【導(dǎo)讀】能的專用設(shè)備，它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化。械手的發(fā)展?fàn)顩r進行了總結(jié)。其中對上下料機械手的總體結(jié)構(gòu)，運動過程都做了詳細(xì)的討論。夾緊，小手臂伸縮以及大、小手臂俯仰等動作進行了分析、計算，最終確定其尺寸。而后，介紹了搬運機械手液壓驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理及液壓元件的選用及設(shè)計過程。后，簡要介紹了液壓搬運機械手的電氣控制系統(tǒng)部分。機械手承載能力大、運動平穩(wěn)和任意位置安全自鎖等性能要求。1前言……………液壓缸缸蓋聯(lián)接方式與強度計算………………………

　　

【正文】 制系統(tǒng)，多著眼于自身運動的控制，而 液壓搬運 機械手的控制系統(tǒng)更注意本部與操作對象的關(guān)系。因此，對于 液壓搬運 機械手的控制系統(tǒng)來說，無論多么高級的系統(tǒng)，如果不能 將工件或物料按預(yù)先的工作要求傳送到指定位置 ，都是毫無意義的。 機械手的 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)兩種．閉環(huán)控制系統(tǒng)也叫 作 反饋控制系 統(tǒng)，是一種不斷把給定 量 值和各控制量 值 進行比較， 并使其偏差為零的控制系統(tǒng)。 通常閉環(huán) 控制 系統(tǒng)的抵抗外部干擾和系統(tǒng)中主要單元的特性變化 的 能力 較 強，而開環(huán)系統(tǒng)較弱。 然而 機械手的閉環(huán) 控制 系統(tǒng) 要 受 到 各種因素的影響，如外部負(fù)荷力，活動部 件的內(nèi)部摩擦，伺服閥的漂移、 滯后 以及 伺服放大器的漂移，隨動系統(tǒng)的粘滯性摩擦的影響等 都會 導(dǎo)致閉環(huán)控制系統(tǒng)產(chǎn)生靜態(tài)誤差。因而閉環(huán)控制 系統(tǒng) 的精度和定位時間等控制性能也 要受到 一定 的 限度， 要想 超過閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制性能的界限必須采用由最佳控制理論所規(guī)定的控制結(jié)構(gòu)，其中有時 也 采用開環(huán)控制。因此要提高 液壓搬運 機械手的性能，應(yīng)不局限于開環(huán)或閉環(huán)的系統(tǒng)而吸收兩者之長。 液壓搬運機械手的 運動控制方式有點位控制和連續(xù)控制兩種。點位控制方式就是由點到點的控制方式，只對 液壓搬運 機械手 的 運動部件（手腕、 手臂 ）所應(yīng)到達(dá)空間點的定位進行控制，而對兩個定位點之間的運動軌跡則不加控制。這種 控制 方式 的特點是 可達(dá)到較高的重復(fù)定位精度。點位控制又分為兩點控制和多點控制兩種。 由于液壓搬運 機械手抓取和放置工件的位置都是準(zhǔn)確而固定的， 屬于 上下料專用機械手， 因此 可由擋塊，行程開關(guān)等來定位，采用起點 和 終點的“兩點控制方式”。 液壓搬運機械手 主要由執(zhí)行機構(gòu)、 液壓 驅(qū)動系統(tǒng)、 電氣 控制系統(tǒng)以及位移檢測裝置組成。液壓搬運機械手的 手臂上下 仰俯 ， 小臂 伸縮，手腕 左右橫移 ，手指的開閉動作，以及各個動作的時間，都是 由 控制系統(tǒng) 按照預(yù)先制定好的程序進行指揮和操縱。 通過電氣控制系統(tǒng)來控制 如圖 中的 液壓系統(tǒng) 的電磁換向閥，使液壓搬運機械手按以下順序動作：原始位置 —— 卸料動作 —— 裝料動作。具體動作順序：原始位置（大手臂豎立、小手臂伸出并處于水平位置、手腕橫移向右、手指松開） —— 手指夾緊（抓住卡盤上的工件） —— 手腕橫移向左（從卡盤上卸下工件） —— 小手臂上擺 —— 大手臂下擺 —— 手指松開（將工件放在料架上） —— 小臂收縮（料架轉(zhuǎn)工位） ——小臂伸出 —— 手指夾緊（抓住待加工工件） —— 大手臂上擺（ 由料架上取走工件 ） —濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 33 — 小手臂下擺 —— 手腕橫移向右（機械手將工件裝在深孔鏜床的主軸卡盤上） —— 手指松開（原位）。 