【正文】 縮缸左腔 泵 2→單向閥 6→單向閥 7→電液換向閥 14（右）→ 15的單向調(diào)速閥→手臂伸縮缸左腔 回油路：手臂伸縮缸右腔→電液換向閥 14（右）→油箱 （ 7） 手腕回轉(zhuǎn)（ 1 Y+、 10 Y+、 12 Y+） 當(dāng)手臂上的碰塊碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)， 6Y斷電，電液換向閥 14復(fù)位， 1Y、 10Y通電。此時(shí)，泵 2單獨(dú)供油至電液換向閥 22 左端，通過(guò) 24的單向閥進(jìn)入手腕回轉(zhuǎn)油缸，使手腕回轉(zhuǎn)。 進(jìn)油路：泵 2→單向閥 6→電液換向閥 22（左）→ 24的單向閥→手腕回轉(zhuǎn)缸 回油路：手腕回轉(zhuǎn)缸→ 23的調(diào)速閥→電液換向閥 22（左）→油箱 （ 8） 拔定位銷（ 1 Y+） 當(dāng)手腕上的碰塊碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)， 10Y、 12Y斷電，電液換向閥 22和二位二通換向 25復(fù)位，定位缸油液經(jīng)閥 25左端回油箱，彈簧作用拔定位銷。 進(jìn)油路：定位缸沒(méi)有進(jìn)油路，它是在彈簧作用下前進(jìn)的 回油路：定位缸左腔→閥 25（左）→油箱 （ 9） 手臂回轉(zhuǎn)（ 1 Y+、 7 Y+） 定位缸支路無(wú)油壓后，壓力繼電器 K26 發(fā)訊，接通 7Y。泵 2的壓力油進(jìn)入閥 6經(jīng)換向閥 16左端通過(guò)單向調(diào)速閥 18最后進(jìn)入手臂回轉(zhuǎn)缸，使手臂回轉(zhuǎn)。 進(jìn)油路：泵 2→單向閥 6→換向閥 16（左）→單向調(diào)速閥 18→手臂回轉(zhuǎn)缸 回油路：手臂回 轉(zhuǎn)缸→單向調(diào)速閥 17→換向閥 16（左）→行程節(jié)流閥 19→油箱 （ 10） 插定位銷（ 1 Y+、 12 Y+） 當(dāng)手臂回轉(zhuǎn)碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)， 7Y斷電， 12Y重又通電，液壓油流入定位缸左腔，定位銷定位。 進(jìn)油路：泵 2→單向閥 6→減壓閥 8→單向閥 9→二位二通閥 25（右）→定位缸左腔。 此時(shí)，插定位銷以保證初始位置準(zhǔn)確。定位缸沒(méi)有回油路，它是依靠彈簧復(fù)位的。 （ 11） 手臂前伸（ 5 Y+、 12 Y+） 插定位銷后，此支路系統(tǒng)油壓升高，使繼電器 K26發(fā)訊，接通電磁鐵 5Y，泵 1和泵 2經(jīng)相應(yīng)的單向閥匯流到電液換向閥 14左位，進(jìn)入手 臂伸縮缸油腔。 進(jìn)油路：泵 1→單向閥 5→三位四通電液換向閥 14（左）→手臂伸縮缸右腔 泵 2→單向閥 6→單向閥 7→三位四通電液換向閥 14（左）→手臂伸縮缸右腔 回油路：手臂伸縮缸左腔→ 15的調(diào)速閥→三位四通電液換向閥 14（左）→長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 油箱 （ 12） 手臂中停（ 12 Y+） 當(dāng)手臂前伸碰到行程開(kāi)關(guān)后， 5Y斷電，伸縮缸停止動(dòng)作，確保手臂將棒料送到準(zhǔn)確位置處，“手臂中停”等主機(jī)夾頭夾緊棒料，夾頭夾緊棒料后，時(shí)間繼電器發(fā)訊。 （ 13） 手指張開(kāi)（ 1 Y+、 9 Y+、 12 Y+） 接到繼電器信號(hào)后， 1Y、 9Y通電，手指張開(kāi)同 3。 并啟動(dòng)時(shí)間繼電器延時(shí)，主機(jī)夾頭移走棒料后，繼電器發(fā)訊。 （ 14） 手指閉合（ 1 Y+、 12 Y+） 接繼電器信號(hào)， 9Y斷電，手指閉合，泵 2的壓力油通過(guò)電磁閥 20（右位）進(jìn)入缸的左腔，使手指夾緊棒料。 進(jìn)油路：泵 2→單向閥 6→電磁閥 20（右）→液控單向閥 21→手指夾緊缸左腔 回油路：手指夾緊缸右腔→電磁閥 20（右）→油箱 （ 15） 手臂縮回（ 6 Y+、 12 Y+） 當(dāng)手指閉喝后， 1Y斷電，使泵 1和泵 2 一起供油，同時(shí) 6Y通電，泵 1和泵2一起供油至電液換向閥 14右端，壓力油通過(guò) 15的單向調(diào)速閥進(jìn)入伸縮缸左腔，而右腔油 液經(jīng)閥 14 右端回油箱。 進(jìn)油路：泵 1→單向閥 5→電液換向閥 14（右）→ 15的單向調(diào)速閥→手臂伸縮缸左腔泵 2→單向閥 6→單向閥 7→電液換向閥 14（右）→ 15的單向調(diào)速閥→手臂伸縮缸左腔 回油路：手臂伸縮缸右腔→電液換向閥 14（右）→油箱 （ 16） 手臂下降（ 4 Y+、 12 Y+） 手臂縮回碰到行程開(kāi)關(guān)， 6Y斷電， 4Y通電。此時(shí)，電液換向閥 10 右端動(dòng)作，壓力油經(jīng)閥 10和單向調(diào)速閥 13進(jìn)入升降缸上腔。 進(jìn)油路：泵 1→單向閥 5→閥 10（右）→閥 13→手臂升降缸上腔 泵 2→閥 6→閥 7 回油路：手臂升降缸下腔→閥 12→閥 11→閥 10（右）→油箱 （ 17） 手腕反轉(zhuǎn)（ 1 Y+、 11 Y+、 12 Y+） 當(dāng)升降導(dǎo)套上的碰鐵碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)， 4Y斷電， 1Y、 11Y通電。泵 2供油至閥22右端，壓力油通過(guò)單向調(diào)速閥 23進(jìn)入手腕回轉(zhuǎn)缸的另一腔，并使手腕反轉(zhuǎn)。 