【正文】 參考文獻(xiàn)[1] 劉明保 ，,[2] 李超，2003[3] 陸祥生 ，,[4] ：北京理工大學(xué)出版社,1992[5] ,[6] ,[7] ,2001，4[8] ,1999，4[9] 金茂青，曲忠萍，,2001，2[10] （機(jī)械手）,19995[11] ， [12] 張軍， ,：21[13] 濮良貴，：高等教育出版社,～395[14] ：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，[15] 姜培剛，：機(jī)械工業(yè)出版社，[16] 許福玲，：[17] ：[18] ：[19] ：[20] ：[21] ：[22] ：[23] ： 致 謝 學(xué)生簽名： 日 期：圖紙清單序號(hào)圖樣代號(hào)圖紙名稱圖紙大小備注1YYJXS0機(jī)械手主機(jī)裝配圖A0打印2YYJXS1機(jī)械手液壓系統(tǒng)原理圖A1打印3YYJXS2機(jī)械手電氣控制原理圖A1打印4YYJXS11機(jī)械手底板A3打印5YYJXS12升降缸缸體A2打印6YYJXS13伸縮缸缸體A1打印7YYJXS14手腕液壓缸缸體A3打印8YYJXS15花鍵軸A3打印9YYJXS16機(jī)身回轉(zhuǎn)缸缸蓋A3打印。必要時(shí)可以更換手抓，抓取箱體等。，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，定位精度一般非常高，在1mm內(nèi)。使我也了解了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外在此方面的一些先進(jìn)技術(shù)，了解了機(jī)械手設(shè)計(jì)的一般過程，通過對(duì)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本機(jī)械手由手動(dòng)和自動(dòng)兩種運(yùn)行狀態(tài)的控制系統(tǒng)，所以應(yīng)能根據(jù)所設(shè)置的運(yùn)行方式自動(dòng)進(jìn)入，這就要求系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)設(shè)定與各個(gè)運(yùn)行方式相應(yīng)的初始狀態(tài)。狀態(tài)轉(zhuǎn)移開始輔助繼電器M8041，原點(diǎn)位置條件輔助繼電器M8044的狀態(tài)都是在初始化程序中設(shè)定的，在自動(dòng)系統(tǒng)程序運(yùn)行中不再改變。電磁鐵動(dòng)作順序表如下： 機(jī)械手液壓系統(tǒng)電磁鐵通電順序表七 機(jī)械手的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一） 手動(dòng)控制系統(tǒng)圖 機(jī)械手手動(dòng)控制系統(tǒng)圖 上圖為本機(jī)械手在進(jìn)行試運(yùn)行和系統(tǒng)檢查以及手動(dòng)控制完成所需動(dòng)作而設(shè)計(jì)的手動(dòng)控制系統(tǒng)，工作流程在上圖已經(jīng)清晰標(biāo)明。泵3供油經(jīng)單向閥5，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向大臂升降液壓缸的上腔，從而推動(dòng)機(jī)械手做下降運(yùn)動(dòng)。泵3供油經(jīng)單向閥5，接著液壓油流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向大臂回轉(zhuǎn)液壓缸，從而推動(dòng)機(jī)械手大臂做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。泵3供油經(jīng)單向閥5，然后直接流向手臂伸縮液壓缸，從而推動(dòng)機(jī)械手手臂做收縮運(yùn)動(dòng)。泵3供油經(jīng)單向閥5，接著液壓油流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向手腕翻轉(zhuǎn)液壓缸，從而推動(dòng)機(jī)械手手腕做下翻動(dòng)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)PLC指令不變，直到接到夾緊工件指令時(shí)3DT才通電，當(dāng)工件放到A工作臺(tái)上時(shí)，因液壓缸保持不動(dòng)，回路壓力升高，到達(dá)先導(dǎo)型溢流閥的設(shè)定壓力時(shí)，溢流閥開啟，然回路壓力保持不變，仍然保持手指張開。