【導(dǎo)讀】第三章機(jī)械手各部分的計(jì)算與分析.……………………腕部擺動(dòng)油缸設(shè)計(jì)…手臂的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………選擇液壓控制閥的原則………………具體選擇液壓原件……第六章機(jī)械手控制系統(tǒng)……美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。能，按照預(yù)定要求輸送工作或握持工具進(jìn)行操作的自動(dòng)化技術(shù)裝備?？臻g抓放物體，動(dòng)作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中小批量自動(dòng)化生產(chǎn)。動(dòng)，顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動(dòng)化水平。下進(jìn)行操作，更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。是以油液的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。公斤以上、傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈敏。但對(duì)密封裝置要求嚴(yán)格，不然油的泄。露對(duì)機(jī)械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、動(dòng)作頻率高，但結(jié)構(gòu)較大，動(dòng)作程序不可變。能控制其遠(yuǎn)動(dòng)軌跡。機(jī)械手的工作性能的優(yōu)劣，決定著它能否正常地應(yīng)用于生產(chǎn)中。

　　

【正文】 4 / m i nQ b D d w L? ? ? ? (4)手臂回轉(zhuǎn)缸： 224 [ ( ) / 8 ] 1 2 9 . 6 / m i nQ b D d w L? ? ? ? 中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 (5)手臂仰俯活塞缸： 225 5 6 . 3 1 5 6 2 / m in44Q V D l??? ? ? ? ? ? 4． 2 計(jì)算和選擇液壓元件 液壓泵的選取要求及其具體選取 （ 1） 計(jì)算液壓泵的工作壓力 泵的工作壓力是所有液壓缸中工作壓力最大者與管道壓力損失之和。即： maxSiP P P? ? ?? P?? — 管道和各類(lèi)閥的全部壓力損失之和。 可先估計(jì)，一般?。?P?? =（ 5— 8） ? 510aP （ 2） 計(jì)算液壓泵的流量 maxpiQ Kq? ， 式中： K— 泄露折算系數(shù)，一般， K=— （ 3） 選擇液壓泵的規(guī)格 參照設(shè)計(jì)手冊(cè)或產(chǎn)品樣本，選 取其額定壓力比 SP 高 25%— 60%，其流量與上述計(jì)算一致的液壓泵。 （ 4） 計(jì)算功率，選用電動(dòng)機(jī) 按工況圖，找出所有缸 Nt圖中最高功率點(diǎn)的 maxN 對(duì)應(yīng)的 SP （計(jì)算值）和泵額定流量的乘積，然后除以泵的總效率 p? SppPQN ???電 () 確定液壓泵的流量壓力和選擇泵的規(guī)格，泵的工作壓力的確定?？紤]到正常工作中進(jìn)油路有一定的壓力損失，所以，泵的工作壓力為： piP P P? ? ?? pP — 液壓泵的最高工作壓力； iP — 執(zhí)行元件的最高工作壓力 P?? — 進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時(shí)，簡(jiǎn)單系統(tǒng)可取 — aMP ， P?? = aMP ， pP =+=5 aMP 上述計(jì)算所得的 pP 是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過(guò)渡，階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超過(guò)靜態(tài)壓力。另外考慮到，一定的壓力儲(chǔ)備量并確保泵的壽命，因中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 此選泵的額定壓力 nP 應(yīng)滿(mǎn)足 ( )npPP?? 1 .2 5 1 .2 5 5 6 .2 5n p aP P M P? ? ? ? 泵流量的確定。液壓泵的最大流量應(yīng)為： max()plq K q? ? ， pq — 液壓泵的最大流量 max()q? — 同時(shí)工作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。如果這時(shí)溢流閥正進(jìn)行工作，尚需加溢流閥的最小溢流量 2～ 3L/min lK — 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 lK =，現(xiàn)取 lK = pq 80 96 / m inL? ? ? 選擇液壓泵的規(guī)格。根據(jù)以上算得 pP 和 pq ，再查閱有關(guān)手冊(cè)，現(xiàn)選用 YB80BI雙聯(lián)葉片泵，該泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量： 10— 194mL/r。泵 的額定壓力nP = aMP ；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 150 0 / minBnr? ；容積效率 ? ? ；總效率 ?? 。 與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定。首先分別計(jì)算出不同工況時(shí)的功率，取它們之間的最大值作為選取電動(dòng)機(jī)規(guī)格的依據(jù)。