根據(jù)圖 中的液壓驅(qū)動系統(tǒng)原理圖，結(jié)合液壓搬運機械手的動作順序（液壓搬運機械手的動作執(zhí)行元件是液壓驅(qū)動系統(tǒng)的電磁換向閥 1 1 13 和 14） ，液壓搬運機械手動作時液壓系統(tǒng)各執(zhí)行元件的動作見下表。表中 “ +”號表示電磁閥的電磁鐵線圈通電，“ ”號表示電磁閥的電磁鐵線圈斷電。表中 動作及所需時間項目欄的括號內(nèi)的時間，指液壓驅(qū)動系統(tǒng)完成機械手某一動作所需的時間。 表 液壓 系統(tǒng)動作循環(huán)及電磁鐵動作順序表 動作循環(huán) 手指夾緊 手腕橫移 小臂伸縮 小臂俯仰 大臂俯仰 夾緊YA1 松開YA2 向左YA3 向右YA4 伸出YA5 縮回YA6 上擺YA7 下擺YA8 上擺YA9 下擺YA10 原始位置 + + + + + 卸料動作 手指夾緊（ 60） + + + + + 手腕橫移向左（ 15） + + + + + 小臂上 擺（ 40） + + + + + 大臂下擺（ 40） + + + + + 手指松開（ 25） + + + + + 小臂縮回（ 20） + + + + + 料架轉(zhuǎn)位（ 45） + + + + + 裝料動作 小臂伸出（ 20） + + + + + 手指夾緊（ 60） + + + + + 大臂上擺（ 50） + + + + + 小臂下擺（ 30） + + + + + 手腕橫移向右（ 15） + + + + + 手指松開（ 25） + + + + + 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 34 5 結(jié) 論 在 當(dāng)今的工業(yè)生產(chǎn)中 ， 液壓搬運機械手 被廣泛的應(yīng)用于各個行業(yè)。本文是對 深孔鏜床的上下料機械手 的設(shè)計， 為了 完成設(shè)計需要了解 上下料 機械手的總體結(jié)構(gòu)，運動過程，需對 手指 夾緊，手臂伸縮，手臂回轉(zhuǎn) 以及 手臂俯仰等動作進行分析 、計算，最終確定其尺寸。除此以外還 對上下料液壓搬運機械手 的液壓驅(qū)動 系統(tǒng) 和電氣控制 系統(tǒng)進行 了 一些原理性的設(shè)計。 液壓 搬運機械手的設(shè)計是機械制造、機械設(shè)計和機械電子工程等專業(yè)的一次綜合設(shè)計，此次設(shè)計重點在于液壓搬運機械手的整機和零部件的設(shè)計，通過本次對 液壓搬運機械手的設(shè)計可 總結(jié) 出以下幾點 ： （ 1） 通過 液壓搬運機械手的設(shè)計，可以把 在過去的學(xué)習(xí)中 獲得的理論知識在實際中綜合的加以運用， 使 這些知識得到鞏固和發(fā)展，并使理論知識和生產(chǎn) 密切的結(jié)合起來。因此，液壓搬運機械手設(shè)計 也為 今后走上工作崗位從事專業(yè)設(shè)計 打下了 基礎(chǔ)。 （ 2） 通過本次設(shè)計，培養(yǎng) 了 自己獨立的機械整機設(shè)計的能力，樹立 了 正確的設(shè)計思想，掌握 了 機械產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)方法和步驟，為今 后的設(shè)計工作打下良好的基礎(chǔ)。 （ 3） 在設(shè)計過程中， 基本 可以熟練地應(yīng)用有關(guān)參考資料、計算圖表、手冊、圖冊和規(guī)范；熟悉有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)。 在設(shè)計初期，遇到了很多的困難，比如對 上 下料機械手的 結(jié)構(gòu)不熟悉，運動過程不了解，也有 對以前所學(xué)知識的部分遺忘，因此不知道從哪里開始設(shè)計，后來通過查閱參考文獻(xiàn) 并且在 老師、同學(xué)的幫助 下 ，逐步熟悉了 上 下 料 液壓搬運 機械手的原理，對其結(jié)構(gòu) 、 運動過程 也 有了 更深 的認(rèn)識，因此能夠基本完成本次設(shè)計。 但是由于自己的能力有限， 設(shè)計中還存在很多不完善的地方需要改進。同時通過這次設(shè)計，也 發(fā)現(xiàn) 了 自身的知識理論體系還需要提高，對已學(xué)的知識遺忘較多，在今后的學(xué)習(xí)工作中我將會更好的完善自己的知識 體系 ， 爭取成為 一名合格的設(shè)計人員 。 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 35 參 考 文 獻(xiàn) [1] 楊可森 ,艾 長勝 ,侯志堅 .