進(jìn)油路：泵 2→閥 6→閥 22（右）→單向調(diào)速閥 23→手腕回轉(zhuǎn)缸 回油路：手腕回轉(zhuǎn)缸→單向調(diào)速閥 24→閥 22（右）→油箱 （ 18） 拔定位銷（ 1 Y+） 手腕反轉(zhuǎn)碰到行程開(kāi)關(guān)后， 11Y、 12Y斷電。動(dòng)作順序同 8。 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 （ 19） 手臂反轉(zhuǎn)（ 1 Y+、 8 Y+） 拔定位銷，壓力繼電器發(fā)信號(hào)， 8Y接通 。換向閥 16右端動(dòng)作，壓力油進(jìn)入手臂回轉(zhuǎn)缸的另一腔，手臂反轉(zhuǎn)，機(jī)械手復(fù)位。 進(jìn)油路：泵 2→閥 6→換向閥 16（右）→單向調(diào)速閥 17→手臂回轉(zhuǎn)缸 回油路：手臂回轉(zhuǎn)缸→單向調(diào)速閥 18→換向閥 16（右）→行程節(jié)流閥 19→油箱 （ 20） 待料卸載（ 1 Y+、 2 Y+） 手臂反轉(zhuǎn)到位后，啟動(dòng)行程開(kāi)關(guān)， 8Y斷電， 2Y接通。此時(shí)，兩油泵同時(shí)卸荷。機(jī)械手動(dòng)作循環(huán)結(jié)束，等待下一個(gè)循環(huán)。 機(jī)械手的動(dòng)作也可由微機(jī)程序控制，與相關(guān)主機(jī)聯(lián)為一體，其動(dòng)作順序相同。 液壓系統(tǒng)工作原理 對(duì)于線路的設(shè)計(jì)我們采用的是邏輯設(shè)計(jì)法，工業(yè)機(jī)械 手液壓系統(tǒng)圖和機(jī)械手的動(dòng)作要求，我作出了其繼電器電氣原理圖，見(jiàn)圖 2。這里我們對(duì)其繼電器電氣原理圖進(jìn)行說(shuō)明。 圖中 SB2實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)功能，按下 SB2能 KM 線圈得電，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，為下面的順序動(dòng)作做準(zhǔn)備。 當(dāng)要進(jìn)行順序動(dòng)作時(shí)，繼電器工作順序如下： （ 1） 插定位銷 按下 SB3，中間繼電器 K1線圈得電并自鎖； 1Y， 12Y， K26得電，機(jī)械手的定位缸右移，到達(dá)極限位置時(shí)，插上定位銷。 （ 2） 手臂前伸 當(dāng)定位缸到達(dá)極限位置時(shí)，同時(shí)會(huì)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST1，中間繼電器 K2得電并自鎖，中間繼電器 K2的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)， 1Y失電，同時(shí) 5Y得電，手臂伸縮缸開(kāi)始前伸，實(shí)現(xiàn)手臂前能。 （ 3） 手指張開(kāi) 當(dāng)手臂伸縮缸伸到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST2，中間繼電器 K3 得電并自鎖，中間繼電器 K3 的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)， 5Y 失電；同時(shí) 9Y得電，手指夾緊缸向右滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手指張開(kāi)功能。 （ 4） 手指抓料 當(dāng)手指夾緊缸向右滑動(dòng)到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST3，中間繼電器 K4得電并自鎖，中間繼電器 K4的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)， 9Y失電；手指夾緊缸向左滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)手指抓料功能 。 （ 5） 手臂上升 當(dāng)手指夾緊缸向左滑動(dòng)到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST4，中間繼電器 K5得電并自鎖，中間繼電器 K5的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)， 1Y失電；同時(shí) 3Y得電，手臂升長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 降缸開(kāi)始上升，從而實(shí)現(xiàn)手臂上升功能。 （ 6） 手臂縮回 當(dāng)手臂升降缸上升到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST5，中間繼電器 K6得電并自鎖，中間繼電器 K6 的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)， 3Y 失電；同時(shí) 6Y得電，手臂伸縮缸開(kāi)始向右滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)手臂縮回功能 （ 7） 手腕回轉(zhuǎn) 當(dāng)手臂伸縮缸向右縮到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST6，中間繼電器 K7得電并自鎖，中間繼電器 K7的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)， 6Y失電；同時(shí) 10Y得電，手腕回轉(zhuǎn)缸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)功能 （ 8） 拔定位銷 當(dāng)手腕回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)動(dòng)到一定 位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST7，中間繼電器 K8得電并自鎖，中間繼電器 K8 的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)， 12Y 失電， K26失電， 10Y失電；拔出定位銷。 （ 9） 手臂回轉(zhuǎn) 當(dāng)定位缸向左滑動(dòng)到一定位置時(shí)會(huì)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST8，電磁閥 7Y 得電并自鎖，手臂回轉(zhuǎn)缸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手臂回轉(zhuǎn)功能。 （ 10） 插定位銷 當(dāng)手臂回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)動(dòng)到一定位置時(shí)會(huì)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST9，中間繼電器 K10得電并自鎖，其輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)， 7Y失電；中間繼電器 K9得電，其輔助動(dòng)合點(diǎn)關(guān)閉，12Y得電， K26得電，機(jī)械手的定位缸右移，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST11時(shí)，插上定位銷。 （ 11） 手臂前伸 當(dāng)定位缸觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST10，中間繼電器 K13得電并自鎖，中間繼電器 K11得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)關(guān)閉， 5Y得電；中間繼電器 K12得電，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)， 1Y失電；手臂伸縮缸開(kāi)始前伸，實(shí)現(xiàn)手臂前伸功能。 （ 12） 手臂中停 當(dāng)手臂伸縮缸觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST11，中間繼電器 K14得電并自鎖，同時(shí)其動(dòng)斷中間繼電器 K11得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)關(guān)閉， 5Y失電；同時(shí) 6Y時(shí)間繼電器 KT0得電，開(kāi)始延時(shí)。 （ 13） 手指張開(kāi) 延時(shí) 1S，延時(shí)開(kāi)關(guān) KT0閉合，中間繼電器 K15得電，其動(dòng)短觸點(diǎn)斷開(kāi)，此時(shí)，中間繼電器 K12 失電，其動(dòng)斷觸點(diǎn)閉 合， 1Y得電；中間繼電器 K16得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合， 9Y 得電；手指夾緊缸向右滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手指張開(kāi)功能。 （ 14） 手指閉合 當(dāng)手指夾緊缸向右滑動(dòng)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST12中間繼電器 K17得電并自鎖，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)， 9Y失電；手指夾緊缸向左滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手指閉合。 （ 15） 手臂縮回 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 當(dāng)手指夾緊缸向左滑動(dòng)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST13中間繼電器 K20得電并自鎖，中間繼電器 K18得電，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)， 1Y失電；中間繼電器 K19得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合， 6Y得電，手臂伸縮缸向右滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)縮回功能。 （ 16） 手臂下降 當(dāng)手臂伸縮缸向右滑動(dòng)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST14中間繼電器 K21得電并自鎖，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)， 6Y失電；同時(shí) 4Y得電，手臂升降缸開(kāi)始下降實(shí)現(xiàn)手臂下降功能。 （ 17） 手腕反轉(zhuǎn) 當(dāng)手臂升降缸下降到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST15，中間繼電器 K22得電并自鎖，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)， 4Y失電；同時(shí) 11Y得電。手腕回轉(zhuǎn)缸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)功能。 （ 18） 拔定位銷 當(dāng)手腕回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST16，中間繼電器 K23得電并自鎖，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)， 11Y失電， 12Y失電，壓力繼電器 K26失電。定位缸開(kāi)始向左滑 動(dòng)，拔下定位銷。 （ 19） 手臂反轉(zhuǎn)： 當(dāng)定位缸向左滑動(dòng)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST17，中間繼電器 K24得電并自鎖；同時(shí) 8Y 得電。手臂回轉(zhuǎn)缸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手臂反轉(zhuǎn)動(dòng)。 （ 20） 待料卸載 當(dāng)手臂回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān) ST18， 2Y得電，實(shí)現(xiàn)待料卸載。 KT1得電開(kāi)始計(jì)時(shí)，延時(shí) 3S后，中間繼電器 K25得電 ,所有動(dòng)作結(jié)束 。 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 圖 5— 2 繼電器電氣原理圖 總結(jié) 機(jī)械手設(shè)計(jì)是一個(gè)集機(jī)械結(jié)構(gòu) ，電子技術(shù)，傳感器技術(shù)，控制測(cè)試技術(shù)，液壓與氣壓傳動(dòng)等多學(xué)科統(tǒng)一的 綜合系統(tǒng)。本文以在 “ 組合 —— 模塊結(jié)構(gòu)工業(yè) 機(jī)械手 ” 為研究課題，提出其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，以此基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì) 。 文 中 著重研究分析了機(jī)械手的機(jī)械整體結(jié)構(gòu)及各部分零件結(jié)構(gòu)、液壓傳動(dòng)部分和 電氣 控制部分三大問(wèn)題，初步完成了一個(gè)機(jī)械手的整體設(shè)計(jì)。 本課題的設(shè)計(jì)工作總結(jié)如下： ： 通過(guò)在 設(shè)計(jì)期間的查閱及學(xué)習(xí) ，對(duì)機(jī)械手的機(jī)械原理進(jìn)行建摸，再進(jìn)行各 方案比對(duì)，選出最佳方案。此后設(shè)計(jì)均圍繞所選方案開(kāi)展。 ： 利用 CATIA和 CAD對(duì)機(jī)械手的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)以及部分 非標(biāo) 零件進(jìn)行實(shí)體設(shè)計(jì)并裝配。在設(shè)計(jì)中不僅要遵照最初方案，還要充分考慮部分實(shí)體設(shè)計(jì) 的 合理性。 ： 用 力學(xué)知識(shí)對(duì)機(jī)械手的非標(biāo)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)及校核，來(lái)驗(yàn)證其是否可以 適應(yīng)工作要求。 ： 提 出操作機(jī)械手的控制策略 —— 液 壓傳動(dòng)＋ 電子控制，用 CAD構(gòu)建 原理圖，并與機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合完成此課題。 機(jī)械手的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)涉及多個(gè)領(lǐng)域和 多 個(gè) 學(xué)科。由于作者水平有限 和時(shí)間有限，此課題仍有許多問(wèn)題需要解決。根據(jù) 實(shí)際工作環(huán)境和造價(jià)的要求，對(duì)于這一課題，本人認(rèn)為今后可以按以下幾方面開(kāi)展。 1. 本文非標(biāo)件偏多， 氣動(dòng) 系統(tǒng)有些復(fù)雜，需要 進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu) 。 多部機(jī)械手配合 ， PLC電子控制；考慮機(jī)械手發(fā)展趨勢(shì)，最好采用單機(jī)械手 ＋ 單片機(jī)來(lái)優(yōu)化整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。 沒(méi)提及機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和仿真，建議今后將 其 完善。 長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 參考文獻(xiàn) [1] 張建民 . 工業(yè)機(jī)器人 [M].北京 :北京理工大學(xué)出版社， 1988. 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