【正文】 泵組和電機(jī)的安裝方式： 液壓控制裝置的集成配置 液壓控制裝置采用無(wú)管 集成，由于選擇的都是版式連接的控制閥，所以采用板式集成，他的優(yōu)點(diǎn)是油路直接做在輔助件上，省去了大量的管件，結(jié)構(gòu)緊湊，組裝方便，外形整齊美觀，安裝靈活，直接安裝在泵站上或者閥架上，油路通道短，壓力損失小。 液壓系統(tǒng)控制裝置的計(jì)算選擇 根據(jù)所繪制的液壓原理圖，計(jì)算分析通過(guò)各液壓閥的最高壓力和最大流量，選擇各液壓閥的型號(hào)規(guī)格，列表如下： 序號(hào) 元件名稱 通過(guò)流量（ L/min） 型號(hào)規(guī)格 4 單向閥 24 6 二位四通電磁換向閥 23． 4 24DOB10HTZ 7 節(jié)流閥 20 LDFB10C 8 單向閥 2 28 10 液控單向閥 14 節(jié)流閥 20 LDFB10C 15 單向閥 16 液控單向閥 20 單向閥 20 17 節(jié)流閥 LDFB10C 27 節(jié)流閥 LDFB10C 22 背壓閥 23 節(jié)流閥 LDFB10C 24 單向閥 2 26 液控單向閥 2 29 二位四通電磁換向閥 24DOB10HTZ 28 二位四通電磁換向閥 24DOB10HTZ 18 二位四通電磁換向閥 19 24DOB10HTZ 12 二位四通電磁換向閥 24DOB10HTZ 11 溢流閥 YFB10C 液壓系統(tǒng)輔助裝置的計(jì)算選擇 （一）選擇液壓油 根據(jù)工況選擇野液壓油的品種，由于本設(shè)計(jì)的機(jī)械手多是室內(nèi)固定，且溫度并不是很高，考慮工作壓力，選擇 HM 型油液。 4． 2 液壓系統(tǒng)工作原理圖 22 列動(dòng)作順序表如下： 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 7YA 8YA 9YA 10YA 手指夾緊 + 手腕逆時(shí)回轉(zhuǎn) + + 大臂上升 + + 大臂逆時(shí)回轉(zhuǎn) + + 大臂下降 + + 水平臂伸出 + + 手腕順時(shí)回轉(zhuǎn) + + 手指松開 + 水平臂縮回 + 大臂順時(shí)回轉(zhuǎn) + 液壓執(zhí)行元件的比較選擇 （ 1）大臂回轉(zhuǎn)油缸 由于大臂擺度要求在 300 度左右，綜合考慮選擇單葉片式擺動(dòng)液壓缸，查設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇 ，其最大擺角可達(dá)到 304 度，外形尺寸為 416XΦ ,重量為46m/Kg。其原因是負(fù)荷變化會(huì)引起節(jié)流閥進(jìn)出油口的壓差變化，因而使通過(guò)節(jié)流閥的流量以至油缸的速度變化 。 第 四 章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)回路的比較選擇 （ 1）壓力控制回路 為了控制系統(tǒng)的最大工作壓力，一般都在油泵的出口附近設(shè)置溢流閥，用它來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力（即油泵的工作壓力），并將多余的油液流回油箱。氣壓傳動(dòng)雖易于得到較高速度（如 1 米 /秒以上），但空氣粘性比油低、傳動(dòng)中沖擊較大，不利于精確定位。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。 圖一 由圖可知，此機(jī)械手在 XY 平面內(nèi)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且在 Z 方向和 X 方向有直線運(yùn)動(dòng)，故做出它的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，由于存在了安全工作區(qū)域，故選了 300度旋轉(zhuǎn)范圍，如下： 14 圖二 自由度數(shù)多少是衡量機(jī)械手技術(shù)水平的指標(biāo)之一，自由數(shù)越多，可以完成的動(dòng)作越復(fù)雜，通用性越強(qiáng)，應(yīng)用范圍也越廣，但是響應(yīng)的帶來(lái)了技術(shù)難度大，控制系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械手本身的體積和重量增加，成本高和維修困難。強(qiáng)電電控、弱電電控、弱電反饋、 PLC 控制。它是一種能獨(dú)立工作的自動(dòng)話裝置。一般只用于動(dòng)作固定的場(chǎng)合。目前采用的手臂幾乎都是無(wú)關(guān)節(jié)臂。