搬運作用機械手的應用結構設計,搬運作用機械手的應用結構設計,搬運,作用,機械手,應用,利用,運用,結構設計 搬運作用機械手的應用結構設計專業(yè)：機械設計制造及其自動化專業(yè)：機械設計制造及其自動化答辯人：李洋答辯人：李洋指導老師：王楠指導老師：王楠目 錄CONTENTSPART 01研究背景PART 02機械手的主要組成部分PART 03液壓系統(tǒng)傳動方案的確定PART 04計算和選擇液壓元件PART 05液壓系統(tǒng)原理圖結論01PART ONE研究背景搬運機械手的發(fā)展機械手的研究意義機械手能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置，可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。機械手的組成機械手主要由手部和運動機構組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等02PART TWO機械手的主要組成部分2 2.1 1三維圖片本次設計包括：手部機構，擺動缸，回轉缸，大臂的結構設計，支小臂液壓缸設計，底座設計2 2.2 2手部結構設計2 2.3 3擺動缸的選定手腕的旋轉部分由擺動缸來實現(xiàn)。由于手抓部位的活塞缸 d=63mm，D=76mm，所以選擇標準擺動缸的軸徑45mm，外徑為120mm。2 2.4 4回轉缸的設計選用標準液壓缸內徑D=200鋼筒的材料一般要求有足夠的強度和沖擊韌性，初選45號鋼取液壓缸標準行程60mm鋼筒底部厚度選擇40mm2 2.5 5大臂的結構設計材料為Q235B的空心方鋼長度 L=1000mm，外邊長 a=100mm,內邊長 b=80mm初步擬定大臂俯仰角度為3090，小臂的運動的范圍-30602 2.6 6支小臂液壓缸的確定支小臂液壓缸的擺動角度確定：初步擬定大臂俯仰角度為6090，小臂俯仰角度的范圍為0452 2.7 7支小臂液壓缸的參數(shù)確定內徑的確定：可選用標準液壓缸內徑D=125mm。外徑及壁厚的確定：選擇標準液壓缸外徑A型146mm活塞桿的確定:取標準值d=63mm活塞的最大行程:根據(jù)余弦定理可得，最大行程為350mm2 2.8 8底座的設計底座材料及尺寸的選定：初步擬定底座上底板和臂座以及連接板均采用，底板邊長為，高為的方鑄鐵，臂座采用邊長為，高為的方鑄鐵，連接板邊長為，高為 的圓鑄鐵，立柱為直徑，高為的圓鑄鐵，回轉缸固定在連接板和底板中間，采用螺栓連接。估算底座重量約為650N底板螺栓的確定:受扭轉力矩以及翻轉力矩的螺栓組連接，初步擬定底板用8個螺栓，螺栓距翻轉軸距離240mm03液壓系統(tǒng)傳動方案的確定系統(tǒng)傳動方案的確定 液壓機械手一般采用單泵或雙泵供油，手臂伸縮，手臂仰俯和手臂旋轉等機構采用并聯(lián)供油，這樣可有效降低系統(tǒng)的供油壓力，此時為了保證多缸運動的系統(tǒng)互不干擾，實現(xiàn)同步或非同步運動，換向閥需采用中位“0”型換向閥。整個液壓系統(tǒng)只用單泵或雙泵工作，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工作是無法滿足設計要求的。盡管有的液壓缸是單一速度工作，但也需要進行節(jié)流調速，用以保證液壓缸運行的平穩(wěn)運行。各缸可選擇進油或回油節(jié)流調速。機械手的手臂俯仰采用兩個單向節(jié)流調速閥來實現(xiàn)，則進油達到最大允許速度來調節(jié)，當無桿腔進油時，其速度就少于最大允許速度，但仍然符合設計需求。04計算和選擇液壓元件4 4.1 1計算和選擇液壓元件1.閥的種類和功用壓力控制閥：作用主要是控制系統(tǒng)中油液的壓力，用來實現(xiàn)機械手執(zhí)行所需要的輸出力。流量控制閥：作用主要是控制液壓系統(tǒng)中油液流量的大小，用來實現(xiàn)機械手執(zhí)行機構所要求的運動速度，如節(jié)流閥、調速閥。方向控制閥：作用主要是控制液壓系統(tǒng)中油液流動的方向，用來實現(xiàn)機械手執(zhí)行機構所要求的運動方向。如電磁換向閥等，電磁換向閥是利用其電磁鐵線圈通電后通過電磁鐵帶動閥芯完成換向工作的。4 4.2 2擬定液壓系統(tǒng)換向回路：所有換向閥選用 0 型三位四通換向閥。選人控閥便于人工控制，選中位為 0 型定位準確。調速方案：本系統(tǒng)功率較小，故選簡單的進油路節(jié)流閥調速，同樣理由選用單泵供油，力求獲得較好的經濟性。系統(tǒng)的安全性：為防止俯仰缸因自重自由下滑在仰起一定角度后自由下滑，都采用液控單向閥來平衡。為保證夾緊缸工作的可靠性選用液控單向閥保壓和鎖緊。合成并完善液壓系統(tǒng)：壓力繼電器在夾緊工件后發(fā)出訊號，讓微機控制其它缸開始運動。二位二通電磁換向閥用于系統(tǒng)卸荷。05液壓系統(tǒng)原理圖5 5.1 1液壓系統(tǒng)圖機械手液壓系統(tǒng)由一組多路換向閥來控制四個回路以實現(xiàn)各種工作性能。該閥屬于并聯(lián)式多路換向閥，其特點是壓力油同時向多路換向閥控制的機構供油，各工作機構的壓力既是液壓泵的出口壓力。液壓系統(tǒng)圖5 5.2 2液壓系統(tǒng)原理 選用的多路換向閥全為彈簧復位機能，有利于微小動作，此組多路換向閥的額定壓力選為。因為壓力的選擇要根據(jù)負載的大小和設備類型而定，還要考慮到執(zhí)行元件的裝配空間，經濟條件及元件供應情況等限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行遠見的尺寸；反之，壓力選得太高，對泵、缸、閥等元件的材質、密封、制造精度要求也很高，必然要提高設備的成本沒，所以綜合考慮，我選擇。為了保證機械手在工作情況下位置不動，分別在大臂、小臂、抓緊缸三個回路上加入液壓鎖，形成用液壓單向閥雙向鎖緊回路和兩個液控單向閥實現(xiàn)對液壓缸的雙向鎖緊。當二回路的換向閥處于中位時（閥為 0 型機能），每個液控單向閥均關閉，活塞被鎖住不動，活塞桿可運動在任意位置被鎖緊0 06 6研究結論 通過查閱資料分別為機械手爪、液壓缸、回轉缸、大臂、底座這五部分，確定各個關節(jié)的方案與結構形式、尺寸、材料。通過查閱資料分別為機械手爪、腕部、大臂、小臂、底座這五部分，確定各個關節(jié)的方案與結構形式、尺寸、材料。本次設計使我加深了對液壓系統(tǒng)的進一步認識，也對液壓傳動技術的發(fā)展有了一定的了解，對機械手又有一定的了解，同時也認識到了液壓技術在工業(yè)生產中所起到的重要作用添加小標題THANKS