【正文】 衷心感謝我的指 導(dǎo)老師 楊可森 老師， 同時 感謝各位 同學(xué) 給與的鼓勵與幫助！ 最后，感謝參與論文評審和答辯的各位專家教授，能在百忙之中抽出時間對我的論文進行評閱和審議！ 謝謝！ 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 38 附 錄 常用量的名稱、單位、符號、及換算關(guān)系表 量的名稱（常用符號） 單位名稱 單位符號 其他表示 換算關(guān)系 力；重力 （ F,P,W,G） 牛 [頓。 此外 ，感謝每一位設(shè)計小組中的同學(xué)，是大家的努力配合和共同協(xié)作才有了 設(shè)計的順利完成。這些都是我從書本上無法學(xué)習(xí)到的，這將會是我受用終身的寶貴財富。 楊可森 老師在百忙之中犧牲自己的休息時間來指導(dǎo)我們 ，為 我們 解答難題、改善結(jié)構(gòu)設(shè)計、完善設(shè)計細節(jié)、修正設(shè)計說明，同時也教 會了 我分析問題和解決問題的方法，引導(dǎo)和鼓勵我多思考、多查閱資料給與設(shè)計充分的理論依據(jù)。可以說沒有 您的指導(dǎo) ，我就不可能 順利的完成 畢業(yè)設(shè)計。 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 35 參 考 文 獻 [1] 楊可森 ,艾 長勝 ,侯志堅 .數(shù)鏜銑加控工中心自動換刀系統(tǒng)中的機 液機械手 [J].機床與液壓 ,2021,31(3):216217 [2] 李允文 .工業(yè)機械手設(shè)計 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1994 [3] 徐世許 .可編程序控制器 [M].合肥 : 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社， 2021 [4] 天津大學(xué) 工業(yè)機械手設(shè)計基礎(chǔ) 編寫組 . 工業(yè)機械手設(shè)計基礎(chǔ) [M].天津： 天津科學(xué)技術(shù)出版社， 1980 [5] 趙東輝 ,金長虹 . 基于液壓與控制技術(shù)的 機械手的設(shè)計與分析 [J].煤礦機械 ,2021,12(8):00700072 [6] 李明 , 栗全慶 . 基于 PLC的液壓搬運機械手設(shè)計 [J]. 機床與液壓 ,2021,37(8):099101 [7] 朱梅 . 具有五自由度及張合氣爪的液壓機械手 [J]. 機床與液壓 ,2021,34(1):096097 [8] 李世蓉 . 物流自動化機械手液壓系統(tǒng)設(shè)計 [J]. 通用機械 ,2021(5):5758 [9] 王珍喜 . JDY1型機械手機械液壓系統(tǒng)的設(shè)計 [J]. 九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報 ,2021(3):00200021 [10] 魏星 ,于萍 ,周安明 . 一種液動柔性機械手手腕結(jié)構(gòu)的設(shè)計與分析 [J]. 機械設(shè)計與研究 ,2021,26(1):4851 [11] 羅天洪 ,熊小輝 . 六自由度重載裝配機械手運動學(xué)分析及求解 [J]. 重慶交通大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版 ),2021,28(6):11261130 [12] 汪功明 , 姚道如 . 液壓轉(zhuǎn)位機械手的 PLC電氣控制 [J]. 輕工機械 ,2021,27(3):00470049 [13] 崔安娜 . 淬火爐上料機械手的液壓系統(tǒng)及其 PLC控制設(shè)計 [J]. 硅谷 ,2021(24):12202161220217 [14] 付愚 . 基于 PLC的液壓機械手的控制系統(tǒng) [J]. 湖南工程學(xué)院學(xué)報 (自然科學(xué)版 ),2021(2):00530055 [15] 賈銘新 ,賈震巍 . 液壓機械手軟抓取技術(shù)的研究 [J]. 哈爾濱工程大學(xué)報 ,2021,23(4):00770080 [16] 王宣銀 ,劉榮 ,賈光政 . 關(guān)節(jié)式液壓機械手脈碼調(diào)制控制研究 [J]. 機械工程學(xué)報 ,2021,38(S1):02030206 [17] 郁建平 ,殷召生 . 機械手關(guān)節(jié)運動的微機控制 [J]. 電子機械工程 ,2021,16(6):00250030 [18] 呂佩舉 , 呂月娥 . 柔性機械手關(guān)節(jié)角位置的控制 [J]. 青島科技大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版 ),2021,25(1):00530056 [19] 華平 ,徐堅 ,李秀玲 . 機械手關(guān)節(jié)運動控制模塊設(shè)計 [J]. 機械研究與應(yīng)用 ,2021(6):00950097 [20] 杜來 林 . 