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1、机械创新设计(DOC)目录第一章抓取机构设计11.1手部设计计算11.2腕部设计计算41.3臂伸缩机构设计5第二章液压系统原理设计及草图82.1手部抓取缸82.2腕部摇动液压回路92.3小臂伸缩缸液压回路102.4总系统统图11第三章机械手的控制13第四章机械手的构成144.1机械手构成14/第一章抓取机构设计1.1手部设计计算1、有适合的夹紧力手部在工作时，应拥有适合的夹紧力，以保证夹持稳固靠谱，变形小，且不破坏工件的已加工表面。关于刚性很差的工件夹紧力大小应当设计得能够调理，关于粗笨的工件应试虑采纳自锁安全装置。2、有足够的开闭范围夹持类手部的手指都有张开和闭合装置。工作时，一个手指开闭地
2、点以最大变化量称为开闭范围。关于展转型手部手指开闭范围，可用开闭角和手指夹紧端长度表示。手指开闭范围的要求与很多要素有关，如工件的形状和尺寸，手指的形状和尺寸，一般来说，如工作环境允许，开闭范围大一些较好，如图1.1所示。图1.1机械手开闭示例简图3、力争构造简单，重量轻，体积小手部处于腕部的最前端，工作时运动状态多变，其构造，重量和体积直接影响整个机械手的构造，抓重，定位精度，运动速度等性能。所以，在设计手部时，一定力争构造简单，重量轻，体积小。14、手指应有必定的强度和刚度5、其余要求所以送料，夹紧机械手，依据工件的形状，采纳最常用的外卡式两指钳爪，夹紧方式用常闭史弹簧夹紧，松开时，用单作
3、用式液压缸。此种构造较为简单，制造方便。拉紧装置原理如图1.2所示【】4：油缸右腔停止进油时，弹簧力夹紧工件，油缸右腔进油时松动工件。图1.2油缸表示图1、右腔推力为FP=（4）D2P（1.1）=（4）0.5225103=4908.7N2、依据钳爪夹持的方向，查出当量夹紧力计算公式为：F1=（2ba）（cos）2N（1.2）此中N=498N=392N，带入公式2.2得：F1=（2ba）（cos）2N=(2150/50)（cos30o）2392=1764N则实质加紧力为F1实质=PK1K2/（1.3）=17641.51.1/0.85=3424N经圆整F1=3500N23、计算手部活塞杆行程长L,
4、即L=（D/2）tg（1.4）=25tg30o=23.1mm经圆整取l=25mm4、确立“V”型钳爪的L、。取L/Rcp=3（1.5）式中：Rcp=P/4=200/4=50（1.6）由公式（2.5）（2.6）得：L=3Rcp=150取“V”型钳口的夹角2=120o，则偏转角按最正确偏转角来确立，查表得： =22o395、机械运动范围（速度）【1】（1）伸缩运动Vmax=500mm/sVmin=50mm/s（2）上涨运动Vmax=500mm/sVmin=40mm/s（ 3）降落Vmax=800mm/sVmin=80mm/s（ 4）展转Wmax=90o/sWmin=30o/s所以取手部驱动活塞速度
5、V=60mm/s6、手部右腔流量Q=sv（1.7）=60r2=603.14252=1177.5mm3/s7、手部工作压强P=F1/S（1.8）=3500/1962.5=1.78Mpa31.2腕部设计计算腕部是联络手部和臂部的零件，腕部运动主要用来改变被夹物体的方向，它动作灵巧，转动惯性小。本课题腕部拥有展转这一个自由度，可采纳拥有一个活动度的展转缸驱动的腕部构造。要求：展转90o角速度W=45o/s以最大负荷计算：当工件处于水平地点时，摇动缸的工件扭矩最大，采纳估量法，工件重10kg，长度l=650mm。如图1.3所示。1、计算扭矩M14设重力集中于离手指中心200mm处，即扭矩M1为：M1=
6、FS（1.9）=109.80.2=19.6（NM）F工SF图1.3腕部受力简图2、油缸（伸缩）及其配件的估量扭矩M24F=5kgS=10cm带入公式2.9得M2=FS=59.80.1=4.9（NM）3、摇动缸的摩擦力矩M摩4F 摩=300（N）（估量值）S=20mm（估量值）M摩=F摩S=6（NM）44、摇动缸的总摩擦力矩M4M=M1+M2+M摩（1.10）=30.5（NM）5. 由公式T=Pb（A12-mm2）106/8（1.11）此中：b叶片密度，这里取b=3cm； A1摇动缸内径,这里取A1=10cm； mm转轴直径,这里取mm=3cm。所以代入（1.11）公式P=8T/b（A12-mm
7、2）1066=830.5/0.03（0.12-0.032）10又因为W=8Q/（A12-mm2）b所以Q=W（A12-mm2）b/8=（/4）（0.12-0.032）0.03/8=0.2710-4m3/s=27ml/s1.3臂伸缩机构设计手臂是机械手的主要履行零件。它的作用是支撑腕部和手部，并带动它们在空间运动。臂部运动的目的，一般是把手部送到空间运动范围内的随意点上，从臂部的受力状况看，它在工作中即直接蒙受着腕部、手部和工件的动、静载荷，并且自身运动又许多，故受力较复杂。机械手的精度最后集中在反应在手部的地点精度上。所以在选择适合的导向装置和定位方式就显得特别重要了。手臂的伸缩速度为200m
8、/s行程L=500mm5【4】1、手臂右腔流量，公式（1.7）得：Q=sv=200402=1004800mm3/s=0.1/102m3/s=1000ml/s42、手臂右腔工作压力，公式（1.8）得：P=F/S（1.12）式中：F取工件重和手臂活动零件总重，估量F=10+20=30kg，F摩=1000N。所以代入公式（1.12）得：P=（F+F摩）/S=（309.8+1000）/402=0.26Mpa3、绘制机构工作参数表如图1.4所示：4、由初步计算选液压泵所需液压最高压力图1.4机构工作参数表 4P=1.78Mpa所需液压最大流量Q=1000ml/s选用CB-D型液压泵（齿轮泵）此泵工作压力
9、为10Mpa，转速为1800r/min，工作流量Q在3270ml/r之间，能够知足需要。65、验算腕部摇动缸：T=PD（A12-mm2）m106/8（1.13）W=8v/（A12-mm2）b（1.14）式中：m机械效率取：0.850.9v容积效率取：0.70.95所以代入公式（1.13）得：T=0.890.03（0.12-0.032）0.85106/8=25.8（NM）TM=30.5（NM）代入公式（1.14）得：W=（82710-6）0.85/（0.12-0.032）0.03=0.673rad/sW/40.785rad/s所以，取腕部展转油缸工作压力P=1Mpa流量Q=35ml/s圆整其余缸的数值：手部抓取缸工作压力P=2Mpa流量Q=120ml/s小臂伸缩缸工作压力P=0.25Mpa流量Q=100
