【正文】 滑閥機(jī)能狀態(tài)，發(fā)出電信號(hào)經(jīng)步進(jìn)選線器跳步，使電磁鐵 2DT 通電，電液換向閥 25 左邊接通油路，壓力油通過(guò)電液換向閥 25 左邊通道，經(jīng)過(guò)單向調(diào)速閥 26 的單 向閥進(jìn)入受臂伸縮油缸左腔使受臂縮回。當(dāng)手筆碰鐵碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)， 2DT 斷電（手。 當(dāng)橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)上的碰鐵碰到行程開(kāi)關(guān)，使 13DT 斷電，并發(fā)出電信號(hào)經(jīng)步進(jìn)選線器跳步使 6DT 通電，則換向閥 18 右邊接通油路，壓力油通過(guò)單向調(diào)速閥 19 的單向閥進(jìn)入手腕回轉(zhuǎn)油缸一腔，使手腕回轉(zhuǎn) 115176。 下面以上料機(jī)械手的一個(gè)典型動(dòng)作程序?yàn)槔?，結(jié)合圖 8 來(lái)說(shuō)明其動(dòng)作循環(huán)。 手臂升降油缸支路設(shè)置有單向順序閥（ XI63B），可以調(diào)整順序閥的彈簧力使之在活塞、活塞桿及其所支承的手臂等自重所引起的油液壓力作用下仍保持?jǐn)嗦贰?→ 拔定位銷(xiāo) → 手臂回轉(zhuǎn) 115176。交流電磁閥起動(dòng)性能好，換向時(shí)間短，接線簡(jiǎn)單，價(jià)廉，但是如吸不上時(shí)容易燒壞，可靠性差，換向時(shí)有沖擊，允許換向頻率底，壽命較短。 采用節(jié)流閥進(jìn)行節(jié)流調(diào)速時(shí)，負(fù)荷的變化會(huì)引起油缸速度的變化，使速度穩(wěn)定性差。第二是防止空氣混入系統(tǒng)。 ④ 平衡與鎖緊回路 在機(jī)械液壓系統(tǒng)中，為防止垂直機(jī)構(gòu)因自重而任意下降，可采用平衡回路將垂直機(jī)構(gòu)的自重給以平衡。的液動(dòng)機(jī)，一般叫作回轉(zhuǎn)油缸（或稱(chēng)擺動(dòng)油缸）。壓力油經(jīng)過(guò)管道及一些控制調(diào)節(jié)裝置等進(jìn)入油缸，推動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)，從而使手臂作伸縮、升降等運(yùn)動(dòng)，將油液的壓力能又轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。 3. 手臂回轉(zhuǎn)液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ① 臂部回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算 臂部回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力矩應(yīng)根據(jù)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力矩與回轉(zhuǎn)部件支承處的摩擦力矩來(lái)計(jì)算。 由 0AM?? 知， bGL Fa? b GLF a? 又 0Y?? 則 abF F G?? ? +aaa LFG??? ????總 ? aab 2 L + 2 1 8 4 . 5 3 0 0= + = 0 . 1 5 3 9 2 1 3 1 . 1 N300b aF F F F F G a? ? ? ????? ? ? ? ? ?????摩 摩 摩 總 其中： L—— 重心距導(dǎo)向套前端距離 , a —— 導(dǎo)向套長(zhǎng)度， 300mm 181。 24 圖 6 手臂 升降和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)圖 (三 ) 手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 實(shí)現(xiàn)手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)形式是多種多樣的，常用的有回轉(zhuǎn)缸、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)等。對(duì)于伸縮行程大的手臂，為了防止導(dǎo)向桿懸伸部分的彎曲變形，可在導(dǎo)向桿尾部增設(shè)輔助支承架，以提高導(dǎo)向桿的剛性。手臂和手腕是通過(guò)連接板安裝在升降油缸的上端，當(dāng)雙作用油缸 1 的兩腔分別通入壓力油時(shí)，則推動(dòng)活塞桿 2（即手臂）作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。 ③ 偏重力矩要小 所謂偏重力矩就是指臂部的重量對(duì)其支承回轉(zhuǎn)軸 所產(chǎn)生的靜力矩。 立柱的橫向移動(dòng)即為手臂的橫向移動(dòng)。手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需要的驅(qū)動(dòng)力矩可按下式計(jì)算： = M + M + MM 驅(qū) 慣 摩偏 式中 ： M驅(qū) ——驅(qū)動(dòng)手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力矩 M慣 ——慣性力矩 M偏 ——參與轉(zhuǎn)動(dòng)的零部件的重量（包括工件、手部、手腕回轉(zhuǎn)缸體的動(dòng)片）對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線所產(chǎn)生的偏重力矩 19 M摩 ——手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸與支承孔處的摩擦力矩 腕部回轉(zhuǎn)力矩計(jì)算圖 1. 摩擦阻力矩 M 摩 1 1 2 2M= 2f摩 （N D + N D ） 式中 ： f——軸承的摩擦系數(shù)，滾動(dòng)軸承取 f=～ ，滑動(dòng)軸承取 f=； N1 、 N2 ——軸承支承反力 （ N） ； D1 、 D2 ——軸承直徑 （ m） 由設(shè)計(jì)知 D1= D2= N1=800N N2=200N G1=294N e= 時(shí) 0 . 1M = 8 0 0 0 . 