【正文】 但 由于 實際設(shè)計的經(jīng)驗不足、相關(guān) 的專業(yè)知識缺 乏、設(shè)計水平也是有限的，在設(shè)計上還存在著許多的不足。 4. 通用性好，除了特定用途外，適當改變手部，便可以完成噴涂、焊接等。從而由上述系統(tǒng)完成整個機械手在空間的行走，定位和重復(fù)定位等操作。 當系統(tǒng)發(fā)生故障時，禁止在工作的條件下進行檢查和調(diào)整。 所有連接螺釘必須擰緊。 保持電磁閥的電壓穩(wěn)定，否則可能會導(dǎo)致線圈的過熱。吸入管和泵軸的密封部分等各個低于大氣壓的地方應(yīng)注意不要漏入空氣。 。 ，應(yīng)注意進油口與回油口的方向。 本章小結(jié) 本章介紹了機械手液壓系統(tǒng)的組成，工作原理及工作過程，液壓傳動有以下優(yōu)點： 中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 ，可根據(jù)需要方便、靈活的來布置； 、體積小、運動慣性小、反應(yīng)速度快、定位精度好； ，可實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速； ； 、性能優(yōu)越。液壓油箱的有效容量 v可概略地確定為： 在中低壓系統(tǒng)中（ p aMP? ），可取 v=（ 5— 7） pq 。 (4)系統(tǒng)的安全可靠性 的選擇 為防止伸縮缸在仰起一定角度后的自由下滑，都采用單向順序閥來平衡。 (3)油箱容積 Q=50Qp 注意： Qp單位若為 L/min 時， V的單位為 3()dm Qp單位若為 3/minm 時， V的單位為 3m 具體選擇液壓元件 （ 1） 換向回路 的選擇 緊缸換向選用二位三通閥，其他缸全部選用 B 型的三位四通電磁換向閥。首先分別計算出不同工況時的功率，取它們之間的最大值作為選取電動機規(guī)格的依據(jù)。如果這時溢流閥正進行工作，尚需加溢流閥的最小溢流量 2～ 3L/min lK — 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 lK =，現(xiàn)取 lK = pq 1 .2 8 0 9 6 / m inL? ? ? 選擇液壓泵的規(guī)格。 （ 4） 計算功率，選用電動機 按工況圖，找出所有缸 Nt圖中最高功率點的 maxN 對應(yīng)的 SP （計算值）和泵額定流量的乘積，然后除以泵的總效率 p? SppPQN ???電 () 確定液壓泵的流量壓力和選擇泵的規(guī)格，泵的工作壓力的確定。 2D =80mm， 2d =40mm， 2b =60mm 212 9 4 .4 ( )32 6 5 ( 1)N m tMt? ????? ?? 2 100 /ows? () (3)手腕擺動缸 313 2 1 .4 ( )321 2 8 .3 ( )3N m tMt? ?????? ??? 3 50 /ows? (4)手臂回轉(zhuǎn)缸 4D =160mm 4d =80mm 4b =120mm 4117 11 ( )3411 76 ( )3N m tMt? ?????? ??? 4 40 /ows? 注意：忽略角加速度和角減速度的影響 (5)手臂仰俯活塞缸： 5D =63mm， 5d =45mm 5 1 3 3 4 ( 0 .0 5)1 1 3 4 ( 0 .5 5)NtF Nt ??? ?? V=5cm/s (1)夾緊缸：1 8 . 6 7 3 . 0 1 2 0 . 5 / m in4QL?? ? ? ?。 中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 第 4 章 液壓系統(tǒng) 4． 1 液壓缸 根據(jù)前面設(shè)計好的各種 液 壓缸的參數(shù) 。 它的驅(qū)動系統(tǒng)是步進電機其型號為 Y132S— 8功率 轉(zhuǎn)速 710r/min，再電動機后接了一個圓錐圓柱齒輪減速器其輸出速度為 。一般實現(xiàn)臂部的升降，回轉(zhuǎn)或俯仰等運動的驅(qū)動裝置或傳動件都安裝在機身上，或者直接構(gòu)成機體的軀干與底座相 連。 缸的一端為缸體與缸蓋鑄造成一體，另一端缸體與缸蓋采用螺釘連接。 si nMpcb?? ??? ??