【正文】 m， d＝ 50mm， b＝ 75mm。 則所需流 量： 2 2 2 2( ) / 2 . 5 0 . 0 7 5 ( 0 . 1 0 . 0 5 ) 2 1 . 1 8 / m in22w b D dQl?? ? ? ?? ? ? 由 以上計算可知，各缸的最大流量為 maxQ ＝ /minl ，則系統(tǒng)流量應(yīng)以此為設(shè)計依據(jù) ，此時液壓泵的流量為： m a x 1 .1 2 1 .1 8 2 3 .2 8 / m inQ KQ l?泵 ＝ ＝ ＝ 式中： K— 泄漏 系數(shù)，一般取 K＝ ～ ，這里取 K＝ 。 設(shè)計液壓系統(tǒng)圖 （ 1） 換向回路 夾緊缸換向選用二 位三通電磁換向閥，其它缸全部選用 O 型三位四通電磁換向閥。選電磁閥易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的自動控制，選中位為 O型可使定位準(zhǔn)確，如圖 41。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 18 圖 41 換向回路 （ 2） 調(diào)速回路 本系統(tǒng)較為簡單，故選用簡單的進(jìn)油路節(jié)流閥調(diào)速。同時選用單泵供油，力求獲得較好的經(jīng)濟(jì)性，如圖 42。 圖 42 調(diào)速回路 （ 3） 系統(tǒng)的安全可靠性 為防止夾緊缸壓力受系統(tǒng)壓力波動的影響 ，導(dǎo)致夾緊力過大而損壞工件，或因壓力過低無法夾緊 工件，則需在油路上加減壓閥保證夾緊缸的壓力恒定不變。同時 ，為防止手臂升降缸在工作中因自重而下滑，可采用單向順序閥來平衡（楊春杰， 2022）， 如圖 43。 圖 43 升降缸防滑保護(hù)回路 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 19 （ 4） 合成并完善液壓系統(tǒng)圖 將上述各回路進(jìn)行組合并加上卸荷 及測壓油路完善 整個液壓系統(tǒng)圖，如圖 44。 圖 44 機(jī)械手液壓系統(tǒng)圖 選擇液壓元件 泵和電機(jī)的選擇 由前計算知， MPa? ， 23. 28 / m inQl?泵 。根據(jù)《液壓傳動手冊》選 ： CBB20， n＝ 1450r/min， 29 / minvql?額 ， MPa?額 電動機(jī)的選用 ：取泵的總效率 ? ＝ ，則 632 . 5 1 0 2 9 1 0 1 . 8 66 0 0 . 6 5pqN k W??? ? ? ?? ? ??額 額電 選電動機(jī)： YZC100L14， N＝ ， n＝ 1430r/min。 選擇液壓控制閥和輔助元件 根據(jù)控制閥的額定壓力和額定流量大于系統(tǒng)最高壓力和流量的原則，選擇控制閥及輔助元件 （ 黎啟柏 ， 1999）， 如表 41 所示： 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 20 表 41 液壓元件表 序號 元件名稱 型 號 規(guī) 格 數(shù) 量 1 線隙式濾油器 XU25 200 25L/min 1 3 溢流閥 PB25B Ф 10mm 1 4 電磁換向閥 22D25B Ф 10mm 1 5,15， 25 單向閥 L25B Ф 10mm 2 6 壓力表 Y－ 60 0～ 4MPa 1 7， 8， 9 電磁換向閥 34D－ 10B Ф 10mm 3 10 電磁換向閥 23D－ 10B Ф 10mm 1 11， 12， 13，14 節(jié)流閥 L－ 10B Ф 10mm 4 16 單向順序閥 XL－ B25B Ф 10mm 1 21， 22 壓力繼電器 DP1— 63B ～ 2 23 減壓閥 J— 10B 1 24 壓力表開關(guān) E6B 1 根據(jù)動作要求編制電磁鐵動作順序表 （ 1） 機(jī)械手動作要求： 圖 45 機(jī)械手動作順序圖 （ 2）繪制電磁鐵動作順序表： 表 42 電磁鐵動作順序表 動作循環(huán) 電 磁 鐵 1 2 3 4 5 6 7 8 手臂伸縮 手臂伸出 + 手臂縮回 + 手臂升降 手臂上升 + 手臂下降 + 回轉(zhuǎn)工位 1 升降工位 1 伸縮工位 1 夾緊工件 伸縮工位 2 升降工位 2 放松工件 回轉(zhuǎn)工位 2 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 21 手臂回轉(zhuǎn) 正轉(zhuǎn) + 反轉(zhuǎn) + 手指夾緊 夾緊 + 松開 原位卸荷 + 本機(jī)械手采用 PLC(可編程序控制器 )進(jìn)行控制，通過控制各電磁換向閥，從而控制油液方向，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的順序動作。 使用 PLC進(jìn)行控制 ，可輕易的更 改用戶程序以適應(yīng)機(jī)械手工藝流程變更的要求 （張雅琴， 2022） 。 