0 3 5 2 0 0 0 . 0 7 52 ??摩 （ + ） 得 M 摩 =（ ） 2. 工件重心引起的偏置力矩 M偏 20 1MeG??偏 式中 G1——工件重量（ N） e——偏心距（即工件重心到碗回轉(zhuǎn)中心線的垂直距離），當(dāng)工件重心與手腕回轉(zhuǎn)中心線重合時(shí) ， M偏 為零 當(dāng) e=， G1=294N 時(shí) M偏 = （ N ③ 注意解決好腕部也手部、臂部的連接，以及各個(gè)自由度的位置檢測(cè)、管線的布置以及潤(rùn)滑 、維修、調(diào)整等問(wèn)題 ④ 要適應(yīng)工作環(huán)境的需要。 選取 d= 得： 64 4 4 1 8 3 . 5 4 7 . 5p 2 . 5 1 0 0 . 9 5FD m m? ? ? ?? ? ?? ? ? 式中： D—— 液壓缸內(nèi)徑 P—— 液壓缸工作壓力 ? —— 液壓缸工作效率， ?? 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列（ JB82666）選取液壓缸 內(nèi)徑 ， D=50mm 同理查得 活塞桿直徑 d=22mm 2. 缸體結(jié)構(gòu)及驗(yàn)算 缸體采用 45 號(hào)無(wú)縫鋼管，由 JB106867 查得可取缸筒外徑 75mm，則 ?? 16 ??? 則， 6662 . 5 1 0 5 0 5 . 4 8( 2 . 3 [ ] ) ( 2 . 3 1 1 0 1 0 2 . 5 1 0 ) 1pD mmp? ?? ??? ? ?? ? ? ? ? ?理 14 mm??? ? ? 理 3. 液壓缸額定工作壓力 NP （ MP）應(yīng)低于一定極限值，以保證工作安全 2212 1()0 . 3 5 3 6 . 3 6sNaDDP M PD? ?? ? ? 式中： D—— 缸筒內(nèi)徑 1D —— 缸筒外徑 s? —— 缸筒材料的屈服點(diǎn)， 45 號(hào)鋼為 340MPa 已知工作壓力 2. 5 36 .3 6N a aP M P M P??，故安全。 這種手部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有動(dòng)作靈活，手指開(kāi)閉角大等特點(diǎn)。 ∑Fy=0 得 1 2cosFF ?? 11FF??? 銷(xiāo)軸對(duì)手指的作用力為 1F? 。若夾持不同直徑的工件，應(yīng)按最大直徑的工件考慮。 參考《工業(yè)機(jī)器人》表 96 和表 97，按照設(shè)計(jì)要求，本機(jī)械手采用的驅(qū)動(dòng)方式為液壓驅(qū)動(dòng)，控制方式為 繼電 接觸器 控制。 5. 位置檢測(cè)裝置的選擇 機(jī)械手常用的位置檢測(cè)方式有三種：行程開(kāi)關(guān)式、模擬式和數(shù)字式。為此驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)要采取相應(yīng)的措施，以保證動(dòng)作的同步。 手臂伸長(zhǎng)量 500mm 手臂回轉(zhuǎn)角度 177。 （四） 我要設(shè)計(jì)的機(jī)械手 1. 臂力的確定 目前使用的機(jī)械手的臂力范圍較大，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的機(jī)械手的臂力最小為 ，最大為 8000N。它不僅能為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來(lái)高度的生產(chǎn)力和巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且將為我國(guó)的宇宙開(kāi)發(fā)、海洋開(kāi)發(fā)、核能利用等新興領(lǐng)域的發(fā)展做出卓越的貢獻(xiàn)。 （ 5）．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過(guò)程控制，如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺(jué)來(lái)操縱機(jī)器人。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。plc 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。design。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 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(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動(dòng)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(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。 （ 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(jué)、力覺(jué)等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺(jué)、聲覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)等多傳感器的融合技術(shù)來(lái)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。在我國(guó)，社會(huì)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(zhǎng)處。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(kāi)發(fā)應(yīng)用方面則剛剛起步，與國(guó)外先進(jìn)水平差距較大，需要在原有成績(jī)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。110176。 ③ 在工作拍節(jié)短、動(dòng)作多的情況下，常使幾個(gè)動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行。