【正文】 一種執(zhí)行器的變通類型是一個(gè)活塞式樣缸體，采用直徑活塞桿可適應(yīng)各種環(huán)境，全活塞的直徑設(shè)計(jì)，可在壓力或沖擊的環(huán)境中的在長(zhǎng)行程的水平元件或垂直方向有負(fù)荷狀態(tài)下，避免了活塞桿彎曲?；钊B接在一個(gè)高強(qiáng)度的鋼活塞桿上，活塞桿的另一端與連接活塞端。通常采用表面硬化或鍍鉻桿方式，使其表面的處理十分細(xì)膩，保證密封效果的長(zhǎng)時(shí)間使用?；钊仨毰c缸體精確貼合，每個(gè)部份都是嚴(yán)格的柱體，而且是經(jīng)過(guò)精密處理的，以產(chǎn)生平滑的輸出運(yùn)動(dòng)。雙作用缸體是最常用的液壓缸體類型，提供兩個(gè)方向的輸出的行程。工業(yè)缸體還支持轉(zhuǎn)向橫拉桿以固定缸體、缸頭和末端蓋。雙作用液壓缸適用于工程機(jī)械，礦山機(jī)械，起重運(yùn)輸機(jī)械，冶金機(jī)械及其他機(jī)械。最新的工業(yè)雙作用液壓缸還加入了傳感器反饋和一個(gè)電子液壓伺服閥，從而能完成復(fù)雜的高速和位移控制。應(yīng)用范圍不僅包括生產(chǎn)機(jī)械機(jī)床、金屬加工設(shè)備，還可以廣泛使用在鋼鐵的執(zhí)行器、核電廠控制、客用電梯等。液壓缸的組成1）缸體組件螺栓聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、半環(huán)聯(lián)接、焊接、鋼絲擋圈聯(lián)接、拉桿聯(lián)接。2）活塞組件螺母開口銷、焊接、半環(huán)套環(huán)、半環(huán)、卡簧、雙螺母。3） 密封裝置間隙密封、活塞環(huán)密封、橡膠圈密封。4） 緩沖裝置間隙緩沖、可變節(jié)流緩沖、可調(diào)節(jié)流緩沖。5）排氣裝置排氣塞、排氣閥。表71 液壓元件及輔件列表序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1齒輪泵CBL304012電機(jī)Y200413單向閥C5G825S84三位四通電磁閥DPHI3 71 1/MX 24DC/PE35節(jié)流閥DVP40S110/V16單向節(jié)流閥FSRCG035057壓力表XMAN60/10028吸油過(guò)濾器XFUI630/25/E/PE19回油過(guò)濾器XFER630/25/E/PE1（2）缸筒的設(shè)計(jì)1 .液壓缸由缸筒、活塞、活塞桿、端蓋、活塞桿密封件等主要部件組成。 1）.端蓋：材料為HT150，端蓋不但起著保持油缸的作用，而且還起著導(dǎo)向套的作用，端蓋與油缸密封處采用O型圈密封。端蓋與活塞桿的配合處經(jīng)過(guò)特別處理。在缸蓋內(nèi)孔鍍鉻，然后再珩磨或者研磨。 2）活塞：材料為HT200，這種材料耐磨，抗震，鑄造性能好，不過(guò)要進(jìn)行人工時(shí)效處理。內(nèi)孔鍍鉻，內(nèi)孔鍍鉻，然后再珩磨或者研磨。 3）活塞桿：材料為45鋼。 4）缸筒：材料為45鋼。然后再珩磨或者研磨。5）密封件：Y型密封圈。（17－264）《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版： 一般地說(shuō)，缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)形式和其使用的材料有關(guān)，工作壓力P10MPa時(shí)使用鑄鐵，在P20Ma時(shí)使用無(wú)縫鋼管，在P20MPa時(shí)使用鑄鋼或鍛鋼。 1）法蘭連接式:這種連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易加工，也容易裝拆，但外形尺寸和重量都較大，常用于鑄鐵制的缸筒上。 2）半環(huán)連接式：這種連接分為外半環(huán)連接和內(nèi)半環(huán)連接兩種形式。