【正文】 L16型三相異步電動(dòng)機(jī)，滿載轉(zhuǎn)速為970r/min。 控制調(diào)節(jié)閥的選擇 方向閥 根據(jù)通過(guò)閥的最大流量和最大工作壓力，以及所要求的滑閥機(jī)能狀況等因素，結(jié)合現(xiàn)有的產(chǎn)品規(guī)格，選擇其額定流量和額定壓力相近的產(chǎn)品。必要時(shí)最大流量允許超過(guò)額定流量，但不宜過(guò)大，一般規(guī)定閥的最大通過(guò)量不應(yīng)超過(guò)額定流量的20%。 壓力閥 如溢流閥、減壓閥、順序閥等，根據(jù)通過(guò)閥的最大流量及最大工作壓力等因素來(lái)選擇。對(duì)于溢流閥的壓力和流量，一般要與油泵的最高工作壓力和最大流量量相適應(yīng)。對(duì)于減壓閥的壓力要特別注意其調(diào)整范圍，應(yīng)在以上，到低于溢流閥壓力以下的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 流量閥 如節(jié)流閥、調(diào)速閥等，根據(jù)閥的最大流量、最小流量和最大工作壓力等因素來(lái)選擇。一般流經(jīng)節(jié)流閥或調(diào)速閥的通流量要比系統(tǒng)的通流量小得多，特別要注意最小的穩(wěn)定流量。節(jié)流閥或調(diào)速閥的最小流量為L(zhǎng)/min。 輔助裝置的選擇液壓系統(tǒng)中有一些輔助裝置，如油管、管接頭、濾油器、蓄能器、油箱和冷卻裝置等。雖然在液壓系統(tǒng)中輔助裝置居于次要的位置，但是，當(dāng)這些輔助裝置中任何一個(gè)細(xì)小的部分，如果沒(méi)有給予足夠的重視和適當(dāng)?shù)陌才?，往往回破壞液壓系統(tǒng)的正常工作或降低了系統(tǒng)的工作效率和壽命等。因此，在安排液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，或選擇這些輔助元件時(shí)，都要做細(xì)致的工作。 油管和管接頭1．油管油管的類型，可根據(jù)使用場(chǎng)合和液壓系統(tǒng)的最大工作壓力進(jìn)行選擇，對(duì)于兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件。一般可選用軟管或伸縮油管及回轉(zhuǎn)接頭頭進(jìn)行連接。油管有紫銅管、塑料管、尼龍管及橡膠軟管。根據(jù)油液壓力的大小，裝配條件和工作部位的要求來(lái)選用。由于本設(shè)計(jì)的承壓較低，加之紫銅管彎曲方便，容易裝配，所以設(shè)計(jì)時(shí)選用紫銅管。2．管接頭 油管之間的連接或油管與各種液壓元件的連接，是液壓系統(tǒng)配管工作中最大量的工作。對(duì)這些連桉的要求是工作可靠、密封良好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝和制造方便。在機(jī)械手上油管的連接方法應(yīng)用最多的是螺紋連接。螺紋連接的優(yōu)點(diǎn)是便于拆換，安裝方便。管接頭和體部的連接常用的有圓錐螺紋(Z)和普通細(xì)牙螺紋(M)。用普通細(xì)牙螺紋連接時(shí)應(yīng)采用密封墊圈，以保證連接的密封性。 濾油器 在機(jī)械手液壓系統(tǒng)中，保持油的清潔很重要，油中的臟物會(huì)引起運(yùn)動(dòng)零件劃傷、磨損甚至卡死，堵塞節(jié)流閥和緩沖裝置的節(jié)流縫隙及小孔，影響液壓機(jī)械手的工作性能并造成故障。因此需要對(duì)油液進(jìn)行過(guò)濾，一般是采用濾油器來(lái)防止雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)中。濾油器的主要類型有網(wǎng)式濾油器和金屬燒結(jié)式濾油器。濾油器一般安置在油泵吸油口前邊，以保護(hù)油泵，并使通往系統(tǒng)的全部油液過(guò)濾。如果系統(tǒng)中有精密液壓件(如伺服閥等)，為保證其正常工作，應(yīng)對(duì)油液進(jìn)行精過(guò)濾，可在精密液壓件前裝置精濾油器。 對(duì)于濾油器的要求有： ①有較高的過(guò)濾能力，能阻擋一定尺寸范圍的雜質(zhì)，而且對(duì)于油液的阻力很小。 ②過(guò)濾材料要有一定的機(jī)械強(qiáng)度，不致因受到壓力油液而破壞。③清洗維護(hù)方便，易于更換過(guò)濾材料。 油箱油箱用來(lái)存油，使油散熱和沉淀。其容量不能過(guò)小，最小應(yīng)能儲(chǔ)存整個(gè)液壓系統(tǒng)充滿油時(shí)的容積，并有一些裕量。如果不能散發(fā)從液壓系統(tǒng)中帶出的熱量，就會(huì)使油升溫，粘度降低，影響系統(tǒng)的繼續(xù)工作，使機(jī)械手液壓系統(tǒng)產(chǎn)生熱變形，降低了機(jī)械手的工作性能和定位精度。