手臂配置在機(jī)座立柱上的機(jī)械手多為圓柱坐標(biāo)型，它有升降、伸縮與回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工作范圍較大。 驅(qū)動(dòng)方式一般有四種：氣壓驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、電氣驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)。手指的開(kāi)閉角保證工件能順利進(jìn)入或脫開(kāi)。 根據(jù)銷(xiāo)軸的力平衡條件，即 ∑Fx=0 得 12FF? 。 。 ? 4 294 N N? ? ? ? ? 由滑槽杠桿式結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力計(jì)算公式 (2) 2= F =2 c o s FNF b a? ?計(jì) 算 得 ? 2F = 2 8 0 c o s 3 0 1 4 9 2 / 5 0 = 3 5 5 6 N? ? ?計(jì) 算 13 (3) 取 手指?jìng)髁π? η=, 則 = F / = 3 5 5 6 / 0 . 8 5 = 4 1 8 3 . 5 N 5 0 0 0 NF ?實(shí) 際 計(jì) 算 (四 ) 夾緊缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 夾緊缸主要尺寸的計(jì)算 由前知，夾緊缸為單作用彈簧復(fù)位液 壓缸，設(shè) 夾緊工件時(shí)的行程為 25mm，時(shí)間為 ，則所需夾緊力為： 工作壓力取 1MP，考慮到為使液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸簡(jiǎn)單緊湊，取工作壓力為 。 ② 轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，密封性要好。 18 圖 3 機(jī)械手的腕部結(jié)構(gòu) (三 ) 手腕驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算 驅(qū)動(dòng)手腕回轉(zhuǎn)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力矩必須克服手腕起動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩必須克服手腕起動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩，手腕的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與支承孔處的摩擦阻力矩，動(dòng)片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩以及由于轉(zhuǎn)動(dòng)的重心與軸線不重合所產(chǎn)生的偏重力矩。手臂的 回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)是 通過(guò)立柱來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 ② 導(dǎo)向性要好 為防止手臂在直線移動(dòng)中，沿運(yùn)動(dòng)軸線發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或設(shè)置導(dǎo)向裝置，或設(shè)計(jì)方形、花鍵等形式的臂桿。如下圖所示為雙導(dǎo)向桿手臂的伸縮結(jié)構(gòu)。 雙導(dǎo)向桿配置在手臂伸縮油缸兩側(cè)，并兼做手部和手腕油路的管道。圖中 6為位置檢測(cè)裝置。 ① F摩 的計(jì)算： 由于導(dǎo)向桿對(duì)稱(chēng)分布，導(dǎo)向桿受力均衡，可按一個(gè)導(dǎo)向桿計(jì)算。 ③ 臂厚同伸縮缸一樣，取 17mm?? ④ 聯(lián)接螺釘強(qiáng)度計(jì)算： 取螺釘數(shù)目 Z=4，工作載荷 1 8 1 7 .5 4 5 4 .44Q FFNZ? ? ? 1 .3 1 .8 4 5 4 .4 1 0 6 3QFN? ? ? ? 則 , 1 64 4 1 0 6 3 2 . 9[ ] 1 6 2 1 0QFd m m? ? ? ?? ? ??? ，查手冊(cè)取 1 6d mm? ，螺距 P=，材料為 35 29 號(hào)鋼的內(nèi)六角螺釘 6[] 32 0 10[] ~ ?? ??? 。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油泵輸出壓力油，是將電動(dòng)機(jī)供給的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能。也有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液動(dòng)機(jī)一般叫作油 馬達(dá)，回轉(zhuǎn)角小于 360176。 ③ 減壓回路 為了是機(jī)械手的液壓系統(tǒng)局部壓力降低或穩(wěn)定，在要求減壓的支路前串聯(lián)一個(gè)減壓閥，以獲得比系統(tǒng)壓力更低的壓力。在油泵出油口處加設(shè)單向閥后，隔斷系統(tǒng)中高壓油液和油泵時(shí)間的聯(lián)系，從而起到保護(hù)油缸的作用。其缺點(diǎn)是：有壓力和流量損耗，在低速負(fù)荷傳動(dòng)時(shí)效 率低，發(fā)熱大。這里采用交流電磁閥。手指閉合，待夾料立放） → 插定位銷(xiāo) → 手臂前伸 → 手指張開(kāi) → 手指夾料 → 手臂上升 → 手臂縮回 → 立柱橫移 → 手腕回轉(zhuǎn) 115176。 手臂伸縮、手臂升降、手臂回轉(zhuǎn)、手臂橫向移動(dòng)和手腕回轉(zhuǎn)油 路采用單向調(diào)速閥（ QI63B、 QI25B、QI10B）回程節(jié)流，因而速度可調(diào)，工作平穩(wěn)。 此系統(tǒng)四個(gè)主壓力油路的壓力測(cè)量 ，是通過(guò)轉(zhuǎn)換壓力表開(kāi)關(guān)（ K3B）的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，被測(cè)量的四個(gè)主油路的壓力值，分別從壓力表（ Y60）上表示出來(lái)。 同時(shí)發(fā)信、跳步，使電磁鐵 13DT 通電，壓力油通過(guò)電液換向閥 41 的左腔，推動(dòng)手臂