液壓與氣動技術(shù) [M]. 北京：北京大學(xué)出版社， 1996 [21] 徐灝 . 機械設(shè)計手冊第 5卷 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1992 [23] 吳宗澤 , 羅勝國 .機械設(shè)計課程設(shè)計手冊 [M].北京：高等教育出版社 ,1999 [24] 張建民 . 工業(yè)機器人 [M].北京：北京理工大學(xué)出版社， 1988 [25] 邱宣懷 . 機械設(shè)計 [M].北京 :高等教育出版社 ,1997 [26] Glen Bilodeau, Evangelos Papadopoulos. Experimental Robotics V[M].Berlin:Springer Verlag,:532543 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 36 [27] Salgado, Rubio. Advances in Robot Kinematics: Analysis and Design[M]. Berlin:Springer Verlag,:8999 [28] Regina Lee, Brendan Quine, Kartheephan Sathiyanathan, Caroline Roberts. Future Application and Middleware Technology on eScience[M]. Berlin:Springer Verlag,:3141 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 37 致 謝 能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成本次畢業(yè)設(shè)計，離不開指導(dǎo)老師和同學(xué)們的大力幫助。 但是由于自己的能力有限， 設(shè)計中還存在很多不完善的地方需要改進。 （ 3） 在設(shè)計過程中， 基本 可以熟練地應(yīng)用有關(guān)參考資料、計算圖表、手冊、圖冊和規(guī)范；熟悉有關(guān)的國家標(biāo)準和部頒標(biāo)準。因此，液壓搬運機械手設(shè)計 也為 今后走上工作崗位從事專業(yè)設(shè)計 打下了 基礎(chǔ)。除此以外還 對上下料液壓搬運機械手 的液壓驅(qū)動 系統(tǒng) 和電氣控制 系統(tǒng)進行 了 一些原理性的設(shè)計。 表 液壓 系統(tǒng)動作循環(huán)及電磁鐵動作順序表 動作循環(huán) 手指夾緊 手腕橫移 小臂伸縮 小臂俯仰 大臂俯仰 夾緊YA1 松開YA2 向左YA3 向右YA4 伸出YA5 縮回YA6 上擺YA7 下擺YA8 上擺YA9 下擺YA10 原始位置 + + + + + 卸料動作 手指夾緊（ 60） + + + + + 手腕橫移向左（ 15） + + + + + 小臂上 擺（ 40） + + + + + 大臂下擺（ 40） + + + + + 手指松開（ 25） + + + + + 小臂縮回（ 20） + + + + + 料架轉(zhuǎn)位（ 45） + + + + + 裝料動作 小臂伸出（ 20） + + + + + 手指夾緊（ 60） + + + + + 大臂上擺（ 50） + + + + + 小臂下擺（ 30） + + + + + 手腕橫移向右（ 15） + + + + + 手指松開（ 25） + + + + + 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 34 5 結(jié) 論 在 當(dāng)今的工業(yè)生產(chǎn)中 ， 液壓搬運機械手 被廣泛的應(yīng)用于各個行業(yè)。表中 “ +”號表示電磁閥的電磁鐵線圈通電，“ ”號表示電磁閥的電磁鐵線圈斷電。具體動作順序：原始位置（大手臂豎立、小手臂伸出并處于水平位置、手腕橫移向右、手指松開） —— 手指夾緊（抓住卡盤上的工件） —— 手腕橫移向左（從卡盤上卸下工件） —— 小手臂上擺 —— 大手臂下擺 —— 手指松開（將工件放在料架上） —— 小臂收縮（料架轉(zhuǎn)工位） ——小臂伸出 —— 手指夾緊（抓住待加工工件） —— 大手臂上擺（ 由料架上取走工件 ） —濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 33 — 小手臂下擺 —— 手腕橫移向右（機械手將工件裝在深孔鏜床的主軸卡盤上） —— 手指松開（原位）。液壓搬運機械手的 手臂上下 仰俯 ， 小臂 伸縮，手腕 左右橫移 ，手指的開閉動作，以及各個動作的時間，都是 由 控制系統(tǒng) 按照預(yù)先制定好的程序進行指揮和操縱。 由于液壓搬運 機械手抓取和放置工件的位置都是準確而固定的， 屬于 上下料專用機械手， 因此 可由擋塊，行程開關(guān)等來定位，采用起點 和 終點的“兩點控制方式”。這種 控制 方式 的特點是 可達到較高的重復(fù)定位精度。 液壓搬運機械手的 運動控制方式有點位控制和連續(xù)控制兩種。