【正文】 件。所以，在設(shè)計(jì)腕部時(shí)，必須要做到結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。腕部旋轉(zhuǎn)位置控制問(wèn)題，可采用機(jī)械擋塊定位。 )(221 21 DFDFfM RR ??摩 式 （ 31） 式中 1RF ， 2RF — 軸承處支反力（ N）， 可由靜力平衡方程求得 。 22()2Rrp b R rM p b d M?? ?? ? ?? 總 或 222Mp b R r? ?總 式 （ 34） 式中 M總 — 手腕回轉(zhuǎn)時(shí)的總的阻力矩 )m( ?N p — 回轉(zhuǎn)液壓缸的工作壓力（ Pa） R — 缸體內(nèi)孔半徑（ m） r — 輸出軸半徑（ m），設(shè)計(jì)時(shí)按 ~?dD 選取 b — 動(dòng)片寬度（ m） 上述動(dòng)力距與壓力的關(guān)系是設(shè)定為低壓腔背壓力等于零。兩處均選用深溝球軸承。 左缸蓋與缸體及法蘭盤(pán)連接選用六角頭螺栓， / 5783GB T ， 5 31M? ,需用 4個(gè)。 （ 2）適應(yīng)性的要求 為了因工件大小不同而隨時(shí)做出調(diào)整，所以要設(shè)置成為可調(diào)式定位機(jī)構(gòu)。 （ 5）經(jīng)濟(jì)的要求 機(jī)械產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性包括設(shè)計(jì)、制造、和使用的經(jīng)濟(jì)性。 設(shè)計(jì)參數(shù) （ 1）伸縮長(zhǎng)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(wú)剛性沖擊； 天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 方案設(shè)計(jì) 液壓驅(qū)動(dòng)方案 （ 1）伸縮原理 這里選擇的液壓油缸為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；當(dāng)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。 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)。 夾持器夾著工件，伸縮臂全部伸出，是導(dǎo)桿受力最大的狀態(tài) ,也是變形最大的位置。 Pk 按下式得到： )k gf()((121 JJpp kk ? 式 （ 43） 天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 式（ 43）中：1Jkp 可按《液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》得到 64411 dJ ?? ； 64 )(4412 DDJ ?? ? 式 （ 44） 式中： 1d 為活塞桿直徑，可根據(jù)公式 ???? Dd 1D 為缸體外徑， mm501 ?D D 為缸體內(nèi)徑 , mm40?D 代入數(shù)據(jù)進(jìn)（ 44）有： 21 ??? ?J 1 5 6 2 )4050(222 ??? ?J 則可得： 6 2 1 5 6 2 ??jj 因?yàn)? 2J 、 1J 為長(zhǎng)度 2l 、 1l 上的斷面慣性矩。 （ 1）缸筒螺紋處的強(qiáng)度計(jì)算： 螺紋處的拉應(yīng)力： ? ?2221 cm/k g f)/( Dd kp?? ?? 式 （ 46） 螺紋處的剪應(yīng)力： ? ?2144101 cm/k g f)(.dDddkpk??? 式 （ 47） 合成應(yīng)力： ? ?? ?222 cm/kg f3 ???? ???n 天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 許用應(yīng)力： ? ? ? ?23 cm/k gfn?? ? 式中： P:油缸的最大推力 ? ?kgf 。 （ 2）缸筒與缸底的焊接強(qiáng)度計(jì)算 ? ?222221cm/k g )(4100)(4 ?????? ???? dDp 天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 P:油缸推力 ? :焊縫效率，可取 ? ＝ b? ：焊條材料得抗拉強(qiáng)度 n:安全系數(shù)，取 n＝ ～ 4 并查到焊條材料的抗拉強(qiáng)度為 900Mpa～ 1200Mpa(手工焊條 )，因此缸體與缸底得焊縫強(qiáng)度是滿足要求得。三位四通電磁閥， 2YA 通電，油坐進(jìn)右出，油進(jìn)入缸體內(nèi)推動(dòng)活塞帶動(dòng)活塞桿往外伸，單向節(jié)流閥的作用是調(diào)節(jié)伸縮臂的伸縮速度。基本結(jié)構(gòu)為： 缸蓋，防塵墊圈，活塞桿，活塞桿導(dǎo)向套 天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 44 基本結(jié) 圖 （ 3）活塞與缸體得密封。 