在設(shè)汁油箱和油池時(shí)，除了考慮其有效容積及是否冷卻問(wèn)題外，還應(yīng)注意：1．吸油口與回油口應(yīng)遠(yuǎn)離。吸油側(cè)和回油側(cè)要用隔板隔開，隔板高度為油箱(或油池)油面高度的3／4，以利于油液冷卻和雜質(zhì)進(jìn)行沉淀．2．為使油液流動(dòng)暢通．吸油管離油箱(或油池)底部的距離應(yīng)不小于管徑的二倍。距箱邊應(yīng)不小于管徑的三倍?；赜凸艿墓荛T距油箱(或油池)的底面不小于管徑的二倍，管端切成角。 冷卻器 當(dāng)油箱的散熱面積不夠或油池的散熱條件不佳時(shí)，靠自然散熱油溫超過(guò)時(shí)，就需要采用油冷卻器。油冷卻器在液壓系統(tǒng)中安裝的位置，應(yīng)串連在回油路巾或住溢流閥的隘流管路中，因?yàn)檫@時(shí)的油液溫度較高，冷卻效果較好。 液壓傳動(dòng)機(jī)械手的緩沖與定位 機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性與定位精度所謂運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性是指機(jī)械手從起動(dòng)(速度為零)到正常工作速度(勻速運(yùn)動(dòng))，再?gòu)恼９ぷ魉俣冉?jīng)制動(dòng)后到停止運(yùn)動(dòng)(速度降到零)的過(guò)程，其速度變化是漸變過(guò)程，沒(méi)有速度突變現(xiàn)象。所謂定位精度，就是機(jī)械手重復(fù)地將物件搬運(yùn)到實(shí)際位置時(shí)與設(shè)定(或給定)位置所產(chǎn)生的誤差。也叫重復(fù)位置誤差。若重復(fù)位置誤差小即定位精度高。影響機(jī)械手運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性扣定位精度的因素是很多的。如執(zhí)行機(jī)構(gòu)各部件的重量及其剛性、機(jī)械結(jié)構(gòu)的配合間隙．驅(qū)動(dòng)源壓力的波動(dòng)及輸出流量的脈動(dòng)性、位置檢測(cè)系統(tǒng)的反饋機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的誤差，定位方式的誤差等等，都直接或間接地影響機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和定位精度，而影響較大的還是機(jī)械手的工作速度和速度變化規(guī)律。在定位時(shí)一般采用機(jī)械擋塊定位。 油缸的緩沖裝置活塞油缸和回轉(zhuǎn)油缸是實(shí)現(xiàn)手臂直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件，它們一般是用來(lái)帶動(dòng)重量較大的部件運(yùn)動(dòng)，有時(shí)運(yùn)動(dòng)速度較快，因此具有很大的動(dòng)能。為了防止活塞油缸的65 活塞油缸端部緩沖原理圖活塞或回轉(zhuǎn)油缸的動(dòng)片運(yùn)動(dòng)到頭時(shí)產(chǎn)生沖擊，在油缸的端蓋或回轉(zhuǎn)油缸的側(cè)蓋上設(shè)有緩沖裝置。1. 活塞油缸的緩沖裝置活塞油缸的緩沖裝置可以由活塞端部的柱塞和缸蓋的凹槽構(gòu)成。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到使柱塞逐漸進(jìn)入缸蓋的凹槽時(shí)，將存在于緩沖油腔內(nèi)的油液經(jīng)柱塞與凹槽間的縫隙或節(jié)流孔逐漸被擠出，這些油液被擠出時(shí)，產(chǎn)生較高的緩沖壓力，活塞由于受到這個(gè)緩沖壓力的作用，運(yùn)動(dòng)逐漸減速，使定位時(shí)的減速度降到較小數(shù)，以緩和沖擊。柱塞和凹槽的型式如圖65所示。2. 回轉(zhuǎn)油缸的緩沖裝置對(duì)于回轉(zhuǎn)油缸的端部緩沖裝置的緩沖原理與活塞油缸端部緩沖原理相同，只是在結(jié)構(gòu)上有所差異。3. (二)緩沖裝置的設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)油缸端部緩沖裝置時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)，①使緩沖油腔內(nèi)的油液，能夠吸收運(yùn)動(dòng)部件的全部機(jī)械能；②使緩沖油腔內(nèi)的緩沖壓力峰值(即沖擊壓力)不應(yīng)當(dāng)超過(guò)油缸的容許壓力；③使緩沖制動(dòng)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)部件的減速度應(yīng)當(dāng)合乎設(shè)計(jì)要求。 