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1、 河南机电高等专科学校毕 业 设 计 说 明 书设计题目：液压上料机械手设计系 部 机电工程系 专 业 机电一体化 班 级 机电 104 学生姓名 王鹏芳 学 号 100213123 指导教师 杨富超 2013 年 01 月 4 日河南机电高等专科学校毕业设计说明书摘 要本次设计的液压传动机械手根据规定的动作顺序，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识，完成对机械手的设计。机械手的机械结构采用油缸、螺杆、导向筒等机械器件组成；在液压传动机构中，机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸，手腕回转采用回转油缸，立柱的转动采用齿条油缸，机械手的升降采用升降油缸，立柱的横移采用横向移动油缸；本设
2、计拟开发的上料机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，可抓取重量较大的工件。关键词 机械手、液压、控制回路河南机电高等专科学校毕业设计说明书Abstract The design of hydraulic drive manipulator movements under the provisions of the order ， use the basic theory, basic knowledge and related mechanical design expertise comprehensively to complete the desi
3、gn，and drawing the necessary assembly, hydraulic system map, Manipulator mechanical structure using tanks, screw ,guide tubes and other mechanical device component ；In the hydraulic drive bodies ，manipulator arm stretching using telescopic tank ，rotating column of tanks used rack ，manipulator moveme
4、nts using tank movements ，the column takes the horizontal movement of tanks ；Thecircuit use the type .When pressed for commencement ，through the control of the solenoid valve to control the switch manipulator corresponding moves cycle ，after press the row stop button , the manipulator complete a cyc
5、le of action to stop after the hole campaign.The design of the proposed development of the information on the manipulator can grasp up in space objects ，flexible and varied movements ，can replace the artificial heat and dangerous operation conducted operations，and can grasp the larger workpieces .Ke
6、ywords Manipulator 、Hydraulic、Control Loop 河南机电高等专科学校毕业设计说明书目 录摘要1 绪论.11.1 液压上料机械结构设计分析.11.1.1 臂力的确定.11.1.2 工作范围的确定.11.1.3 确定运动速度.1 1.1.4 手臂的配置形式.21.1.5 位置检测装置的选择.3 1.1.6 驱动与控制方式的选择.,.31.2 液压上料机械手的运用.31.3 液压上料机械手的特点.41.4 液压上料机械手.42 手部的结构.52.1 概述.52.2 设计时应考虑的几个问题.5 2.3 驱动力的计算.6 2.4 两支点回转式钳爪的定位误差的分析.8
7、3 腕部的结构10 3.1 概述.10 3.2 腕部的结构形式.103.3 手腕驱动力矩的计算.114 臂部的结构14 4.1 概述.144.2 手臂直线运动机构.154.2.1 手臂伸缩运动.15 4.2.2 导向装置.164.2.3 手臂的升降运动.17 4.3 手臂回转运动.18 4.4 手臂的横向移动.18 4.5 臂部运动驱动力计算.194.5.1 臂水平伸缩运动驱动力的计算.19 4.5.2 臂垂直升降运动驱动力的计算 .20 4.5.3 臂部回转运动驱动力矩的计算.215 液压系统的设计22 河南机电高等专科学校毕业设计说明书I5.1 液压系统简介.22 5.2 液压系统的组成.
8、225.3 机械手液压系统的控制回路.23 5.3.1 压力控制回路.23 5.3.2 速度控制回路.23 5.3.3 方向控制回路.245.4 上料机械手的动作顺序.24 5.5 机械手液压系统的简单计算.25 5.5.1 双作用单杆活塞油缸.255.5.2 无杆活塞油缸（亦称齿条活塞油缸）.29 5.5.3 单叶片回转油缸 .305.5.4 油泵的选择.32 5.5.5 确定油泵电动机功率 N.326 机械手的控制33总结.35致谢.36参考文献.37河南机电高等专科学校毕业设计说明书01 绪 论1.1 液压上料机械手结构设计分析1.1.1 臂力的确定目前使用的机械手的臂力范围较大，国内现
9、有的机械手的臂力最小为 0.15N，最大为8000N。本液压机械手的臂力为 N 臂 =1650（N） ，安全系数 K 一般可在 1.53，本机械手取安全系数 K=2。定位精度为1mm。1.1.2 工作范围的确定机械手的工作范围根据工艺要求和操作运动的轨迹来确定。一个操作运动的轨迹是几个动作的合成，在确定的工作范围时，可将轨迹分解成单个的动作，由单个动作的行程确定机械手的最大行程。本机械手的动作范围确定如下：手腕回转角度115手臂伸长量 150mm手臂回转角度115手臂升降行程 170mm手臂水平运动行程 100mm1.1.3 确定运动速度机械手各动作的最大行程确定之后，可根据生产需要的工作拍节
10、分配每个动作的时间，进而确定各动作的运动速度。液压上料机械手要完成整个上料过程，需完成夹紧工件、手臂升降、伸缩、回转，平移等一系列的动作，这些动作都应该在工作拍节规定的时间内完成，具体时间的分配取决于很多因素，根据各种因素反复考虑，对分配的方案进行比较，才能确定。机械手的总动作时间应小于或等于工作拍节，如果两个动作同时进行，要按时间长河南机电高等专科学校毕业设计说明书1的计算，分配各动作时间应考虑以下要求：（1） 给定的运动时间应大于液压元件的执行时间；（2） 伸缩运动的速度要大于回转运动的速度，因为回转运动的惯性一般大于伸缩运动的惯性。在满足工作拍节要求的条件下，应尽量选取较底的运动速度。机械手的运动速度与臂力、行程、驱动方式、缓冲方式、定位方式都有很大关系，应根据具体情况加以确定。（3） 在工作拍节短、动作多的情况下，常使几个动作同时进行。为此驱动系统要采取相应的措施，以保证动作的同步。液压上料机械手的各运动速度如下：手腕回转速度 V 腕回 = 40/s手臂伸缩速度 V 臂伸 = 50 mm/s手臂回转速度 V 臂回 =
