【正文】 ，遠距離控制大電流電路。另外減少液壓元件的泄漏，提高運動件的加工精度和表面光潔度，以減少摩擦產(chǎn)生的熱量等。為使液壓機械手能正常工作，對油溫要進行控制。機械手在高溫下工作，由于熱的傳導和輻射作用。應當注意的是在液壓系統(tǒng)中由于液壓要流經(jīng)溢流閥、節(jié)流閥、減壓閥和調速閥等，以及液壓元件的自身泄漏和油液流經(jīng)長而曲折的管道時均有壓力損失，這些壓力損失都轉變?yōu)闊崮埽\動部件之間的互相摩擦也產(chǎn)生熱量，致使液壓系統(tǒng)的油液溫度升高。當油泵停止工作時，借以防止液壓系統(tǒng)中的油液流空和進入空氣而影響液壓驅動的性能。油泵從油箱中吸進的油液先經(jīng)過濾油器，將油液過濾，以防止碎屑等雜質進入工作油路而損壞工作機械。換向閥采用34D10B，單向閥采用型號為1Y10，避免突然斷電時手指松開。在系統(tǒng)的回油路設置了單向閥I25，使系統(tǒng)在油缸停止工作時不致因油液流空而進入空氣，以保證啟動平穩(wěn)。大、小手臂上下擺動工作油路，采用QI25B單向調速閥分別調節(jié)大、小手臂上下擺動的速度。 繪制原理圖鑒于以上所作的分析，此次八動作機械手的原理圖的繪制如圖432所示。而又因為每個電磁換向閥均控制兩個動作，故采用三位四通形式。單靠一個油泵無法達到供油的目的，所以采用雙聯(lián)泵共同控油。繪制液壓原理圖的一般順序是：先確定油缸和油泵，再布置中間的控制調節(jié)回路和相應元件，以及其他輔助裝置，從而組成整個液壓系統(tǒng)，并用液壓系統(tǒng)圖圖形符號，畫出液壓原理圖。液壓系統(tǒng)工作原理圖的繪制時設計液壓機械手的主要內(nèi)容之一。無論哪種類型的手部，抓取物件時，要使物件能夠順利地進入手指；而放置物件時，物件又應易于擺脫手指的約束。在通常情況下，所需的握力是物件重量的2～3倍。設計當中應該滿足以下幾點要求：(1) 手臂應承載能力大、剛性好、自重輕(2) 手臂的運動速度要適當，慣性要小(3) 手臂動作要靈活(4) 位置精度高(5) 通用性強，能適應多種作業(yè)；工藝性好，便于維修調整2. 手部設計要求手部除了要滿足手指抓取機能的要求外，還應滿足以下幾點要求：(1) 握力的大小要適宜。大手臂的動作是上下擺動運動，與小手臂的運動分別在互相垂直的平面內(nèi)，同樣是采用鉸鏈連接的雙作用活塞油缸推動大臂杠桿使其動作。手腕的動作是左右橫移運動，由無桿活塞油缸和四個滾動軸承構成的滾動導軌等組成的機構來實現(xiàn)?；顒佣葦?shù)和原動件數(shù)必須相等，只有這樣才能使機械手具有運動的確定性。(3) 手臂：機械手中支承腕部和手部用來實現(xiàn)較大范圍運動的部件(4) 機身：機械手中用來支承手臂等部件并安裝驅動裝置及其他裝置的部件。(1) 手指：機械手中直接與工件或工具接觸完成握持工件或工具的部件有些機械手直接將工具(如焊槍噴槍容器等)裝置于機械手的前端而不設置手部。 機械結構的設計 機械手的機械結構機械手的機械結構包括手指、手腕、手臂、機身。 方案的確定方案的確定主要是機械手的驅動方式的確定。2. 工作現(xiàn)場的情況 機械手所附屬于工作主機或自動線的工作場地面積和空間大小，工作主機的排列情況等，決定著機械手的安裝情況。目前工業(yè)生產(chǎn)中多采用液壓系統(tǒng)進行控制，故此次設計經(jīng)實用性方面考慮驅動方式和控制方式均采用液壓系統(tǒng)來進行驅動并控制。它必須視具體情況而定。（3）控制系統(tǒng)比較復雜，處理功率信號的數(shù)字運算誤差、檢測、放大、測試與補償功能不如電子、機電裝置靈活簡便。2. 液壓控制的缺點（1）液壓控制需要一套液壓系統(tǒng)，不像電力容易獲得，而且價格較貴。其力矩慣量比也較大，因而其加速能力較強。只要通過閥和泵的調節(jié)就能實現(xiàn)開環(huán)與閉環(huán)的控制系統(tǒng)。（2）可通過液壓油帶走大量熱能，保證機械的正常運行，并且由于液壓油的潤滑作用，可延長元件的使用壽命。而任何機械運動的全局都是由它的局部構成，掌握了實現(xiàn)這些基本功用的液壓控制回路，對于分析和設計機械手的液壓系統(tǒng)大有裨益。 機械手夾緊液壓系統(tǒng)的控制回路機械手的液壓系統(tǒng)，根據(jù)機械手動作的多少，液壓系統(tǒng)可繁可簡，但是總不外乎由一些基本控制回路所組成。當溢流閥中的鋼球在彈簧的作用下將閥門堵死時，壓力油不能通過溢流閥。手部握緊工件時要有一定的握力，因此要求油路系統(tǒng)要保持一定的壓力，這個壓力的調節(jié)是由溢流閥4實現(xiàn)的。當換向閥8的電磁鐵線圈左斷電，而其右邊的電磁鐵線圈通電時，把閥芯推向左邊，使工作油路19與手臂伸縮油缸11的右腔接通，壓力油推動活塞桿（手臂）12向左移動，使伸縮缸11左腔的油經(jīng)換向閥8左邊的環(huán)槽和回油油路20流回油箱。其中一條壓力油經(jīng)換向閥8（此時電磁鐵線圈左通電，而右端的電磁鐵斷電）把閥芯推向右方，使壓力油經(jīng)左邊的環(huán)槽進入手臂伸縮油缸11的左腔，活塞桿12向右移動（手臂伸出）。