以上原因主要是 沒有形成機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前我國(guó)的機(jī)器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求， “ 一位客戶，一次重新設(shè)計(jì) ” ，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長(zhǎng)、成本也不低，而目 ‘ 質(zhì)量、可 靠 性不穩(wěn)定。 驅(qū)動(dòng)技術(shù) 80 年代發(fā)展起來(lái)的 AC 伺服驅(qū)動(dòng)已成為主流驅(qū)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人中。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系。它起源于原子，軍事工業(yè)，先是通過(guò)操作機(jī)來(lái)完成特頂?shù)淖鳂I(yè)，后來(lái)發(fā)展到用無(wú)線電尋好操作機(jī)械手來(lái)進(jìn)行月球的探測(cè)等。 我國(guó)的智能機(jī)器人和特種機(jī)器人在 “863” 計(jì)劃的支持下，也取得了不少成果。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化；由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)；國(guó)外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問市。但各單位一般根據(jù)期刊的主管單位的級(jí)別來(lái)對(duì)期刊劃為省級(jí)期刊和國(guó)家級(jí)期刊。 2) 著錄參考文獻(xiàn)能方便地把論文作者的成果與前人的成果區(qū)別開來(lái)。 有資格申請(qǐng)學(xué)位并為申請(qǐng)學(xué)位所寫的那篇畢業(yè)論文就稱為學(xué)位論文，學(xué)士學(xué)位論文。 本設(shè)計(jì)擬開發(fā)的上料機(jī)械 手可在空間抓放物體，動(dòng)作靈活多樣，可代替人工在高溫和危險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)，可抓取重量較大的工件。美國(guó)發(fā)射到火星上的 “ 索杰納 ” 機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實(shí)例。 機(jī)械手的迅速發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們認(rèn)識(shí)：其一，它能部分地代替人工操作；其二，它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配。 1958 年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。更在加工生產(chǎn)線、自動(dòng)線上應(yīng)用，成為機(jī)床、設(shè)備上下工序聯(lián)結(jié)和重要手段。最近美國(guó)機(jī)器人空間技術(shù)公司開發(fā)了 Robot Script 通用語(yǔ)言，運(yùn)行于該公司的通用機(jī)器人控制器 URC 的 Win NT/95 環(huán)境下。 國(guó)內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄鍛，熱處理方面的機(jī)械手，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件。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?？刂葡到y(tǒng)可根據(jù)動(dòng)作的要求，設(shè)計(jì)采用數(shù)字順序控制。它基本能滿 足于各種要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。而手腕部分是我們所重點(diǎn) 要求的，對(duì)其中的每一個(gè)零件、部件及組合體的尺寸和形體都有嚴(yán)格的要求，因?yàn)榻吹臋C(jī)械手是有人力動(dòng)作部分的，而且沒有手腕，取而代之的是一個(gè)吊鉤，為了將其改造成為可自動(dòng)抓取的機(jī)械手，每個(gè)零件的配合都要很考究。它與指教坐標(biāo)式相比較，占地面積大而活動(dòng)范圍大，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，并能達(dá)到較高的定位精度，因此得到廣泛的應(yīng)用。 