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1、焦 作 大 学 毕 业 设 计题目 液压传动机械手的结构设计 系别 机电工程学院 专业机械制造与自动化专业 班级 1001086班 姓名 刘笑笑 学号 100108643 指导教师 刘敬平 日期 2012年11月 1机电工程学院毕业设计设计任务书设计题目：液压传动机械手的结构设计设计要求：1. 总装配图以及部分结构图至少五个图（折合为两张A1图纸）2. 结构设计论文（5000字以上）设计进度要求：第一周：选择毕业设计课题第二周 第三周：查阅相关资料，了解机械手结构原理及其相关数据第四周 第五周：书写设计论文第六周：检查各项数据及论文第七周 第八周：画装配图 指导教师（签名）： 摘 要 本次设计
2、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，并绘制必要的装配图，机械手的机械结构采用油缸、螺杆、导向筒等机械器件组成，采用液压驱动。主要结构为：手部结构、腕部结构、臂部结构。本设计只是液压机械手的结构部分，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，臂部结构，腕部结构，手部结构 目 录1机械手参数确定- （1）1.1 臂力的确定- （1）1.2工作范围的确定- （1）1.3 确定运动速度- （1）1.4 手臂的配置形式- （2）1.5 位
3、置检测装置的选择- （2）1.6 驱动与控制方式的选择- （3）2 手部结构-（4） 2.1概述-（4）2.2 设计时应考虑的几个问题-（4）2.3 驱动力的计算 -（5）2.4 两支点回转式钳爪的定位误差的分析-（8）3 腕部的结构-（10）3.1 概述-（10）3.2 腕部的结构形式-（10）3.3手腕驱动力矩的计算-（11）4 臂部的结构-（14）4.1 概述-（14）4.2手臂直线运动机构-（14）4.2.1手臂伸缩运动-（15）4.2.2 导向装置-（15）4.2.3 手臂的升降运动-（16）4.3 手臂回转运动-（17）4.4 手臂的横向移动-（17）4.5 臂部运动驱动力计算-（
4、18）4.5.1 臂水平伸缩运动驱动力的计算-（18）4.5.2 臂垂直升降运动驱动力的计算-（19）4.5.3 臂部回转运动驱动力矩的计算-（19）5 致谢 -（21）6参考文献-（221.机械手参数确定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。1.2 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
5、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100mm1.3 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，要按时间长的计算，分配各动作时间
6、应考虑以下要求： 给定的运动时间应大于电气、液压元件的执行时间； 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。 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 = 40/s 手臂升降速度 V臂升 = 50 mm/s 立柱水平运动速度 V柱移 = 50 mm/s 手指夹紧油缸的运动速度 V夹 = 50 mm/s1.4 手臂的配置形式 机械手的手臂配置形式基本上反映了它的总体布局。运动要求、操作环境、工作对象的不同，手臂的配置形式也不尽相同。本机械手采用机座式。机座式结构多为工业机器人所采用，机座上可以装上独立的控制装置，便于搬运与安放，机座底部也可以安装行走机构，已扩大其活动范围，它分