換向閥7處于斷電狀態(tài)（工作油路19與手指夾緊油缸14左腔斷開）。液壓傳動系統(tǒng)框圖可概括如下：機械能輸出圖33a 液壓傳動系統(tǒng)框圖根據(jù)系統(tǒng)框圖繪畫出其原理圖。手臂做各種運動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節(jié)裝置進入油缸，推動活塞桿運動，從而使手臂作伸縮、升降等運動，將油液的壓力能又轉換機械能。 液壓控制系統(tǒng)原理機械手的液壓系統(tǒng)是以有壓力的油液作為傳遞動力的工作介質。總之，液壓執(zhí)行元件結構緊湊，輸出功率大，作為動力元件是十分合適的。從簡單的兩通針閥、球閥、閘門閥直至固定式和可調式帶壓力補償?shù)牧髁靠刂崎y等。此外，與減壓閥結構近似的壓力控制閥還有安全閥或過載溢流閥、背壓閥、卸荷閥、分載閥、順序閥、降壓閥以及沖擊抑制閥等。(2) 壓力控制閥壓力控制閥用于調節(jié)油路壓力，可分為溢流閥和減壓閥兩類，可以是單級（直接作用式），也可以是兩級（復合式）。(1) 方向控制閥方向控制閥能夠引導或阻止液流通過某選定的通道，它只起開關作用，而不能調節(jié)流量和壓力。而定量泵是根據(jù)液壓系統(tǒng)所需的油泵工作壓力P和所需的流量q這兩個參數(shù)來確定的。而從流量的特性看，多數(shù)是采用定量泵。2. 油泵 油泵是液壓系統(tǒng)的心臟，它把電動機輸入的機械能轉變成為油壓，同時向液壓系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量的壓力油。當外部載荷確定后，工作壓力高，可減小活塞面積，使機械手小巧靈活。1. 油缸 油缸是盛油液的主要裝置，是進行自動控制的媒介。本次設計中，基于考慮實際應用和機械手具體動作而采用液壓控制系統(tǒng)，然后采用PLC邏輯編程。目前生產(chǎn)中配備的機械手主要采用液壓控制和程序控制。如要具有判斷、思考能力，則還需要裝配各種傳感裝置。用它可以控制機械手的工作順序、運動軌跡、動作時間和速度等，使機械手按照作業(yè)的要求去完成各項任務。因此臂部的運動也稱作機械手的主運動而腕部的活動度則主要是用來調整手部以及工件(或工具)在空間的方位。機械手所具有的活動度的數(shù)目及組合不同，則其運動圖形也不同，而活動度的變化范圍(即直線運動的距離和回轉角度的大小)決定著運動圖形的大小。這種自動的精度在這種類型的工業(yè)中特別有價值，因為定位和安裝錯誤代價是很高的。機器人能很好的將芯片裝配在印刷電路板上，因為它具備人所沒有具備的能力。機器人技術發(fā)展到智能化階段，機械手也越來越靈巧了，它們已能完成握筆寫字、彈奏樂器、抓起雞蛋、甚至穿針引線等精細復雜的工作。它們被用于搬運物品、裝卸材料、組裝零件等，或握住不同的工具，完成不同的工作，如：讓機械手握住焊槍，可進行焊接；握住噴槍，可進行噴漆。較高級形式的機械手，還能模擬人的手臂動作，完成較復雜的作業(yè)[3]。安全性是設計為人類服務的機械手必備的。機器人，像美國航空航天局（NASA）的齒輪機器，要求有許多傳感器和強有力的機載計算機處理他們流動性的復雜信息?？刂破骱团c之相連的計算機還必須處理從照相機收集到的確定被抓物體位置的測量信息，不然的話就會碰壞抓手上調節(jié)抓力的傳感器。手臂各關節(jié)有一個設備測量它的角度并把結果送往控制器。運動中計算機計算關節(jié)角度時需要將抓手移到指定位置。許多機器人裝備有特別的抓手以抓取特殊設備譬如試管或弧焊工機架。機器人的手臂將有待改造以便于他們能像大象鼻子那樣彎曲。 機械手的操作原理設計機械手的靈感來自人的手臂，但也有些不同。它像人手一樣有肘有節(jié)，可實現(xiàn)多個動作，動作比較靈活，適于在狹小的空間工作。它的基本動作如下：(1) 手臂上下運動，即俯仰運動；(2) 手臂左右運動，即回轉運動；(3) 手臂前后運動，即伸縮運動；(4) 手腕上下彎曲；(5) 手腕左右擺動；(6) 手腕旋轉運動；(7) 手指夾緊運動；(8) 機械手整體運動?；緞幼魅缦拢?1) 手臂水平回轉；(2) 手臂伸縮；(3) 手臂上下；(4) 手臂回轉動作；(5) 手指夾緊動作。具體動作如下：(1) 手臂伸縮；(2) 手臂左右移動；(3) 手臂上下移動。1. 直角坐標式直角坐標式機械手，是適合于工作位置成行排列或與傳送帶配合使用的一種機械手。 機械手的基本動作機械手形式較多，按手臂的坐標形式而言，主要有4種基本形式——直角坐標式、圓柱坐標式、球坐標式和關節(jié)式。（3） 中型機械手，臂力為10～30kg。4. 按機械手臂力大小分類按臂力（即被傳送物件的重量）的大小，又可將機械手分成如下4類：（1） 微型機械手，臂力小于1kg。（2）連續(xù)軌跡控制機械手這種機械手的運動軌跡是空間的任意曲線，它能在三維空間中做極其復雜的動作，工作性能完善，但控制部分比較復雜?？刂泣c數(shù)越多，性能愈好。它是一種能獨立工作的自動化裝置，其動作程序可按照工作需要來改變，大都是采用順序控制系統(tǒng)。（2）通用機械手 通用機械手是在專用機械手的基礎上發(fā)展起來的。它一般只能完成一、兩種特定的作業(yè)，如用來抓取和傳送工件。