液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)該機(jī)械手的液壓系統(tǒng)原理如圖6—6所示，手臂伸縮、升降、回轉(zhuǎn)及手腕回轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)油缸采用電—液伺服閥控制。由于電液伺服閥的閥門開口量及油流方向可用電信號(hào)任意調(diào)節(jié)，從而可以控制執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。使機(jī)械手的動(dòng)作達(dá)到穩(wěn)、準(zhǔn)、快的要求。 電液伺服控制系統(tǒng)圖67所示為該機(jī)械手電液伺服控制系統(tǒng)方框圖。控制手臂伸縮、升降、回轉(zhuǎn)及手腕回轉(zhuǎn)為四個(gè)動(dòng)作原理相同的電液伺服控制系統(tǒng)．由數(shù)字控制部分發(fā)出指66 液壓系統(tǒng)令脈沖，經(jīng)步進(jìn)電機(jī)作數(shù)—模轉(zhuǎn)換。步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)電位器的動(dòng)觸頭旋轉(zhuǎn)而偏離電位器炭膜中點(diǎn)位置，動(dòng)觸頭的引出端將產(chǎn)生一定的電壓，并經(jīng)放大后輸入伺服閥的線圈。伺服閥線圈獲得電流后，導(dǎo)致滑閥產(chǎn)生位移，使壓力油經(jīng)滑閥開口流入油缸推動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)。當(dāng)手臂運(yùn)動(dòng)時(shí)．由于其上的齒條與電位器外殼的齒輪相嚙合，使電位器的外殼同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。在電位器炭膜中點(diǎn)重新轉(zhuǎn)到與動(dòng)觸頭相重合后，動(dòng)觸頭引出端無(wú)電壓輸出，伺服放大器輸出電壓為零，伺服閥線圈中無(wú)電流通過(guò)，滑閥開口關(guān)閉，停止供壓力油，手臂終止運(yùn)動(dòng)．手臂伸縮位置與運(yùn)動(dòng)速度的大小決定于指令脈沖的多少以及頻率的高低。 67 機(jī)械手電液伺服控制系統(tǒng)方框圖結(jié) 論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完大學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行了一系列的生產(chǎn)實(shí)習(xí)和以前各次課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一次綜合性的大總結(jié)。旨在培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)去分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力及培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想，并通過(guò)運(yùn)用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)、和查閱有關(guān)技術(shù)資料去進(jìn)行理論計(jì)算、結(jié)構(gòu)思考、繪制圖樣、寫相關(guān)說(shuō)明性材料，培養(yǎng)我們機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能和工程設(shè)計(jì)工作者的基本素質(zhì)，為我們走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為液壓通用機(jī)械手。隨著生產(chǎn)率水平的提高，人們對(duì)產(chǎn)品精度和質(zhì)量要求越來(lái)越來(lái)嚴(yán)格，企業(yè)生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度要求越來(lái)越高，工業(yè)機(jī)械手已成為多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備。此次設(shè)計(jì)的機(jī)械手各組成部分有：手爪、手腕、手臂、機(jī)身、機(jī)座等。并對(duì)其進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)、詳細(xì)的設(shè)計(jì)、計(jì)算、校核和繪圖。由于自身缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而且本次設(shè)計(jì)內(nèi)容較多，任務(wù)繁重，而且這方面的資料少，加重了設(shè)計(jì)的難度。