它的缸筒壁部因開了環(huán)形槽而削弱了強(qiáng)度，為此有時(shí)要加厚缸壁。它容易加工和裝拆，重量較輕，半環(huán)連接是一種應(yīng)用較普遍的形式，常用于常用于無(wú)縫鋼管或鍛鋼制的缸筒上。 3）螺紋連接式：這種連接有外螺紋連接和內(nèi)螺紋連接兩種方式，它的缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外徑加工時(shí)要求內(nèi)外徑同心，裝拆時(shí)要使用專用工具，它的外形尺寸和重量都較小，結(jié)構(gòu)緊湊，常用于無(wú)縫鋼管或鍛鋼制的缸筒上。4）拉桿連接式：這種連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，通用性強(qiáng)，易于裝拆，但端蓋的體積和重量都較大，拉桿受力后會(huì)拉伸變長(zhǎng)，影響密封效果，僅適用于長(zhǎng)度不大的中低壓缸。5）焊接式連接：這種連接強(qiáng)度高，制造簡(jiǎn)單，但焊接時(shí)容易引起缸筒變形。考慮到本設(shè)計(jì)中手爪油缸的工作原理和環(huán)境，選擇法蘭連接結(jié)構(gòu)比較合適，由于油缸中的最大壓力較小，油缸不是很長(zhǎng)，油口開在端蓋上，所以端蓋尺寸比較大，因此選擇法蘭連接結(jié)構(gòu)。 1）缸體材料常用鑄鐵材料，與端蓋連接形式：法蘭螺釘連接和法蘭螺栓連接。 2）缸體與端蓋的密封：（1）O型圈（2）密封墊（壓力較?。?3）缸體的材料：一般機(jī)床上的液壓缸大多采用灰鑄鐵或球墨鑄鐵材料，當(dāng)壓力較高時(shí)常采用無(wú)縫鋼管。工程機(jī)械上的液壓缸缸體多數(shù)采用35，45鋼的無(wú)縫鋼管。特殊情況下用合金無(wú)縫鋼管制造。 4）表面粗糙度：活塞用O型圈密封時(shí)。除了上述的元件以外，液壓控制系統(tǒng)還需要液壓輔助元件。這些元件包括管路和管接頭、油箱、過(guò)濾器、蓄能器和密封裝置。通過(guò)以上的各個(gè)器件，我們就能夠建設(shè)出一個(gè)液壓回路。所謂液壓回路就是通過(guò)各種液壓器件構(gòu)成的相應(yīng)的控制回路。根據(jù)不同的控制目標(biāo)，我們能夠設(shè)計(jì)不同的回路，比如壓力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。 控制回路設(shè)計(jì)液壓控制是機(jī)械手的一種主要的控制形式。機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度和操作是根據(jù)油的流量與壓力來(lái)確定，因而只要控制有的流量與壓力，就可以控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度和操作力，油壓一般在5140范圍內(nèi)，最大臂力可達(dá)160公斤以上。在液壓設(shè)備中，有時(shí)采用一臺(tái)液壓泵（或一臺(tái)高低壓泵組）驅(qū)動(dòng)多個(gè)執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)對(duì)部件的特定功能。這樣，可也節(jié)省液壓元件和電機(jī)，合理利用功率，減少占地面積。各個(gè)液壓執(zhí)行元件間的動(dòng)作關(guān)系可以分為按照一定動(dòng)作順序、同步動(dòng)作或互不干擾動(dòng)作等。對(duì)于每一個(gè)執(zhí)行元件來(lái)說(shuō)，流量、壓力在動(dòng)作關(guān)系上難免相互影響、相互牽制。因而可靠地控制各個(gè)執(zhí)行元件間的動(dòng)作關(guān)系，便成為這類系統(tǒng)需要解決的主要問(wèn)題。