泵3供油經(jīng)單向閥5，流經(jīng)圖所示從左到右第三個(gè)三位四通電磁閥右位，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向手臂伸縮液壓缸，從而推動(dòng)機(jī)械手手臂做伸縮運(yùn)動(dòng)。泵3供油經(jīng)單向閥5，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向大臂回轉(zhuǎn)液壓缸，從而推動(dòng)機(jī)械手大臂做左右回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。泵3供油經(jīng)單向閥5，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，接著流向減壓閥和單向閥構(gòu)成的復(fù)合閥，然后直接流向大臂升降液壓缸的下腔，從而推動(dòng)機(jī)械手做上升運(yùn)動(dòng)。泵3供油經(jīng)單向閥5，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向手腕翻轉(zhuǎn)液壓缸，從而推動(dòng)機(jī)械手手腕做翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)電磁換向閥通電不變，直到接到放松工件指令才斷電，此時(shí)因液壓缸保持不動(dòng)，回路壓力升高，到達(dá)先導(dǎo)型溢流閥的設(shè)定壓力時(shí)，溢流閥開啟，然回路壓力保持不變，仍然能夠保持夾緊需要。 1各缸運(yùn)動(dòng)過程分析（1）夾緊工件 按下啟動(dòng)按鈕。交流電磁閥起動(dòng)性能好，換向時(shí)間短，接線簡(jiǎn)單，價(jià)廉，但是如吸不上時(shí)容易燒壞，可靠性差，換向時(shí)有沖擊，允許換向頻率底，壽命較短。交流電磁閥的使用電壓一般為220V（也有380V或36V），直流電磁閥的使用電壓一般為24V（或110V）。（3）方向控制回路在機(jī)械手液壓系統(tǒng)中，為控制各油缸、馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)方向和接通或關(guān)閉油路，通常采用二位二通、二位三通、二位四通電磁閥和電液動(dòng)滑閥，由電控系統(tǒng)發(fā)出電信號(hào)，控制電磁鐵操縱閥芯換向，使油缸及油馬達(dá)的油路換向，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和正反向轉(zhuǎn)動(dòng)。其原因是負(fù)荷變化會(huì)引起節(jié)流閥進(jìn)出油口的壓差變化，因而使通過節(jié)流閥的流量以至油缸的速度變化。采用節(jié)流閥進(jìn)行節(jié)流調(diào)速時(shí)，負(fù)荷的變化會(huì)引起油缸速度的變化，使速度穩(wěn)定性差。節(jié)流調(diào)速閥的優(yōu)點(diǎn)是：簡(jiǎn)單可靠、調(diào)速范圍較大、價(jià)格便宜。本機(jī)械手采用定量油泵節(jié)流調(diào)速回路。（2）速度控制回路液壓機(jī)械手各種運(yùn)動(dòng)速度的控制，主要是改變進(jìn)入油缸的流量Q。第二是防止空氣混入系統(tǒng)。當(dāng)一旦電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，油泵不再向外供油，系統(tǒng)中原有的高壓油液具有一定能量，將迫使油泵反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)果產(chǎn)生噪音，加速油泵的磨損。其作用有二：第一是保護(hù)油泵。本機(jī)械手采用單向順序閥做平衡閥實(shí)現(xiàn)任意位置鎖緊的回路。④ 平衡與鎖緊回路 在機(jī)械液壓系統(tǒng)中，為防止垂直機(jī)構(gòu)因自重而任意下降，可采用平衡回路將垂直機(jī)構(gòu)的自重給以平衡。此機(jī)械手采用二位二通電磁閥控制溢流閥遙控口卸荷回路。（1）壓力控制回路① 調(diào)壓回路 在采用定量泵的液壓系統(tǒng)中，為控制系統(tǒng)的最大工作壓力，一般都在油泵的出口附近設(shè)置溢流閥，用它來調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，并將多余的油液溢流回油箱。2機(jī)械手液壓系統(tǒng)的控制回路機(jī)械手的液壓系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)械手自由度的多少，液壓系統(tǒng)可繁可簡(jiǎn)，但是總不外乎由一些基本控制回路組成。