6. 行程檢測裝置：是檢測和控制機械手各運動行程（位置）的裝置。4. 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。2. 傳送機構（或稱臂部）：包括手腕、手臂等，主要起改變物件方位和位置的作用。本著科學經(jīng)濟和滿足生產(chǎn)要求的設計原則，同時也考慮本次設計是畢業(yè)設計的特點，將大學期間所學的知識，如機械設計、機械原理、液壓、氣動、電氣傳動及控制、傳感器、可編程控制器（PLC）、電子技術、自動控制、機械系統(tǒng)仿真等知識盡可能多的綜合運用到設計中，使得經(jīng)過本次設計對大學階段的知識得到鞏固和強化，同時也考慮個人能力水平和時間的客觀實際，充分發(fā)揮個人能動性，腳踏實地，實事求是的做好本次設計。這次畢業(yè)設計的設計原則是：以任務書所要求的具體設計要求為根本設計目標，充分考慮機械手工作的環(huán)境和工藝流程的具體要求。總的來說，大體是兩個方向：其一是機器人的智能化，多傳感器、多控制器，先進的控制算法，復雜的機電控制系統(tǒng)；其二是與生產(chǎn)加工相聯(lián)系，滿足相對具體的任務的工業(yè)機器人，主要采用性價比高的模塊，在滿足工作要求的基礎上，追求系統(tǒng)的經(jīng)濟、簡潔、可靠，大量采用工業(yè)控制器，市場化、模塊化的元件。C．機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機器人還應用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行決策控制；多傳感器融合配置技術成為智能化機器人的關鍵技術。例如關節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化；由關節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機。本設計能夠應用到加工工廠車間，滿足數(shù)控機床以及加工中心的加工過程安裝、卸載加工工件的要求，從而減輕工人勞動強度，節(jié)約加工輔助時間，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)力。本機械手主要與數(shù)控車床（數(shù)控銑床，加工中心等）組合最終形成生產(chǎn)線，實現(xiàn)加工過程（上料、加工、下料）的自動化、無人化。目前，在國內(nèi)很多工廠的生產(chǎn)線上數(shù)控機床裝卸工件仍由人工完成，勞動強度大、生產(chǎn)效率低。因此，進行機械手的研究設計是非常有意義的。當工件變更時，柔性生產(chǎn)系統(tǒng)很容易改變，有利于企業(yè)不斷更新適銷對路的品種，提高產(chǎn)品質量，更好地適應市場競爭的需要。目前，機械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中一個重要組成部分。機械手能代替人類完成危險、重復枯燥的工作，減輕人類勞動強度，提高勞動生產(chǎn)力。 design a kind of cylinderical coordinate manipulator used to pack and unload work piece for CNC machine tools. In particular, made the detailed design about base, arm, and end effector and the control system etc. including Total design, waist’s construction design, the arm’s construction design, the wrist’s construction design, the end effector’s construction design, and the drive system of manipulator. At the same time, analysis and pute the hydraulic pressure system and control system. Deeply design the manipulator’s control system, which based on PLC. After analysis about the craft process and the requests of the manipulator, the hardware circuit and the control program of the manipulator then is designed. In a word, the design of the manipulator has e to the anticipant object.Keyways: Manipulator； PLC； Hydraulic servo control； Electrohydraulic system