所以在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)一些的錯(cuò)誤，還請(qǐng)各位老師斧正。總之，我希望通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為將來(lái)的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。致 謝本次設(shè)計(jì)是在我尊敬的導(dǎo)師傅慧芳芳老師悉心指導(dǎo)下完成的。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和精益求精的工作作風(fēng)使我受益匪淺。在此，我首先向?qū)煴硎菊\(chéng)摯的感謝，并致以崇高的敬意! 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)三年間所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，通過(guò)這次設(shè)計(jì)把這三年所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)課程作了一個(gè)總結(jié)和回顧，加深了對(duì)理論的理解，能夠掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的全套思路，為即將走上工作崗位和以后的發(fā)展打下了一定的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我查閱了大量的圖書資料以及網(wǎng)絡(luò)上的資料，包括機(jī)械零件、材料力學(xué)、液壓控制、幾何量公差與測(cè)量、機(jī)械制圖、機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等等，尤其是在從對(duì)各類設(shè)計(jì)手冊(cè)的查閱中，我的知識(shí)面得到了很大的提高；通過(guò)對(duì)該課題的獨(dú)立設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械知識(shí)有了一個(gè)更加深入的了解，對(duì)機(jī)械這門學(xué)科有了進(jìn)一步的理解。也使我獨(dú)立設(shè)計(jì)的能里有了極大的提高。在課題的研究和開發(fā)階段，我得到了機(jī)械工程學(xué)院老師的大力支持和幫助，在此一并向他們表示衷心的感謝。在日常生活和學(xué)習(xí)中，機(jī)械工程學(xué)院的各位老師，杜玉玲教授，以及全體同學(xué)給與我很大支持和幫助，在此我向他們以及多年來(lái)為我的成長(zhǎng)付出辛勤勞動(dòng)的老師們和同學(xué)們表示衷心的感謝。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到不懂的地方，我也經(jīng)常與同事、同學(xué)進(jìn)行討論，解決難題。感謝父母 、家人對(duì)我的教育，感謝所有關(guān)心我的朋友和老師，同時(shí)感謝淮海工學(xué)院的良好的學(xué)習(xí)環(huán)境是我避免了很多的彎路。當(dāng)然，由于本人設(shè)計(jì)水平有限、在課程中沒(méi)有接觸過(guò)機(jī)械手的相關(guān)課程，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的不足，以及時(shí)間上的限制，在設(shè)計(jì)中難免存在一些錯(cuò)誤。懇請(qǐng)老師給予以批評(píng)以及指正。再次表示感謝！2009年4月8日參 考 文 獻(xiàn)[1] ，1979[2] ：北京理工大學(xué)出版社，1988[3] (美).高級(jí)機(jī)器人手冊(cè). ：上海翻譯出版公司，1987[4] 馬香峰. 工業(yè)機(jī)器人的操作機(jī)設(shè)計(jì). ：冶金工業(yè)出版社，1996[5] 何發(fā)昌,. ：高等教育出版社，1996[6] . : 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1989[7] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第五卷第四十二篇:工業(yè)機(jī)器人). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1992[8] . 第1版. 北京：冶金工業(yè)出版社，2003[9] 馮辛安,黃玉美,杜君文. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì). 第1版. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1999第54頁(yè) 共54頁(yè)