由于在速度較小時(shí)，泵輸出的流量減小，泵的效率急劇下降，一般當(dāng)流量在 — 1L/min 范圍內(nèi)時(shí)，可取 =— 。同時(shí)，應(yīng)注意到，為了使所選擇的電動(dòng)機(jī)在經(jīng)過(guò)泵的流量特性曲線(xiàn)最大功率點(diǎn)時(shí)，不致停車(chē)，需進(jìn)行驗(yàn)算，即 2np nppq pq?? ? () 泵的工作壓力： P= 2/Ncm () 1 .5 7 WcN Q H HN k kyy ????電 k — 余量系數(shù)，取 K= Q — 泵出油量 H — 油頭 H? — 主管損失油頭 y — 泵的功率 中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 cy — 傳動(dòng)效率直接傳遞為 1 選電機(jī)： 1 0 0 1 4 , 2 . 2k , 1 4 3 0Y L N W n r p m? ? ? 選擇液壓控制閥的原則 按控制閥的額定流量大于系統(tǒng)最高工作壓力和通過(guò)該閥的最大流量原則 選擇液壓輔助元件的要求 (1)濾油器 按泵的最大流量選取流量略大些的濾油器，濾油精度在為 100m? 網(wǎng)式或線(xiàn)段式濾油器即可。 (2)油管和管接頭的通徑與閥一致 來(lái)選取。 (3)油箱容積 Q=50Qp 注意： Qp 單位若為 L/min 時(shí)， V的單位為 3()dm Qp 單位若為 3/minm 時(shí)， V 的單位為 3m 具體選擇液壓元件 （ 1） 換向回路 的選擇 緊缸換向選用二位三通閥，其他缸全部選用 B型的三位四通電磁換向閥。選用B型電磁閥便于微機(jī)控制，選中位為 O 型是使定位準(zhǔn)確。 （ 2） 調(diào)速方案 的選擇 本系統(tǒng)是功率較小的，故選簡(jiǎn)單的進(jìn)油路節(jié)流閥調(diào)速。 （ 3） 緩沖回路 的選擇 選用二位三通閥加入油路，便于微機(jī)控制，提高自動(dòng)化程度。 (4)系統(tǒng)的安全可靠性 的選擇 為防止伸縮缸在仰起一定角度后的自由下滑，都采用單向順序閥來(lái)平衡。 為保證夾緊缸夾持工件的可靠性選用液控單向閥保壓和鎖緊。 液壓元件的選擇 單向壓力補(bǔ)償調(diào)速閥 ： QI63B， QI130B， QI23B 單向閥 ： I25 減壓閥 ： I10 單向順序閥 ： XI160B 二位三通電磁閥 ： 23D10B， 23D50B， 23D100B 中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 二位四通電磁閥 ： 24D25B， 34DY63B， 34S160B 線(xiàn)隙式濾油器 ： XUB32775 XU133750 壓力表 ： Y60 確定管道尺寸時(shí)本系統(tǒng)主油路流量 q=160L/min，壓油管的允許流速為 v=4m/s，則內(nèi)徑 d= /qv= 160/4 =29mm 夾緊油路 d=11mm 手腕回轉(zhuǎn)油路 d=18mm 手腕擺動(dòng)油路 d=18mm 手腕回轉(zhuǎn)油路 d=26mm 手腕仰俯油路 d=28mm 液壓油箱的設(shè)計(jì)： 液壓油箱的作用是儲(chǔ)存液壓油，分離液壓油中的雜質(zhì)和空氣，同時(shí)起到分散的作用。 液壓油箱在不同的工作條件下，影響散熱的條件很多，通常按壓力范圍來(lái)考慮。液壓油箱的有效容量 v 可概略地確定為： 在中低壓系統(tǒng)中（ p aMP? ），可取 v=（ 5— 7） pq 。 式中： V— 液壓油 箱有效容量； pq — 液壓泵額定流量 V=3? pq =6? 96=576， 故 V=576L 應(yīng)當(dāng)注意：設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，設(shè)備中的那部分會(huì)因重力作用而流回液壓油箱。為了防止液壓油從油箱中溢出，油箱中液壓油位不能太高，一般不應(yīng)超過(guò)液壓油箱高度的 液壓油箱的有效容積確定或，需設(shè) 計(jì)液壓油箱的外形尺寸，一般尺寸比（長(zhǎng)：寬：高）為： 1： 1： 1— 1： 2： 3 為提高冷卻效率，在安裝位置不受限制時(shí)，可將液壓油箱的容量予以增大。 根據(jù)油箱有效容量可選 BEX— 630。 本章小結(jié) 本章介紹了機(jī)械手液壓系統(tǒng)的組成，工作原理及工作過(guò)程，液壓傳動(dòng)有以下優(yōu)點(diǎn)： 中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 ，可根據(jù)需要方便、靈活的來(lái)布置； 、體積小、運(yùn)動(dòng)慣性小、反應(yīng)速度快、定位精度好； ，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速； ； 、性能優(yōu)越。 中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 第 5章 液壓缸的保養(yǎng)與維修 液壓元件的安裝 ，并要進(jìn)行壓力和密封性實(shí)驗(yàn)，合格后可安裝。 。 ，出口和旋轉(zhuǎn)方向一般在泵上均有標(biāo)明，不得接反。 ，應(yīng)注意進(jìn)油口與回油口的方向。 ，連接處應(yīng)保持密封良好。 ，螺釘不能擰的過(guò)緊，因?yàn)橛袝r(shí)擰的過(guò)緊反而密封不良。 液壓系統(tǒng)的一般使用與維護(hù) 箱中的液壓油應(yīng)經(jīng)常保持正常油面。 。 溫應(yīng)適當(dāng)，油箱的油溫一定不能超過(guò) 60oC ?；芈防镞M(jìn)入空氣后，因?yàn)闅怏w的體積和壓力成反比，可以隨著負(fù)荷的變動(dòng)，油缸的運(yùn)動(dòng)也要受到影響。