因而閉環(huán)控制 系統(tǒng) 的精度和定位時間等控制性能也 要受到 一定 的 限度， 要想 超過閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制性能的界限必須采用由最佳控制理論所規(guī)定的控制結(jié)構(gòu)，其中有時 也 采用開環(huán)控制。 通常閉環(huán) 控制 系統(tǒng)的抵抗外部干擾和系統(tǒng)中主要單元的特性變化 的 能力 較 強，而開環(huán)系統(tǒng)較弱。因此，對于 液壓搬運 機械手的控制系統(tǒng)來說，無論多么高級的系統(tǒng)，如果不能 將工件或物料按預(yù)先的工作要求傳送到指定位置 ，都是毫無意義的。 液壓搬運 機械手的工 作順序，應(yīng)達到的位置，如手臂上下 仰俯 ， 小臂 伸縮，手腕 左右橫移 ，手指的開閉動作，以及各個動作的時間，速度等，都是在控制系統(tǒng)的指揮下，通過每一運動部件沿各 運動軌跡 的動作按照預(yù)先整定好的程序來實現(xiàn)的。 （ 2） 電機的選取 ssP Q P q nN ??? ? ??? (31) 式中 sP —— 液壓系統(tǒng)供油壓力，取 5 MPa Q —— 液壓泵流量 ? —— 液壓驅(qū)動系統(tǒng)效率，取 14505 32 60 ???? KW 根據(jù)以上的計算，選定 4 KW， 28 25 / m inn rad? 的異步電動機，型號 Y112M2 油箱 容 積 的計算 油箱容積量與系統(tǒng)的流量有關(guān)，其容量的大小可以從散熱角度來設(shè)計。 液壓搬運機械手的手指夾緊液壓缸、手腕橫移液壓缸、小臂收縮液壓缸、小臂俯仰液壓缸以及大臂俯仰液壓缸已經(jīng)在第二章中進行了詳細的進算，這里不再重復(fù)計算選型。 參考 [2]知，在液壓搬運 機械手 的液壓驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計中主要注意一下幾方面： （ 1） 液壓缸設(shè)計 ： 在確保密封性的前提下，盡量選用橡膠與氟化塑料組合的密封件，以減少摩擦阻力，提高液壓缸的壽命 ； （ 2） 定位點的緩沖與制動：因機械手手臂的運動慣量較大，在定位點前要加緩沖與制動機構(gòu)或縮緊裝置 ； （ 3） 對慣性較大的運動軸和接 近機械手末端的腕部運動軸的液壓缸兩側(cè)，最好加設(shè)安全保護裝置，防止因碰撞過載損壞機械結(jié)構(gòu) 。若只用一個節(jié)流閥調(diào)速時，則進油要按照達到最大允許速度來調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥的流量，因為當(dāng)無桿腔進油時，其速度就小于最大允許速度。 同時考慮到，盡管手臂俯仰液壓缸是單一速度工作，但也需要進行節(jié)流調(diào)速，以保證液壓缸運動的平穩(wěn)運動。 液壓搬運 機械手 采用單泵供油，手指夾緊、手腕橫移、手臂伸縮以及手臂的俯仰等機構(gòu)采用并聯(lián)供油，這樣可以有效的降低系統(tǒng)的供油壓力。此液壓動力機構(gòu)采用直線液壓缸， 用于實現(xiàn)手臂的伸縮升降 和仰俯轉(zhuǎn)動 以及手腕 的橫移運動 。液壓搬運機械手的電氣控制部分將在第四章表述。 液壓搬運機械手要完成物料 搬運（包括上、下料）的功能，所以選用有限點位控制的程序控制機械手。故 由 216 式計算螺釘或螺栓直徑 1d 如下 ： 01 4 QFd ???? 0QF —— 工作載荷（ N）且 0QF = F —— 液壓缸驅(qū)動力 將 驅(qū)動力 30328F? N 帶入上式求得 1 4 1 . 3 3 0 3 2 8 2 . 5 1 0 . 06 2 0 0d ?? ? ????? mm 由“液壓元件油口螺紋聯(lián)接尺寸 GB/T28781993”取 M10 螺栓 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 27 3 液壓 驅(qū)動 系統(tǒng)設(shè)計 液壓 驅(qū)動 技術(shù)是 一種比較成熟的技術(shù) ,它具有動力大 ,力 (或力矩 )慣量比大 ,快速響應(yīng)高 ,易于實現(xiàn)直接驅(qū)動等特點 ,適用于承載能力大 的工作場合。取 活塞桿直徑 d=、工作壓力 p=5 MPa，所以 d=45 mm （ 2） 大 臂俯仰液壓缸壁厚及外徑的計算： 大 臂俯仰液壓缸設(shè)計成中等壁厚， 中等壁厚：即 16＞ D? ＞ 時 11( 2 .3 [ ] )pD Cp? ????? 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 26 式中 p—— 液壓缸內(nèi)工作壓力 ? —— 強度系數(shù)（當(dāng)為無縫鋼管時 ? ＝１） Ｃ —— 計入管壁公差及侵蝕的 附加厚度，一般圓整到標(biāo)準壁厚值 Ｄ —— 液壓缸內(nèi)徑（ m） 一般常用缸體材料的許用應(yīng)力 []? : 鍛鋼 []? =110 120MPa 鑄鐵 []? =60MPa 無縫鋼管 [