驅(qū)1 1 1bcosb cos(tg + ) () =1 5 c os 60 5 c os ( 60 ) 5 s i n 60o ootg ??????? =1134kgf 選取 dD=， 所以 1 ap MP? 2 2 664 4 1 1 3 4 0 . 4 9 1 010p d p DD p ????? ? ? ? ??? ? () 2 64 10D ??? ? D= 中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 整理得到 D=63mm，則 d=45mm。 除此之外，要求機械手同用性要好，能適合做種作業(yè)的要求；工藝性要好，便于加工和安裝；用于熱加工的機械手，還要考慮隔熱，冷卻；用于作業(yè)區(qū)粉塵大的機械手，還要設(shè)置防塵裝置等。 (1)計算零件重量，可分解為規(guī)則的體形進行計算。 (3)減少回轉(zhuǎn)半徑，在安排機械手動作順序時，先縮后回轉(zhuǎn)（或先回轉(zhuǎn)后伸）， 盡可能在前伸位置下進行回轉(zhuǎn)動作 ，并且 驅(qū)動系統(tǒng)中設(shè)有緩沖裝置。在一般情況，手臂回轉(zhuǎn) 俯 仰 均要求均速運動，（ V和w為常數(shù)），但在手臂的啟動和終止瞬間，運動是變化的，為了減少沖擊，要求啟動時間的加速度和終止前的加速度不能太大，否則引起沖擊和振動。 (1)設(shè)計臂部時，元件越多，間隙越大，剛性就越低，因此應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)簡單，要全面分析各尺寸鏈，在要求高的部位合理，確定調(diào)整補償環(huán)節(jié)，以及減少重要不見的間隙，從而提高剛度 。為可提高剛度，盡量縮短臂桿的懸伸長度，還應(yīng)注意： (1)根據(jù)受力情況，合理選擇截面形狀和輪廓尺寸 臂部和機身既受 彎曲（而且不僅是一個方向的彎曲）也受扭轉(zhuǎn)，應(yīng)選用抗彎和抗扭剛度較高的截面形狀。因而，它的結(jié)構(gòu)，工作范圍，靈活性以及抓重大小和定位精度等都直接影響機械手的工作性能。它的作用是支承腕部和手部（包括工作），并帶動它們作空間轉(zhuǎn)動。 m) 確定轉(zhuǎn)軸的最小直徑 / [ ]tT M WT T?驅(qū) 抗拒剖面摸量 33()16TW d mm?? 所需驅(qū)動力矩 3 16 30Md mm???? 驅(qū)[ ]T () 取 d=50mm 所以機械手的擺動采用單葉片回轉(zhuǎn)油缸，定片與缸體固連，動片與轉(zhuǎn)軸固連，當兩油口分別進出油時，動片帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動達到腕部擺動目的。 m） P— 回轉(zhuǎn)油缸的工作壓力 r— 缸體內(nèi)徑半徑（ cm） R— 輸出軸半徑（ cm） b— 動片寬度 注：可按外形要求或安裝空間大小，先設(shè)定 b,R,r 中兩個： Dd =— , 2b 2Dd? ,取 Dd =2， 2bDd =3 又因為 d=40mm，則 D=80mm， b=60mm 去頂回轉(zhuǎn)油缸工作壓力： 中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 222()Mp b R r???總 2222 2 9 4 .4 8 .0 1 ( k g / )6 ( 8 4 ) cm? ??? () 由于系統(tǒng)工作壓力遠遠大于此壓力，因此回轉(zhuǎn)油缸的工作壓力足以克服摩擦力。 回轉(zhuǎn)油缸所產(chǎn)生的驅(qū)動力矩必須大于總的阻力矩 M總 ，機械手的手腕回轉(zhuǎn)運動 所采用的單葉片回轉(zhuǎn)油缸，定片 1與缸體 2固連，動片 3與轉(zhuǎn)軸 5 固連，當 a,b口分別進出油時，動片帶動轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)達到手腕回轉(zhuǎn)目的。 (2)摩擦阻力矩 M摩 ＝ 阻 力 矩 (3)設(shè)起動過程所轉(zhuǎn)過的角度 ?起 ＝ 20 ,等速轉(zhuǎn)動角速 度 100 s? ?? 中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 計算：求 M偏 ＝ ? ? 20 .0 1 7 52JJ ? ?? ? ? ?工 件 查型鋼表有： ? ?221 0 . 