液壓機械手臂設計(編輯修改稿)
2026-01-09 00:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 較為復雜。 （ 4）按種類分類：串聯(lián)機械手 。并聯(lián)機械手。 機械手手臂在工業(yè)中的應用 工業(yè)機械手在生產(chǎn)中的應用非常廣泛，主要有： （ 1）鑄、鍛、焊、熱處理等方面 在 鑄、鍛、焊、熱處理等工序中，勞動強度較大，勞動環(huán)境對身體有害，并且有一定危險， 而機械手手臂在這些工序中可以代替人進行操作，應用廣泛。 （ 2）單個機器的自動化 方面 一些半自動機器，雖然一定的自動化功能，仍需人工上下料，裝上機械手手臂，可實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)。比如沖床有自動上下沖壓循環(huán)，機械手上下料可實現(xiàn)沖壓上產(chǎn)自動化。 （ 3） 自動化生產(chǎn)線方面 自動化生產(chǎn)線上，一般都需要機械手手臂在不同的機器上進行傳送工件，可以大大的提高生產(chǎn)效率。2 章 工業(yè)機械手的設計方案 機械手手臂的動作要求 懸臂下降→抓取工件→懸臂上升→ 旋轉合適的角度（小于 180186。） →懸臂下降→ 松開工件（放到指定的位置） →懸臂上升→懸臂回縮，這樣就完成一個自動工作循環(huán)。 機械手手臂的技術參數(shù) 抓重： 5~30kg 自由度數(shù)： 3 手臂垂直位移： 100mm， 手臂回轉角度： 小于 180186。 水平位移速度： 75mm／ s 垂直位移速度： 25mm／ s 角位移速度： 110176。／ s 液壓缸內(nèi)徑 D 取 160 mm ， 液壓缸外徑 D 取 240mm， 活塞直徑 D 取 80mm 。 機械手的座標型式與自由度 按照抓取工件的要求，手臂主 要完成垂直升降（沿 z軸移動），伸縮（沿 x軸移動）和回轉（沿 z 軸轉動）以正確完成空間里的上下料工作，所以選擇 3自由度。 座標型式采用直角坐標即可。 機械手手臂的驅動方案設計 氣動驅動的空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在 30 公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結構大，而機械傳動機械手手臂程序是固定的不可調，靈活性差結構較大。液動機械手手臂抓重大、傳動平穩(wěn)、結構緊湊、動作靈敏。應采用液壓驅動。 機械手手臂的控制方案設計 采用可編程序控制器 (PLC)對 機械手進行控制時，如何工作內(nèi)容改變時，只需要改變 PLC 的程序就可以滿足工作要求，具有很好的靈活性。3 章 機械手臂部機構設計 機械手手 臂部的結構選擇 機械手手臂在進行運動時，為了防止手臂繞軸線發(fā)生轉動，以保證其運動準確可靠，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在結構設計和布局上應盡量減少運動部件的重量和減少手臂對回轉中心的轉動慣量。采用單導向桿作為導向裝置，它可以增加手臂的剛性和導向性。 手臂偏重力矩的計算 此圖為機械手手臂的簡圖，包括手臂，手腕，手部，工件。 其中手臂重 70kg，手腕重 20kg，手部重 20kg，工件重 30kg。 G1（手臂） =700N, G2（手腕） =200 N,G3（手部） =200 N, G4（工件） =300 N, L1=300mm， L2= 700mm ， L3= 900mm，L4= 1000mm。G’總 =700+200+200+300=1400N L= G1 L1+G2 L2+G3 L3+G4 L4 = 830000 =600mm G1+G2+G3+G4 1400 所以偏轉力矩為 M=G’總 L=1400 600= L1 代表手臂重心到軸線的距離。 L2 代表手腕重心到距離。 L3 代表手部重心到軸線的距離。 L4 代表工件重心到軸線的距離。 手臂導向立柱不自鎖條件 立柱作用是用來支承手臂的，立柱與手臂連在一起，手臂的回轉運動和升降運動都是通過立柱來實現(xiàn)的。而 手臂在 G 總（ G’總 = G回轉缸 + G 活塞桿） 的作用下有向下的趨勢，所以要設計合理高度的立柱導套。 FR H=G 總 L FR =G總 L H 不自鎖的條件為： G 總＞ F1 + F2= 2F2 =2FR f 而 f= 即 G 總 ＞ 2 G 總 L f H H＞ L= 600=300mm 設 G回轉缸 =200N G 活塞 桿 = 500N G 總 =1400+200+500 =2100N FR = G總 L = 2100 600 = 4200N H 300 在設計中必須考慮到立柱導套長度大于 300mm 手臂升降液壓缸驅動力及參數(shù)計算 機械手手臂升降驅動力的公式： F 驅 =F 摩 +F 慣 +F 回 +F 密177。 G 總 （ 1） F 摩 F 摩 =2FRf f= FR=4200N F摩 =2FRf=2 4200 =2100N （ 2） F 慣的計算 摩擦力公式 F 慣 = G總 △ V g△ t △ V— 由靜止加速到常速的變化量（ mm/s） △ t— 啟動過程時間（ t），一般取 ～ 。 手臂啟動速度△ V=, 啟動時間△ t=， g=10N/kg F 慣 錯誤 !未找到引用源。 = 273N （ 3） F 回的計算
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