控制技術(shù)、遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機(jī)器人、智能裝配機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)械等的開發(fā)應(yīng)用方面則剛剛起步，與國外先進(jìn)水平差距較大，需要在原有成 7 績的基礎(chǔ)上，有重點(diǎn)地系統(tǒng)攻關(guān)，才能形成系統(tǒng)配套可供實(shí)用的技術(shù)和產(chǎn)品，以期在 “ 十五 ” 后期立于 世界先進(jìn)行列之中。在我國，社會主義制度的優(yōu)越性決定了機(jī)器人能夠充分發(fā)揮其長處。 （ 4）．機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng) 的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺、聲 6 覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。 工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)（機(jī)械本體）、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。國家級期刊主管單位是國家部門或直屬部門。一般來說，學(xué)術(shù)論文具有論證色彩，或具有論辯色彩。 4) 著錄參考文獻(xiàn)有利于節(jié)省論文篇幅。 1 平衡臂機(jī)械手的設(shè)計(jì)之 PLC 邏輯順序控制和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目錄 …………………………………………………………………………… 1 Abstract……………………………………………………………………………………………………… .1 摘 要 ................................................................................................................. 1 第 一 章 前 言 ................................................................................................ 4 ...................................................................................................................... 4 .................................................................................................... 4 ................................................................................................. 4 .......................................................................................... 5 ...................................................................................................................... 6 ...................................................................................................................... 6 ............................................................................................................... 7 外機(jī)械人發(fā)展趨勢 .......................................................................................... 7 ........................................................................................................ 9 ........................................................................................................ 9 .......................................................................................................11 .........................................................................................11 課題 七桿二自由度機(jī)械手設(shè)計(jì)內(nèi)容及基本要求 .................................................11 ： ................................................................................................11 本次設(shè)計(jì)的意義 ..................................................................................................11 第 二 章 機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ......................................................... 12 機(jī)械手機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì) .......................................................................................... 13 .............................................................................................. 13 ............................................