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1、伸缩臂式上下料机械手液压系统设计目 录中文摘要与关键词I英文摘要与关键词错误!未定义书签。第一章 绪论11.1 课题目的11.2 课题意义11.3 国内外相关研究动态21.4 本文的主要研究内容4第二章 上下料机械手的总体设计方案62.1 机械手的组成62.2 机械手的设计62.2.1 机械手的机构原理62.2.2设计要求72.2.3 总体方案的拟定72.2.4 机械手的主要设计参数82.3 本章小结9第三章 机械手液压系统设计103.1 工况分析103.1.1 手臂伸缩缸工况分析103.1.2 手臂俯仰缸工况分析123.1.3手臂升降缸工况分析143.1.4夹紧缸工况分析163.1.5 机械
2、手腕部俯仰缸工况分析193.2 初选系统工作压力213.3 液压缸的设计223.3.1 手腕液压缸尺寸的设计223.3.2手腕俯仰缸的设计253.3.3 手臂伸缩缸的设计263.3.4 手臂俯仰缸的设计263.3.5 手臂升降缸的设计263.4 机身摆动液压马达的选择263.5本章小结27第四章 油泵与液压控制阀的选择284.1 基本回路的选择284.2 液压元件的选择284.2.1 液压泵的选择284.2.2 液压阀及过滤器的选择294.3 液压系统原理图的拟定314.4液压系统电磁铁动作顺序334.5本章小结34第五章 液压其它元件的选择355.1 液压辅助元件的选择原则355.2 油管的
3、选择355.3 电动机的选择365.4 油箱的选择375.4.1容积的确定375.4.2 外形尺寸的确定385.4.3 油箱的结构设计385.5 本章小结40结 论41参考文献42致 谢44中文摘要与关键词摘 要：随着现代科学技术的发展，机器人技术越来越受到广泛关注，在工业生产日益现代化的今天，机器人的使用变得越来越普及。本课题是为普通车床配套而设计的上下料机械手。工业机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。本课题是一个机械、液压紧密的实用性项目，文中首先针对
4、机械手的工作要求以及五自由度要求确定了一个总体设计方案然后系统的对其工况，所选用的液压缸进行了设计与分析，对相应的油箱，阀等进行了选择，画出了系统原理图跟电磁铁的动作顺序表。同时还应用AutoCAD 技术画出机械手的相应的液压部件。最后，总结了全文，指出了机械手的改进措施、应用前景和发展方向。关键词：机械手，液压系统，自由度I 伸缩臂式上下料机械手液压系统设计英文摘要与关键词 Abstract：With the development of modern science and technology, robot technology has become more and more atte
5、ntion, in todays increasingly modernized industrial production, the use of robots become more and more popular. This topic is designed for ordinary lathe and manipulator. Industrial manipulator is the inevitable outcome of the industrial production, it is a part of imitating human upper extremity fu
6、nction, according to the reservation request artifacts or hold the tools to manipulate automation technology and equipment, to achieve industrial production automation, plays an important role in promoting the further development of industrial production. This topic is a mechanical and hydraulic clo
7、sely the practical project, this paper firstly for the manipulator work demands as well as the degree of freedom to determine an overall design scheme and system of its working conditions, the selection of hydraulic cylinder design and analyzed, the corresponding fuel tanks, valves, etc on the choic
8、e, draw the system principle diagram and the electromagnet action sequence table and application technology of AutoCAD draw the corresponding hydraulic components of the manipulator. Finally, summarized the full text, points out the improvement measures, the application prospect and development dire