多個(gè)執(zhí)行元件順序控制液壓系統(tǒng)的控制方式可能成為壓力控制、行程控制或時(shí)間控制，即利用回路本身的壓力變化（壓力發(fā)信），是執(zhí)行元件依次動(dòng)作；或利用前一級(jí)執(zhí)行元件到一定時(shí)間后（時(shí)間發(fā)信），使執(zhí)行元件依次動(dòng)作；再操縱下一個(gè)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)。為可靠控制各執(zhí)行元件依次動(dòng)作，使之做到互不影響、互不牽制，這種液壓系統(tǒng)通常要符合如下要求：（1）系統(tǒng)及元件應(yīng)保證各執(zhí)行元件頻繁換接，在壓力急劇變化的條件下，有足夠的可靠性，避免誤動(dòng)作。（2）應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)嚴(yán)格的順序控制，完成工作部件的規(guī)定的工作循環(huán)；（3）各執(zhí)行元件的速度變換、壓力變換及換向精度均有一定要求，應(yīng)盡量做到充分利用功率，提高生產(chǎn)率。本次設(shè)計(jì)的機(jī)械夾持機(jī)構(gòu)屬于圓柱坐標(biāo)式全液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手，具有手臂伸縮、回轉(zhuǎn)和手腕回轉(zhuǎn)三個(gè)自由度。執(zhí)行機(jī)構(gòu)相應(yīng)有手腕，手臂伸縮機(jī)構(gòu)等組成，每一部分均有液壓缸驅(qū)動(dòng)與控制，它完成的動(dòng)作循環(huán)為：手指張開，手臂前伸，手指夾緊抓料，手臂縮回，手臂回轉(zhuǎn)，手腕回轉(zhuǎn)，手腕中停，手腕回轉(zhuǎn)復(fù)位，手臂回轉(zhuǎn)，手指松開，手指閉合，手臂回轉(zhuǎn)復(fù)位，待料。其液壓控制回路圖如下： 該系統(tǒng)采用葉片泵作動(dòng)力源，流量為Q，壓力由溢流閥2調(diào)節(jié)。該機(jī)一共由13個(gè)工作程序。具體工作情況如下： 啟動(dòng)液壓泵，葉片泵1運(yùn)轉(zhuǎn)，1YA斷電，先導(dǎo)型溢流閥2的遠(yuǎn)程控制口與油箱連同。泵1空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。（1）手指張開 1YA、6YA通電，泵1向系統(tǒng)供油，閥12移至右位，壓力油經(jīng)閥12進(jìn)入手指夾緊缸無(wú)桿腔。（2）手臂前伸 1YA、2YA通電，閥5換至左位，壓力油經(jīng)閥5至手臂伸縮缸7無(wú)桿腔，手臂向前伸出。（3）手指夾緊抓料 1YA通電，2YA、6YA斷電，壓力油經(jīng)閥12至手指夾緊缸14有桿腔，手指夾緊。（4）手臂縮回 1YA、3YA通電，閥5換至右位，壓力油經(jīng)閥5至手臂伸縮缸有桿腔，手臂縮回。（5）手臂回轉(zhuǎn) 1YA、4YA通電，閥8換至右位，壓力油經(jīng)閥8和節(jié)流閥10進(jìn)入手臂回轉(zhuǎn)缸11，手臂旋轉(zhuǎn)。（6）手腕回轉(zhuǎn) 1YA、7YA通電，4YA斷電，閥8處于中位，手臂停止運(yùn)動(dòng)閥，電磁閥15換至右位，壓力油經(jīng)閥15和節(jié)流閥17進(jìn)入手腕回轉(zhuǎn)缸18，手腕旋轉(zhuǎn)。（7）手腕中停 1YA通電，7YA斷電，閥15處于中位，手腕旋轉(zhuǎn)180176。后，手腕回轉(zhuǎn)缸動(dòng)片處于極限位置，保持一定時(shí)間。（8）手腕回轉(zhuǎn)復(fù)位 1YA、8YA通電，閥15換至左位，壓力油經(jīng)閥15和節(jié)流閥16進(jìn)入手臂回轉(zhuǎn)缸18，手腕旋轉(zhuǎn)180176。復(fù)位。（9）手臂回轉(zhuǎn) 1YA、4YA通電，壓力油經(jīng)閥8和節(jié)流閥10進(jìn)入手臂回轉(zhuǎn)缸11，手臂繼續(xù)旋轉(zhuǎn)一定角度。