本次設(shè)計(jì)的液壓機(jī)械手，相當(dāng)于一臺(tái)專用液壓自動(dòng)機(jī)械，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)，液 壓系統(tǒng)、電氣控制三大部分組成。工作要求越高，對(duì)密封裝置和配 合件制造精度的要求就越高。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，機(jī)械手的動(dòng)作全部由電氣來(lái)控制。這種同步方法十分簡(jiǎn)單，但是它的同步精度受到油溫變化、調(diào)速閥的精度、系統(tǒng)中的泄漏等影響。 （ 4）手腕回轉(zhuǎn)油缸 根據(jù)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩選擇單葉片式擺動(dòng)液壓缸 ` 。目前用于軟管連接的主要是軟管接頭。 孔道直徑為 10mm。按照操作執(zhí)行元件的液壓控制裝置的安裝位置及液壓站的功能，可以把液壓站分為動(dòng)力型和復(fù)合型液壓站倆鐘結(jié)構(gòu)類型。 當(dāng)壓力油液進(jìn)入無(wú)桿腔的時(shí)候，活塞以速度 1? 運(yùn)動(dòng)，此時(shí)所需輸入油缸的流量Q1 為： Q1 = 2140D? ?= 23 .1 4 1 .4 5 6 04 1 0 0 0? ? ? ?? 升 /分 當(dāng)壓力油液進(jìn)入有桿腔的時(shí)候，活塞以速度 1? 運(yùn)動(dòng)，此時(shí)所需輸入油缸的流量Q2 為： Q2 = 222()40 Dd? ?? 式中 d—— 活塞桿直徑（厘米）； Q2 —— 輸入有桿腔的流量（升 /分）； 2? —— 活塞的移動(dòng)速度（米 /分）。油泵向系統(tǒng)提供高壓油液，以驅(qū)動(dòng)油缸運(yùn)動(dòng)而做功。 （ 2）速度控制回路 液壓機(jī)械手隔閡總運(yùn)動(dòng)速度的控制，主要是改變進(jìn)入油缸或油馬達(dá)的流量 Q。平衡臂機(jī)械手工作時(shí)要一個(gè)穩(wěn)定的基礎(chǔ)且不需移動(dòng)，所以該地基設(shè)計(jì)為嵌入水泥地里，這樣的平衡性和穩(wěn)定性好。 4． 輔助裝置 如油箱、濾油器、蓄能器、管路和管接頭以及壓力表等。則 Ae 長(zhǎng)度等于 250 0sin30? =125mm， bf 長(zhǎng)度也為 125mm， bC 長(zhǎng)度等于BC 0sin30? =250 0sin30? =125mm， cc 產(chǎn)度等于 bcbC=250125=125mm， Bb 長(zhǎng)度等于BC 0sin60? =250 32? =216mm，所以確定 Aa 等于 Ae+bf+Bb=125+125+216=466mm。下面按機(jī)械手所具有的主運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)來(lái)分析其自由度。 最大活動(dòng)半徑 2m 最大活動(dòng)高度 2m 回轉(zhuǎn) 活動(dòng)范圍 0176。它一般只能完成一、二種特定的作業(yè)。缺點(diǎn)是出力小，體積大。 機(jī)械手的組成和分類 機(jī)械手的組成 機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。百臺(tái)以上的機(jī)器人群與微機(jī)及周邊設(shè)備和操作人員形成一個(gè)大群體。應(yīng) 3K和汽車、建筑、橋梁等 行業(yè)的需求，超大型機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。 到目前為止，日本是工業(yè)機(jī)械手發(fā)展最快，應(yīng)用最多的國(guó)家。第一類是不需要人工操作的通用機(jī)械手。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)的宇宙開發(fā)、海洋 開發(fā)、核能利用等新興領(lǐng)域的發(fā)展做出卓越的貢獻(xiàn)。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。論文的內(nèi)容必須符合歷史唯物主義和唯物辯證法，符合“實(shí)事求是”、“有的放矢”、“既分析又綜合” 的科學(xué)研究方法。 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(shì) .......................................................................................... 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 .................................................1