0 3 42J m R k g f m s? ? ? ? ? ? ? ?2 2 21 3 6 . 0 2 812J m L R k g f m s? ? ? ? ?工 件 代入 M慣 ＝ 256（ N （如熱膨脹，壓力油的粘度和燃點，有關(guān)材料及電控電測元件的耐熱性等問題）。 ，它連同手部的動靜載荷均由臂部承受。 腕部 計算與分析 腕部設(shè)計 的基本要求 手腕部件置于手部和臂部之間，它的作用主要是在臂部運動的基礎(chǔ)上進一步改變或調(diào)整手部在空間的方位，以擴大機械手的動作范圍，適應(yīng)性更強。 δ φ 2 － F上述方法 還不是一種簡便而直觀的方法，最直觀而又有效的方法就是虛功原理。 由 A（ A`）點力矩平衡方程式可求的抓取力 （輸出力）： 中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 F= F2312hh = F5612hh = rPsin2 夾鉗式手部是由手指，傳動機構(gòu)和驅(qū)動裝置三部分組成，它對抓取各種形狀的工件具有較大的適應(yīng)性，可以抓取軸，盤，套類零件，一般情況下 可 采用兩個手指。 研究方法和措施 使用現(xiàn)在機械設(shè)計方法和液壓傳動技術(shù)進行設(shè)計，采用關(guān)節(jié)式坐標（四個自由度，可以繞橫，縱軸轉(zhuǎn)動和上下左右擺動）。 自由度數(shù)和坐標型式 機械手的自由度數(shù)和坐標型式的選擇，應(yīng)根據(jù)機械手現(xiàn)場具體的生產(chǎn)情況和工藝的要求而定。 抓重（或臂力） 抓重是機械手所能抓取或搬運物件的最大重量，它是機械手規(guī)格中的主要參數(shù)。而本身又包括動力源、傳動（減速）機構(gòu)、滾輪或連桿機構(gòu)等。 控制部分 是機械手動作的指揮系統(tǒng)，由它來控制動作的順序（程序）、位置和時間（甚至速度與加速度）等。細分則可列為以下數(shù)項： 手部（或稱抓取機構(gòu)） 包括手指、傳力機構(gòu)等，主要起抓取和放置物件的作用。 隨著工業(yè)機械手工作性能不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴大，通用化、系列化、標準化工作進一步開展，工業(yè)機械手必將在工業(yè)生產(chǎn)中大量推廣應(yīng)用。它便于標準化，系列化設(shè)計和組織專業(yè)化生產(chǎn)，有利于提高機械手的質(zhì)量和降低造價。機械手工作性能中的重復(fù)定位精度和工作速度兩個指標，是決定機械手能否保質(zhì)保量地完成操作任務(wù)的關(guān)鍵因素。 按控制方式分 （ 1）點位控制 它的運動分為空間點到點之間的移動，只能控制運動過程中幾個點的位置，不能控制其遠動軌跡。它是一種附屬于工作主機的專用機械手，其動 力是由工作機械傳遞的。 （ 2）氣壓傳動機械手 中國石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。通用工作機械手工作范圍大、定位精度高、通用性強，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動化的生產(chǎn)。實踐證明：工業(yè)機械手可以代替人手的繁重勞動，顯著減輕工人的勞動強度，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動化水平。工業(yè)機械手是一種模仿人體上肢的部分功能，按照預(yù)定要求輸送工作或握持工具進行操作的自動化技術(shù)裝備。機械手可以在空間抓放物體，動作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中小批量自動化生產(chǎn)。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)笨重工件的搬運和長期、頻繁、單調(diào)的操作，采用機械手是有效的；此外，他能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染環(huán)境條件下進行操作，更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。 按驅(qū)動方式可分為液壓、氣壓、機械、電力傳動機械手 （ 1）液壓傳動機械手 是以油液的壓力