9、ction of the manipulator.Keywords: manipulator，hydraulic system，freedomII 伸缩臂式上下料机械手液压系统设计第一章 绪论1.1 课题目的为了全面复习以及综合运用大学四年所学的理论、基础及专业知识，加强对液压传动应用的认识，为毕业后从事工程技术和科研工作奠定基础。同时机械手是一种能模仿人手部分动作，按照预定的程序，轨迹及其他要求，实现抓取，搬运工作或操作工具的自动化机械装置，它是工业机械人的一个重要分支。随着工业自动化程度的提高，工业现场的很多易燃、易爆等高危及重体力劳动场合机器人所代替。机械手可以减省工人、提高效率、降低成
10、本、提高产品品质、安全性好、提升工厂形象。对于多自由度机械手的优点是:动作灵活、运动惯性小、通用性强、能抓取靠近机座的工件，并能绕过机体和工作机械之间的障碍物进行工作.随着生产的需要，对多自由度手臂的灵活性，定位精度及作业空间等提出越来越高的要求。多自由度手臂也突破了传统的概念，其自由度数量可以从一个到多个，其外形也不局限于像人的手臂，而根据不同的场合有所变化，1.2 课题意义 机器人应用情况是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度
11、高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广
12、泛的引用.机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。这种全自动机械手工作效率更高，大大节省了劳动力，随着时代的进步这种全自动物料搬运机械手将是未来发展的主要方向。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。1.3 国内外相关研究动态国内：我国的工业机械手是从80年代“七五”科技攻关开始起步,在国家的支持下,通过“七五”、“八五”科技攻关,目前已经基本掌握了机械手操作机的设计制造技术,控制系统硬件和软件设计技术,运动学和轨
13、迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆，孤焊，点焊，装配，搬运等机器人，其中有130多台喷漆机器人如图1-1所示：图1-1喷漆机器人 图1-2孤焊机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用同时我国的孤焊机器人如上图1-2所示，这种机器人已经应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的看来，我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定距离。如：可靠性低于国外产品，机械手应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距。影响我国机械手发展的关键平台因素就是其软件，硬件和机械结构。国内外使用的多是定位控制的机械手，没有“视觉”和“触觉”反馈。为使机械手有“
14、眼睛”去处理方位变化的工件和分辨形状不同的零部件，它由视觉传感器输入三个视图方向的视觉信息，通过计算机进行图形分辨，判别是否是所要抓取的工件。为防止握力过大引起物件损坏或握力过小引起物件滑落下来，一般采用两种方法：一是检测把握物体手臂的变形，以决定适当的握力；另一种是直接检测指部与物件的滑动位移，来修正握力。其应用方面有：热加工方面。热加工是高温、危险的体力劳动，采用机械手操作可以实现高效率和安全工作，如对少量、低速以及人力不能胜任的作业的实现。在锻造、铸造、熔炼等工业，机械手的应用能进一步发挥设备的生产能力，安装了机械手的操作机可实现生产过程自动化，取代了人工喂料等操作，大大提高了生产效率以
15、及产品质量。冷加工方面。冷加工方面的机械手主要用于一些配件及零件加工时上下料以及刀具安装的过程，将其应用于一些数控机床和加工生产线以及自动线上，成为了设备、机床上下工序联接的重要手段。同时，也在加工生产自动线上采用臂式机械手作为联接工序、运送工件的重要设备。在装、拆、修方面。众所周知，拆修装是铁路工业系统体力劳动较重的部门，采用机械手可以拆装三通阀、分解制动缸、组装轮对、清除石棉等，大大减低了劳动强度。在采用机械手进行装配方面也是应用的一大热点，与传感装置、计算机的配合能对零件方位进行确定，能达到镶装的目的。国外：在国外的机械制造业中，工业机械手应用较多。发展较快，一般的工业机械手技术相当成熟，预计在2005年到2008年间，全球工业机器人销量预计年均增长6 1，到2008年增至12 1万台。国外机器人的发展趋势是大力研制具有某些智能的机械手，使其拥有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，做出相应的变更，如位置发生稍些偏差时，即能更正，并自行检测。另外，机械手的应用和发展，大大促进了智能机器人的研制，其中重点领域是仿人机器人的研究。日本在2000年研制出了一台真正具有世界影响的仿人机器人As
