機(jī)械畢業(yè)設(shè)計-(四自由度)自動線通用多關(guān)節(jié)機(jī)械手設(shè)計(液壓)-工業(yè)機(jī)械手(含)-閱讀頁
2024-08-26 11:22本頁面
【正文】 轉(zhuǎn)，升降運(yùn)動，是機(jī)械手的重要組成部分。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是能承受較大偏重力矩。這種結(jié)構(gòu)采用單缸活塞桿，內(nèi)部導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)緊湊。手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動是通過齒條齒輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)：齒條的往復(fù)運(yùn)動帶動與手臂連接的齒輪作往復(fù)回轉(zhuǎn)，從而使手臂左右擺動；?。?） 經(jīng)過綜合考慮，本設(shè)計選用回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的結(jié)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)置于升降缸之上的機(jī)身結(jié)構(gòu)，手臂部件與回轉(zhuǎn)缸的上端蓋連接，回轉(zhuǎn)缸的動片與缸體連接，由缸體帶動手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動?；钊麠U采用空心，內(nèi)裝一花鍵套與花鍵軸配合，活塞升降由花鍵軸導(dǎo)向。這樣就固定了花鍵軸，也就通過花鍵軸固定了活塞桿。具體結(jié)構(gòu)如圖4所示?！?缸筒壁厚的設(shè)計 缸筒直接承受壓縮液體壓力，必須有一定厚度。 機(jī)身回轉(zhuǎn)缸的計算 機(jī)身回轉(zhuǎn)時驅(qū)動力矩可按下式計算： kgf （11） 式中： ——考慮驅(qū)動油缸的密封摩擦損失的系數(shù) ——機(jī)身轉(zhuǎn)動支承處的摩擦阻力矩 ， ——軸承處支反力 f ——軸承處的摩擦系數(shù)，滾動軸承取f= ，——軸承的直徑 在本次設(shè)計中取= ——克服工件重心偏置所需的力矩 G——工件重量 kg e—— 偏心距 m ——克服腕部啟動的慣性力矩 J——機(jī)身回轉(zhuǎn)部 件和工件對回轉(zhuǎn)軸心的轉(zhuǎn)動慣量 W——腕部回轉(zhuǎn)的角速度 t——起動過程所需的時間 代人相關(guān)數(shù)據(jù) 機(jī)身回轉(zhuǎn)部件和工件對回轉(zhuǎn)軸心的轉(zhuǎn)動慣量 由此可得： 得 ： 液壓缸壓力驗(yàn)算 在機(jī)械手的機(jī)身回轉(zhuǎn)運(yùn)動中所采用的回轉(zhuǎn)缸是單葉片式擺動缸，它的原理如圖5所示： 圖5 回轉(zhuǎn)氣缸簡圖 Fig5 Schematic of rotary cylinder 定片1與缸體2固連，動片3與回轉(zhuǎn)軸5固連。反之，輸出軸作順時針方向回轉(zhuǎn)?！ 回轉(zhuǎn)缸的工作壓力(N﹒cm)?！ 輸出軸半徑(cm)。具有手臂伸縮，回轉(zhuǎn)，升降，手腕回轉(zhuǎn)四個自由度。設(shè)計要求?。?）滿足工業(yè)機(jī)械手動作順序要求。伸縮要平穩(wěn)靈活，動作快捷，定位準(zhǔn)確，工作協(xié)調(diào)；?。?）控制系統(tǒng)設(shè)計要滿足伸縮臂動作邏輯要求，液壓缸及其控制元件的選擇要滿足伸縮臂動力要求和運(yùn)動時間要求。在同等的功率下，液壓裝置的體積和質(zhì)量小，即其功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊。由于質(zhì)量和慣性小、反應(yīng)快，液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁換向； （3）液壓裝置能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級變速，它還能在運(yùn)行過程中調(diào)速；（4）液壓傳動易于對液體壓力、流量或流動方向進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。 6．2 液壓回路的選擇 各液壓缸的換向回路 為便于機(jī)械手的自動控制，采用可編程控制器進(jìn)行控制，前分析可得系統(tǒng)的壓力和流量都不高，選用電磁換向閥回路，以獲得較好的自動化程度和經(jīng)濟(jì)效益。 調(diào)速方案 整個液壓系統(tǒng)只用單泵工作，各液壓缸所需的流量相差較大，各液壓缸都用液壓泵的全流量是無法滿足設(shè)計要求的。各缸可選擇進(jìn)油路或回油路節(jié)流調(diào)速，選用節(jié)流閥調(diào)速。系統(tǒng)較為簡單，所需元件較少，經(jīng)濟(jì)性好，考慮到系統(tǒng)功率較小，其溢流損失也較小[15]。 系統(tǒng)安全可靠性 手臂升降缸在系統(tǒng)失壓的情況下會自由下落或超速下行，所以在回路中設(shè)置平衡回路。在液壓回路中采用兩位兩通閥，通過YA14來控制。其液壓原理圖6所示: 圖6 手部液壓圖 Fig6 Hydraulic diagram of hand 臂部臂部采用直線缸來實(shí)現(xiàn)平動，通過一個三位四通電磁閥來實(shí)現(xiàn)手臂的左右運(yùn)動，同時在回油路上用一個節(jié)流閥來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。機(jī)身的升降和回轉(zhuǎn)均采用三位四通電磁閥來分別實(shí)現(xiàn)。在升降回路上設(shè)置液壓鎖，提高可靠性和安全性。其液壓原理如圖11所示： 圖11 供油液壓圖 Fig 11 Hydraulic diagram of fuel system 系統(tǒng)液壓原理圖 將上述各部分的液壓圖結(jié)合起來便構(gòu)成了系統(tǒng)液壓原理總圖，如圖12所示： 圖12 系統(tǒng)液壓圖 Fig 12 Hydraulic diagram of System 7 結(jié)論 此次設(shè)計的液壓機(jī)械手能很好的完成工件的搬運(yùn)和裝卸工作，通過機(jī)身的收縮實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動，通過臂架的收縮實(shí)現(xiàn)左右運(yùn)動，同時還有兩個回轉(zhuǎn)油缸來實(shí)現(xiàn)各個方位的工件的抓取?！⒖嘉墨I(xiàn) [1] [M].:18～20[2] [M].:65～67 [3] [M].北京理工大學(xué)出版社,2005:18～20 [4] [M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004:32～42[5] 《工業(yè)機(jī)械手》[M].:112～113[6] [J].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，：2627 [7] [M].中國勞動出版社，2003:134～145 [8] [M].南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，:208279 [9] 濮良貴、[M].高等教育出版社，2006：103～113 [10] 孫開元,[M].:98～122[11] [M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006：68～75 [12] 吳宗澤、[M].：55～57 [13] 張淑娟、[M].高中國農(nóng)業(yè)出版社,2007:370～372 [14] [M].北京：清華大學(xué)出版社，2001:233～234[15] 李恒權(quán)、朱明臣、[M].青島海洋出版社,2002:38～41 致 謝本論文是在陳文凱老師的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成的。它檢驗(yàn)了我大學(xué)四年對各學(xué)科知識掌握程度，通過老師們和同學(xué)們的幫助今天我的設(shè)計終于做完了。面對問題仔細(xì)揣摩，查閱各方文件資料，也得到老師和同學(xué)的幫助。同時也要感謝和我一起進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)，是你們的鼓勵和支持，使設(shè)計中的困難得以解
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