數(shù)鏜銑加控工中心自動換刀系統(tǒng)中的機 液機械手 [J].機床與液壓 ,2021,31(3):216217 [2] 李允文 .工業(yè)機械手設(shè)計 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1994 [3] 徐世許 .可編程序控制器 [M].合肥 : 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社， 2021 [4] 天津大學(xué) 工業(yè)機械手設(shè)計基礎(chǔ) 編寫組 . 工業(yè)機械手設(shè)計基礎(chǔ) [M].天津： 天津科學(xué)技術(shù)出版社， 1980 [5] 趙東輝 ,金長虹 . 基于液壓與控制技術(shù)的 機械手的設(shè)計與分析 [J].煤礦機械 ,2021,12(8):00700072 [6] 李明 , 栗全慶 . 基于 PLC的液壓搬運機械手設(shè)計 [J]. 機床與液壓 ,2021,37(8):099101 [7] 朱梅 . 具有五自由度及張合氣爪的液壓機械手 [J]. 機床與液壓 ,2021,34(1):096097 [8] 李世蓉 . 物流自動化機械手液壓系統(tǒng)設(shè)計 [J]. 通用機械 ,2021(5):5758 [9] 王珍喜 . 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Berlin:Springer Verlag,:3141 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 37 致 謝 能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成本次畢業(yè)設(shè)計，離不開指導(dǎo)老師和同學(xué)們的大力幫助。在這里尤其要感謝楊可森老師對我的悉心指導(dǎo)和耐心幫助，畢 業(yè)設(shè)計中的每一點一滴都傾注了 您 的心血。可以說沒有 您的指導(dǎo) ，我就不可能 順利的完成 畢業(yè)設(shè)計。 楊 老師高度的責(zé)任感， 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，科學(xué)的研究方法，敏銳的思維方式，都是我們學(xué)習(xí)的楷模。 楊可森 老師在百忙之中犧牲自己的休息時間來指導(dǎo)我們 ，為 我們 解答難題、改善結(jié)構(gòu)設(shè)計、完善設(shè)計細(xì)節(jié)、修正設(shè)計說明，同時也教 會了 我分析問題和解決問題的方法，引導(dǎo)和鼓勵我多思考、多查閱資料給與設(shè)計充分的理論依據(jù)。這不僅使我對設(shè)計的過程和步驟有了深刻的理解，也幫助我找到 了一些 科學(xué)的設(shè)計方法，最重要的是，我學(xué)習(xí)到 楊 老師科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和認(rèn)真鉆研的精 神。這些都是我從書本上無法學(xué)習(xí)到的，這將會是我受用終身的寶貴財富。 在整個設(shè)計過程中 楊老師 都認(rèn)真地幫助我 審核圖紙、論證方案、設(shè)計說明，不僅教會我要擁有一個科學(xué)的設(shè)計態(tài)度、鉆研的設(shè)計精神，還教會我 如何解決實際設(shè)計中的困難，是 他 的無私付出才使得我們的設(shè)計豐富、完整。 此外 ，感謝每一位設(shè)計小組中的同學(xué)，是大家的努力配合和共同協(xié)作才有了 設(shè)計的順利完成。大家團結(jié)互助，才能夠使得我們的畢業(yè)實習(xí)收獲巨大的理論資料；大家互相指 正，才能夠使得我們的 圖 紙 精益求精；大家彼此討論，才能夠使得我們的設(shè)計難題迎刃而解。 衷心感謝我的指 導(dǎo)老師 楊可森 老師， 同時 感謝各位 同學(xué) 給與的鼓勵與幫助！ 最后，感謝參與論文評審和答辯的各位專家教授，能在百忙之中抽出時間對我的論文進行評閱和審議！ 謝謝！ 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 38 附 錄 常用量的名稱、單位、符號、及換算關(guān)系表 量的名稱（常用符號） 單位名稱 單位符號 其他表示 換算關(guān)系 力；重力 （ F,P,W,G） 牛 [