確定輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，畫出接口端子分配圖 經(jīng)分析知，該機(jī)械手控制系統(tǒng)需 12 個輸入端口， 9 個輸出端口。選用三菱 F140M型主 機(jī) ，該微機(jī)有 24個輸入端口， 16個輸出端口。接口分配圖如下： 輸入端口 輸出端口 圖 51 接口端子分配圖 畫出梯形圖 根據(jù)機(jī)械手動作順序圖（圖 45）及電磁鐵動作順序表（表 42），畫出控制系統(tǒng)的程序梯形圖如下所示： 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 22 圖 52 梯形圖 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 23 按梯形圖編 寫指令語句 按上述梯形圖編寫的指令語句如下表： 表 51 指令語句表 步序 指令 地址號 步序 指令 地址號 00 LD X502 37 SFT M100 01 OR Y530 38 LD M107 02 ANI X503 39 AND X406 03 OUT Y530 40 SFT M100 04 LD X406 41 LD M101 05 AND X407 42 OUT Y432 06 ANI M101 43 LD M102 07 ANI M102 44 OUT Y436 08 ANI M103 45 LD M103 09 ANI M104 46 OUT Y434 10 ANI M105 47 LD M104 11 ANI M106 48 S M201 12 ANI M107 49 LD M201 13 ANI M110 50 OUT Y430 14 OUT M100 51 LD M105 15 LD T451 52 OUT Y435 16 RST M100 53 LD M106 17 LD M100 54 OUT Y433 18 AND X400 55 LD M107 19 SFT M100 56 OUT Y437 20 LD M101 57 LD M110 21 AND X404 58 OUT T451 22 SFT M100 59 K 3 23 LD M102 60 R M201 24 AND X403 61 LD X500 25 SFT M100 62 S M202 26 LD M103 63 LD X406 27 AND X402 64 AND X407 28 SFT M100 65 AND M202 29 LD M104 66 OR Y431 30 AND X401 67 ANI X501 31 SFT M100 68 OUT Y431 32 LD M105 69 R M202 33 AND X405 70 END 34 SFT M100 35 LD M106 36 AND X407 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 24 6. 總結(jié) 該機(jī)械手的爪部采用單支點(diǎn)推力夾緊機(jī)構(gòu)，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，夾持精度高 ，且夾緊缸利用彈簧復(fù)位，減少了回油路的設(shè)計，使液壓系統(tǒng)得到了一定的簡化。 臂部的伸縮采用雙導(dǎo)向桿手臂伸縮機(jī)構(gòu)，手臂伸縮缸安裝在兩導(dǎo)桿之間 ，由導(dǎo)向桿承受彎曲作用，活塞桿只受拉壓作用，受力簡單，傳動平穩(wěn) ，并且通向夾緊缸的油路經(jīng)過其中一導(dǎo)向桿，這簡化了油管的布置，使線路更為緊湊。 在手臂升降缸的設(shè)計中，采用了花鍵和花鍵套，兩者相互配合，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)良好的導(dǎo)向作用，使傳動平穩(wěn)可靠，而且增大了整個缸的剛度?？刂品矫?，采用移位指令 SFT實(shí)現(xiàn)機(jī)械手過程的步進(jìn)控制。這種設(shè)計方法解決了一般邏輯組合順序控制方法 必須考慮自鎖、互鎖、記憶等環(huán)節(jié)的問題，使得程序設(shè)計大為簡化。 該機(jī)械手的整個設(shè)計過程 主要本著結(jié)構(gòu)簡單、外形輕巧、成本低廉的原則 。 由于水平 有限，整個機(jī)械手設(shè) 計工作量很大，難以 全面考慮設(shè)計中的各個環(huán)節(jié)，因此設(shè)計中定有不足之處，望各位老師予以批評指正。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 25 參考文獻(xiàn) 1. 陳大先 .機(jī)械設(shè)計手冊 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2022 2. 鄧星鐘 .機(jī)電傳動控制 .第三版 .武漢 :華中科技大學(xué)出版社 ,2022 3. 宮淑貞等 .可編程控制器原理及應(yīng)用 .