的液動(dòng)機(jī)，一般叫作回轉(zhuǎn)油缸（或稱擺動(dòng)油缸）。手臂做直線運(yùn)動(dòng)，液動(dòng)機(jī)就是手臂伸縮油缸。1液壓系統(tǒng)的組成液壓傳動(dòng)系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成：油泵 它供給液壓系統(tǒng)壓力油，將電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能，用這壓力油驅(qū)動(dòng)整個(gè)液壓系統(tǒng)工作。手臂做各種運(yùn)動(dòng)的速度決定于流入密封油缸中油液容積的多少。壓力油經(jīng)過管道及一些控制調(diào)節(jié)裝置等進(jìn)入油缸，推動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)，從而使手臂作伸縮、升降等運(yùn)動(dòng)，將油液的壓力能又轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。六 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（一）液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)介機(jī)械手的液壓傳動(dòng)是以有壓力的油液作為傳遞動(dòng)力的工作介質(zhì)。螺栓的安全系數(shù)與其直徑有關(guān)，初估直徑為，則安全系數(shù)取為，得螺栓的許用應(yīng)力為：。（六）底座與手臂連接處的螺栓直徑的確定1計(jì)算傾覆力矩螺栓承受的外載荷主要為手臂重力，約為，則其產(chǎn)生的傾覆力矩（手臂完全伸出時(shí)）：2計(jì)算受力最大的螺栓承受的工作載荷每個(gè)螺栓承受的載荷均值為由于的作用使左邊的兩螺栓受力增大，其值為所以左邊兩螺栓所承受的最大工作拉力為：3確定每個(gè)螺栓所需的預(yù)緊力保證接合面不滑動(dòng)的條件為：其中：為橫向載荷，其值為0；； 螺栓相對(duì)剛度的倒數(shù)，取值。將數(shù)據(jù)代入式子中得：②的分析計(jì)算 ()則③這里，液壓缸選擇O型密封，所以密封摩擦力可以通過近似估算，④計(jì)算。，于是 （3）計(jì)算偏重力矩（2）升降不自鎖條件分析計(jì)算手臂在的作用下有向下的趨勢(shì)，而里柱導(dǎo)套有防止這種趨勢(shì)?，F(xiàn)在對(duì)機(jī)械手手臂做粗略估算：和總共。 （）于是得 （）式中——每個(gè)螺釘預(yù)緊力；D——?jiǎng)悠耐鈴?；f——被連接件配合面間的摩擦系數(shù)，剛對(duì)銅取f=螺釘?shù)膹?qiáng)度條件為 （）或 ()帶入有關(guān)數(shù)據(jù)，得=螺釘材料選擇Q235，則（）螺釘?shù)闹睆? 螺釘?shù)闹睆竭x擇d=。4動(dòng)片和輸出軸間的連接螺釘?shù)姆治鲇?jì)算連接螺釘一般為偶數(shù)，對(duì)稱安裝，并用兩個(gè)定位銷定位。危險(xiǎn)截面所以， 所以螺釘材料選擇Q235，則（）螺釘?shù)闹睆铰葆數(shù)闹睆竭x擇d=。d為輸出軸與動(dòng)片連接處的直徑，設(shè),則回轉(zhuǎn)缸的內(nèi)徑通過下列計(jì)算： 既設(shè)計(jì)液壓缸的內(nèi)徑為150mm,根據(jù)表42選擇液壓缸的基本外徑尺寸180mm(不是最終尺寸)，再經(jīng)過配合等條件的考慮。經(jīng)過以上的計(jì)算=。 （）回轉(zhuǎn)部件可以等效為一個(gè)長(zhǎng)1800mm，直徑為60mm的圓柱體，=180，則起動(dòng)角速度=。（四）臂部回轉(zhuǎn)缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1臂部回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的分析計(jì)算（1）回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算手臂回轉(zhuǎn)缸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力矩，應(yīng)該與手臂運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩及各密封裝置處的摩擦阻力矩相平衡。于是：液壓缸缸