為了防止回油管回油時(shí)帶入空氣，回油管必須插入油面以下。吸入管和泵軸的密封部分等各個(gè)低于大氣壓的地方應(yīng)注意不要漏入空氣。 ，應(yīng)向泵里灌滿(mǎn)油，檢查轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否正確，入口與出口是否接反。 ，應(yīng)使溢流閥御荷。 。 保持電磁閥的電壓穩(wěn)定，否則可能會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)圈的過(guò)熱。 ，如密封圈等，應(yīng)經(jīng)常有備品，以便及時(shí)更換。 一般技術(shù)安全事項(xiàng) 液壓系統(tǒng)的使用維護(hù)中，必須注意技術(shù)安全否則會(huì)引起傷亡事故。 用扳手去擰緊或調(diào)整的零件，避免放在當(dāng)扳手松滑時(shí)容易把手弄傷的地方。 所有連接螺釘必須擰緊。法蘭上所有螺釘都必須裝上。 一切連鎖或鎖緊裝置校準(zhǔn)。 檢查用的壓力計(jì)等儀表，必須放于便于觀察的地方。 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，禁止在工作的條件下進(jìn)行檢查和調(diào)整。 當(dāng)打開(kāi)放氣閥時(shí)，眼睛不要對(duì)著噴射的方向。 中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 第 6 章 機(jī)械手控制系統(tǒng) 本次 設(shè)計(jì)的機(jī)械手是以 PLC控制個(gè)液壓元件來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。至于機(jī)械手在 空間的運(yùn)動(dòng)和定位則由外部的電腦操作系統(tǒng)完成，它主要先進(jìn)行機(jī)器手的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，動(dòng)力學(xué)分析，軌跡規(guī)劃和編程。從而由上述系統(tǒng)完成整個(gè)機(jī)械手在空間的行走，定位和重復(fù)定位等操作。 圖 中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 結(jié) 論 本篇設(shè)計(jì)的機(jī)械手綜合和運(yùn)用了機(jī)械零件、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、金屬工藝學(xué)、熱處理、技術(shù)測(cè)量、機(jī)械制圖等知識(shí)，它主要是應(yīng)用在那些單調(diào)、頻繁的操作中用以代替人的勞動(dòng)進(jìn)行工作，它的主要優(yōu)點(diǎn)是： 1. 工作時(shí)間持久， 不會(huì)出現(xiàn)人的疲勞，可以重復(fù)不斷的勞動(dòng)，維持流水線(xiàn)的正常工作。 2. 對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可以在多粉塵、易燃、易爆、放射性強(qiáng) 等惡劣環(huán)境中工作。 3. 運(yùn)動(dòng)精確、靈活、特別是在計(jì)算機(jī)的控制下，可以達(dá)到非常高的精度要求。 4. 通用性好，除了特定用途外，適當(dāng)改變手部，便可以完成噴涂、焊接等。 5. 工作效率高，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的同時(shí)也提高了成本。 本機(jī)械手可以根據(jù)需要加上行走機(jī)構(gòu)，以便實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作。 中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 參考 文獻(xiàn) [1]濮良貴 .機(jī)械設(shè)計(jì) .北京： 高等教育出版社 ， [2]張普禮 .機(jī)械工程手冊(cè) .北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， [3]鄧廣敏 .工業(yè)機(jī)械手手冊(cè) .北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， [4]何發(fā)昌， 邵遠(yuǎn) .多功能機(jī)械手的原理及應(yīng)用 .北京： 高等教育出版社 ， [5]吳延本，劉世華 .機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè) .吉林： 吉林科技出版社 ， [6]劉躍南 .機(jī)械零件設(shè)計(jì)問(wèn)題解析 .北京： 中國(guó)致公出版社 ， [7]徐福玲 .液壓與氣壓傳動(dòng) .北京：機(jī)械工業(yè) 出版社 ， 中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 致 謝 緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將接近尾聲，我在這次設(shè)計(jì)中收獲了 很多。 但 由于 實(shí)際設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)不足、相關(guān) 的專(zhuān)業(yè)知識(shí)缺 乏、設(shè)計(jì)水平也是有限的，在設(shè)計(jì)上還存在著許多的不足。在此感謝 張金亞 老師 給予的充分指導(dǎo)，并提出了許多的寶貴意見(jiàn)，及時(shí)地改正了許多設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，使我的設(shè)計(jì)更加的合理、完善。再次向老師表示深深的謝意 ！