北京 :人民郵電出版社， 2022 4. 林建龍 ,王小北 .抓箱機(jī)械手選型設(shè)計 .輕工機(jī)械 ,2022,(3): 7071 5. 黎啟柏 .液壓元件手冊 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1999 6. 李允文 .工業(yè)機(jī)械手設(shè)計 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1994 7. 李柱等 .互換性與測量技術(shù) .北 京 :高等教育出版社， 2022 8. 李壯云 .液壓、氣動與液力工程手冊 .北京 :電子工業(yè)出版社， 2022 9. 濮良貴 ,紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計 .第八版 .北京 :高等教育出版社 ,2022 10. 王志明 ,何建瑞 .壓力機(jī)取件機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計 .煙臺職業(yè)學(xué)院 ,機(jī)械制造 45 卷(520期 ),2022 11. 王承義 .機(jī)械手及其應(yīng)用 .第三版 .北京 :工業(yè)機(jī)械出版社 ,1995 12. 王希敏 .工業(yè)機(jī)械手發(fā)展途徑 .機(jī)械工程師 ,1992, (2): 43 13. 王懋瑤 .液壓傳動與控制教程 .天津 :天津大學(xué)出版社 ,2022 14. 許福玲 ,陳堯明 .液壓與氣壓傳動 .第三版 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2022 15. 楊春杰 .5R工業(yè)裝夾機(jī)械手液壓驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 .機(jī)械研究與應(yīng)用， 2022， (2):5051 16. 楊永清 ,郭虹 ,紀(jì)玉杰 .液壓擺動機(jī)械手設(shè)計 .液壓與氣動 ,2022,(1): 4143 17. 張利平 .液壓傳動系統(tǒng) 設(shè)計 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2022 18. 鄭修本 .機(jī)械制造工藝學(xué) .第二版 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1999 19. 張雅琴 .機(jī)電液一體化機(jī)械手設(shè)計 .長春工程學(xué)院機(jī)電學(xué)院 , 機(jī)械工程與自動化 , 2022, (3): 8082 20. 張軍 ,馮志輝 .多工步搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計 .機(jī)械設(shè)計 ,2022,(4):20 21. Dirk Osswald, Heinz W246。rn. Mechanical System and Control System of a Dexterous Robot Hand. University of Karlsruhe, department of Computer Science. 22. Juma,Yousuf,Alaydi. Mathematical Modeling for Pump Controlled System of Hydraulic Drive Unit of Single Bucket Excavator Digging Mechanism. Jordan Journal of Mechanical and Industrial Engineering,2022,(9): 157162. 23. ,. Technology and control for hydraulic manipulator. Fusion Engineering and design,2022,(69):129134 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 26 致謝 在論文完成之際，我首先向我的 指 導(dǎo) 老 師 陳紅 教授表示真摯的謝 意 !在論文的選題、方案的確定和參考資料的選擇方面 中給予了悉心指導(dǎo)和諄諄教誨；在課題研究方面給我提供的 先進(jìn)的設(shè)計理念 和 治學(xué)為人之道 ，使得課題得以順利完成。 老師 淵博的知識、敏捷的才思、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和誨人不倦的精神以及勤奮的工作熱情也給與我深刻的印象，是我在以后的學(xué)習(xí)和工作中的榜樣，我再次向 老 師表示深深的謝意！ 感謝我的父母、親人，正是他們的關(guān)心、支持、理解和幫助才使我的論文得以順利完成。 最后向百忙之中評閱論文的各位專家、教授表示我衷心的感謝