因?yàn)橹挥?jì)算了一邊得矩形導(dǎo)軌，由結(jié)構(gòu)可知還有另外一邊得導(dǎo)軌支撐，故滿足條件。設(shè)備附件活動(dòng)擋塊，它用在當(dāng)設(shè)備安裝好后，可以靠它在小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)臂的伸長(zhǎng)量，其結(jié)構(gòu)圖如圖 所示 此活動(dòng)擋塊可套裝在導(dǎo)向桿上， a 處可以壓住行程開(kāi)關(guān)壓柱，從而壓動(dòng)行程開(kāi)關(guān)使行程開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。這些機(jī)構(gòu)都是用液壓缸或液壓馬達(dá)驅(qū)控制和驅(qū)動(dòng)。 （ 1）各液壓缸的換向回路 本設(shè)計(jì)采用可編程控制器進(jìn)行控制，是為機(jī)械手能更好的的自動(dòng)控制，前文分析可以知道系統(tǒng)的流量和壓力都不是很高，所以本設(shè)計(jì)選用電磁換向閥回路，這樣更能較好的獲得的自動(dòng)化成都和經(jīng)濟(jì)效益。三位四通電磁閥， 3YA 通電時(shí)，交叉通，油右進(jìn)左出，油進(jìn)入缸體內(nèi)推動(dòng)活塞帶動(dòng)活塞桿收縮。 單泵供油系統(tǒng)以所有液壓缸中需流量最大的來(lái)選擇泵的流量。 （ 3）伸縮臂進(jìn)油路設(shè)置蓄能保壓回路，伸出完全后，進(jìn)油路壓力升高，壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)導(dǎo)致?lián)Q向閥通電，泵卸荷，單向閥自動(dòng)關(guān)閉，由蓄能器保壓。 天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 參考文獻(xiàn) [1]濮良貴 ,剛主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版 [M]. 北京 :高等教育出版社， 2021. [2]孫恒 ,模主編 .機(jī)械原理 [M]. 高等教育出版社 ,2021. [3]鄭堤，唐可洪主編 .機(jī)電一體化設(shè)計(jì) [M]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021. [4]張建民著 .機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)（第二版 [M]. 北京 :高教出版社 ,2021. [5]馮辛安主編 .機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) [M]. 大連 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1999. [6]劉杰等編著 .機(jī)電一體化技術(shù)基礎(chǔ)與產(chǎn)品設(shè)計(jì) [M]. 北京 :冶金工業(yè)出版社 ,2021. [7]謝存禧 ,張鐵主編 .機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用 [M]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021. [8]張鐵 ,謝存禧編 .機(jī)器人學(xué) [M]. 廣州 :華南理工大學(xué)出版社 .2021. [9]丁樹(shù)模主編 .液壓傳動(dòng) [M]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021. [10]王春行主編 .液壓控制系統(tǒng) [M]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021. [11]張海根主編 .機(jī)電傳動(dòng)控制 [M]. 高等教育出版社 .2021. [12]孫訓(xùn)方 ,方孝淑編著 .材料力學(xué) [M]. 人民教育出版社 . [13]徐灝主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1991. [14]宗光華主編 .機(jī)器人創(chuàng)意設(shè)計(jì)與實(shí)踐 [M]. 北京航空航天出版社 .2021. [15]宋德玉主編 .可編程序控制器原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù) [M]. 北京 :冶金工 業(yè)出版社 .2021. [16]郭洪江主編 .工業(yè)機(jī)器人技術(shù) .西安電子科技大學(xué)出版社 [M]. 2021. [17]朱世強(qiáng) ,王宣銀主遍 .機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用 [M]. 