（10）手指松開 1YA、6YA通電，4YA斷電，閥8移至中位，閥12移至右位，壓力油經(jīng)閥12進(jìn)入手指夾緊缸無(wú)桿腔。（11）手指閉合 1YA通電，6YA斷電，壓力油經(jīng)閥12至手指夾緊缸14有桿腔，手指實(shí)現(xiàn)閉合。（12）手臂回轉(zhuǎn)復(fù)位 1YA、5YA通電，閥8換至左位，壓力油經(jīng)閥8和節(jié)流閥10進(jìn)入手臂回轉(zhuǎn)缸11，手臂旋轉(zhuǎn)返回。（13）待料 1YA斷電，壓力油經(jīng)先導(dǎo)型溢流閥2的遠(yuǎn)程控制口與油箱連同。泵1卸荷。機(jī)械夾持機(jī)構(gòu)電磁鐵動(dòng)作順序表液壓作為一個(gè)廣泛應(yīng)用的技術(shù)，在未來(lái)更是有廣闊的前景。隨著計(jì)算機(jī)的深入發(fā)展，液壓控制系統(tǒng)可以和智能控制的技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制的技術(shù)等技術(shù)結(jié)合起來(lái)，這樣就能夠在更多的場(chǎng)合中發(fā)揮作用，也可以更加精巧的、更加靈活地完成預(yù)期的控制任務(wù)。 8 結(jié)論通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我了解了機(jī)械手的很多相關(guān)知識(shí)。使我也了解了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外在此方面的一些先進(jìn)生產(chǎn)和制造技術(shù)，了解了機(jī)械手設(shè)計(jì)的一般過(guò)程，通過(guò)對(duì)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握了一定的機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基礎(chǔ)。為以后的工作學(xué)習(xí)創(chuàng)造了一定基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)脫模機(jī)械夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)做了系統(tǒng)的計(jì)算設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中機(jī)械手的控制問(wèn)題涉及到很少，對(duì)這方面有點(diǎn)模糊，需要在以后的工作學(xué)習(xí)中了解和掌握。本次設(shè)計(jì)的是輕型機(jī)械手設(shè)計(jì)，相對(duì)于通用機(jī)械手，因此，動(dòng)作固定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)成本低廉，專用性比較高，可實(shí)現(xiàn)車間內(nèi)的一些搬運(yùn)工作。采用液壓傳動(dòng)，液壓出力大，臂力可達(dá)1000N以上，且可用電液伺服機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，使機(jī)械手用途更廣。該機(jī)械手選擇配置專用二指夾持手指，抓取方形物料。必要時(shí)可以更換手抓，抓取不同尺寸物料。本次設(shè)計(jì)只對(duì)機(jī)械手的控制進(jìn)行了液壓控制回路設(shè)計(jì)，對(duì)電液比例控制還只是處于了解階段，做的液壓控制難免有錯(cuò)誤之處。由于經(jīng)驗(yàn)知識(shí)水平的局限，設(shè)計(jì)難免有不到之處，望讀者見量，指正。參考文獻(xiàn) 劉明保 ，, 劉極峰，2006 陸祥生 ，, ：北京理工大學(xué)出版社,1992 , , ,2001，4 ,1999，4 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