浙江大學(xué)出版社 .2021. [18]朱孝錄主編 .中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典 [M]. 江西科學(xué)技術(shù)出版社 .2021. [19]范次猛主編 .可編程控制器原理與應(yīng)用 [M]. 北京理工大學(xué)出版社 .2021. [20]孫開(kāi)元 ,李長(zhǎng)娜主編 .機(jī)械制圖新標(biāo)準(zhǔn)解讀及畫(huà)法示例 [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 .2021. [21] Serope kalpakjian, Steven . Manufacturing Engineering and Technology— Machining[M]. 20213. 。 液壓泵的確定與所需功率計(jì)算 夾緊缸： Q1 = L/min 天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 伸縮缸： Q2 =15 L/min r/ 3 ???pPnQq 夾緊缸： pa11 Mp ? 伸縮缸： Mp ? 3pP p p? ??? p?? 包括油液流經(jīng)流量閥和其他元件的局部損失，管路沿程損失等 p?? 為 Mp p ??? 作為壓力儲(chǔ)備，可選額定壓力為 5Mpa 選擇 YBA16B 型號(hào)泵，其主要性能參數(shù)如表 所示 表 51 性能參數(shù)表 液壓元件的選擇 ,如表 52 所示 表 52 液壓元件選擇表 編號(hào) 元件名稱 閥 最 大通 過(guò)流量 L/min 型號(hào) 公稱流量 L/min 1 濾油器（粗） XUCJ45?50BS 40 3 溢流閥 YF310L 63 4 電磁換向閥 23DOB8C 22 6 濾油器 XUCJ45? 30BS 40 排量 壓力 輸入功率 額定轉(zhuǎn)速 最低轉(zhuǎn)速 最高轉(zhuǎn)速 YBA16B 天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 （精） 9 電磁換向閥（夾緊） 11 液控單向閥 CPT030450 40 13 壓力繼電器 HE1D O 20A /35 14 電磁換向閥（伸縮） 15 34DF30E10BD 25 15 單向調(diào)速閥 AQ 3F 10C 30 17 電磁換向閥（回轉(zhuǎn)） 34DF30E10BD 25 18 、19 單向調(diào)速閥 AQ 3F 103d 21 電磁換向閥（升降） DG555 22 單向順序閥 HCT03A322 50 2 24 單向節(jié)流閥 30 天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 總 結(jié) 本次機(jī)械手夾持器的設(shè)計(jì)主要對(duì)于夾持器，伸縮臂，腕部，液壓 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)過(guò)程。 （ 3）緩沖回路 伸縮臂處設(shè)置緩沖回路，使用單向節(jié)流閥 （ 4）系統(tǒng)安全可靠性 夾緊缸在夾緊工件時(shí)，為防止失電等意外情況，設(shè)置鎖緊保壓回路。 5YA 通電，交叉通，單向閥不通油，當(dāng)夾持器出現(xiàn)故障，油壓增加，就克服彈簧阻力，使得卸荷閥開(kāi)通，卸去多余的壓力，起安全保護(hù)的作用。 壓系統(tǒng)圖分析：電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，液壓閥往上泵油，過(guò)濾器起過(guò)濾作用，防止雜物進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部。而這個(gè) 要求是靠電控系統(tǒng)按照程序控制電磁鐵依次步進(jìn)動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)。保證把工件精確地放在加工機(jī)床作業(yè)臺(tái)上。 轉(zhuǎn)角 r a 1022 ???? ????Elpl? = ? 符合要求。選用 內(nèi)徑，截面直徑為 ?? mm. 其基本形式如下： 圖 45 基本結(jié) 構(gòu) 圖 導(dǎo)向桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 保證伸出活塞桿時(shí)的方向性和伸縮量的準(zhǔn)確性以及提供機(jī) 構(gòu)剛度等都是 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 的作用。三位四通電磁閥， 4YA通電，油左進(jìn)右出 ，油通過(guò)單向閥，進(jìn)入缸體內(nèi)推動(dòng)活塞帶動(dòng)活塞桿收縮， v型手指處于加緊狀態(tài)。取額定工作壓力為 paM 。 0d ：螺紋直 徑 [cm]； 1d