《工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設計答辯稿》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設計答辯稿（19頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、本科生畢業(yè)答辯 學院： 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設計 題目簡介 1 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)概述 2 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)的工作原理 3 4 目錄 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)的設計 4 1. 題目簡介 工業(yè)機械手（即機器人）一般指用于機械制造業(yè)中代替人完成具有大批量、高質量要求的工作，如汽車制造、摩托車制造、艦船制造、某些家電產品（電視機、電冰箱、洗衣機）、化工等行業(yè)自動化生產線中的點焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運、包裝、碼垛等作業(yè)的機械裝置。 機械手并不是在簡單意義上代替人工的勞動 ， 而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置 ， 既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應和分析判斷能力 ， 又有機器

2、可長時間持續(xù)工作 、 精確度高 、 抗惡劣環(huán)境的能力 ， 從某種意義上說它也是機器的進化過程產物 ， 它是工業(yè)以及非產業(yè)界的重要生產和服務性設備 ， 也是先進制造技術領域不可缺少的自動化設備 。 而高精度工業(yè)機械手大多采用液壓傳動的方式 ，例如 多自由度機械手 就裝有伸縮、回轉、升降多個液壓系統(tǒng)， 在計算機控制下 才 能夠實現(xiàn)精準定位操作 。液壓傳動 裝置 具有質量 輕 、體積小、運動慣性 小 、反應速度快等優(yōu)點， 所以 適用于高精度機械手，并且操作簡單方便，可 在較大范圍內可以實現(xiàn)無極調速 ， 從而使機器達到較高的自動化 。 2. 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)概述 手臂伸縮液壓系統(tǒng) 1 手臂垂直升降液

3、壓系統(tǒng) 2 手臂回轉齒條活塞液壓系統(tǒng) 3 4 手腕回轉液壓系統(tǒng) 4 手爪夾合液壓系統(tǒng) 5 6 6 械手液壓系統(tǒng)設計目的和要求 上下料用機械手能在不同高度與不連續(xù)的工作臺之間實現(xiàn)機械零件的重復取放，代替人工勞動，減輕了人工勞動強度，提高了自動化水平和勞動生產率，保證了產品的質量和工人的安全。 上下料用機械手采用圓柱坐標的結構形式，主要的組成部分有：升降機構，回轉機構，手臂伸縮結構等，在這三中機構中采用液壓驅動傳動方式，能保證機械手的整體結構的緊湊性，運動平穩(wěn)以及可以方便的實現(xiàn)無級調速。 運動分析 如圖所示 ， 機械手在工作過程中需三種運動 ，其中手臂的伸縮和立柱的升降為兩種直線運動 ，而手臂的回

4、轉為圓周運動 ， 所以采用圓柱坐標形式 。 其特點是 ， 結構簡單 ， 手臂運動范圍大 ，有較高的定位準確度 。 關鍵問題： 機械手的三個運動方式構成了三個自由度，是機械手精確定位的關鍵 械手各液壓系統(tǒng)的工作范圍 機械手的手臂伸縮液壓系統(tǒng)在水平方向上的伸縮范圍為至兩個不同高度的工作臺的距離 ， 手臂伸縮總行程為 500手臂回轉的運動范圍 90度 ，立柱升降的垂直方向的距離為兩工作臺的高度差 ，總行程為 200 是手臂垂直升降液壓系統(tǒng)的工作范圍 ， 還有手腕翻轉的運動范圍 180度 。 此外手爪夾合液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)為打開 ， 閉合兩種 ，在待料處手爪打開 ， 然后閉合夾住材料；在送料出手爪打開

5、下料 ， 然后閉合 。 所有液壓系統(tǒng)復位重新待料 。 3. 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)的工作原理 根據(jù)具體 工作 情況 ， 電動執(zhí)行機構至少應有手臂的升降 、 伸縮 、 回轉以及手腕回轉四個不同的自由度 。 手臂升降液壓缸 、 手臂伸縮液壓缸 、 手臂回轉液壓缸 、 手腕回轉液壓缸 、 手爪夾合液壓缸和回轉定位液壓缸各個部分相互協(xié)作 ， 共同執(zhí)行液壓的傳動 。 液壓缸驅動和電氣控制共同完成一系列動作并以此循環(huán)往復： 定位銷定位 手臂延伸 手爪打開 手爪夾合 （ 材料） 手臂回升 手臂回縮 手腕翻轉 180 撤定位銷 手臂側轉 90 再次固定定位銷 手爪打開 下料 手爪閉合 手臂回縮 手臂降至最低點 手

6、腕復位 撤定位銷 手臂復位 重新待料 。 5 壓原理簡圖 主油箱液壓泵單向閥過濾器壓力表A 壓力表開關電磁換向閥 溢流閥手臂伸縮液壓缸A 雙向調速閥手臂升降液壓缸A 手臂回轉（齒條液壓缸）A 手腕回轉（擺動式液壓缸）A 手爪夾合（齒條液壓缸）氣控制系原理圖 4. 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)的設計 1） 至位置 （ 2） ， 至位置 （ 1） 1） 液壓回路包括液壓泵、單向閥、散熱器、輸油管路、電磁閥、調壓閥、限流閥、油缸以及控制電路。確定液壓執(zhí)行元件以后，根據(jù)設備的共組特點和工作要求確定對主要性能起決定性影響的回路，機械手液壓系統(tǒng)主要針對伸縮運動，升降運動和回轉運動的三個主要運動來選擇回路， 選擇如下

7、： （ 1）方向控制回路：它在液壓系統(tǒng)中的作用是控制執(zhí)行元件的啟動、停止或改變運動方向。 （ 2）壓力控制回路： 它的作用是利用壓力控制閥來實現(xiàn)系統(tǒng)的壓力控制，用來實現(xiàn)穩(wěn)壓、減壓、增壓和多級調壓等控制，以滿足執(zhí)行元件在力或轉矩及各種動作對系統(tǒng)壓力的要求。 （ 3）速度控制回路： 它是液壓系統(tǒng)的重要組成部分，用來控制執(zhí)行元件的運動速度。 （ 4） 壓力源電路：被稱為一個電源的壓力源的電路，功能是增加壓力，流速，以滿足液壓制動器的需求。 壓回路的選擇 壓泵流量計算及馬達功率確定 液壓泵流量計算（此處以前泵為例后泵同理） 前泵的流量： 式中： V 泵的排量（ mL/r ） n 泵的額定轉速（ r/

8、馬達功率確定 式中： N 油泵所需要的電動機功率； P 油泵的最大工作壓力（ ）； 油泵最大流量（ ）； 油泵總效率，普通葉片泵 =輪泵 = = 馬達功率 ： 前m 0 033m a x 前m 033m q 前/m a a x 前3泵 泵泵關鍵問題： 液壓泵的流量決定了液壓系統(tǒng)的工作 壓力，對其性能和維護至關重要，馬達功率則是系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行的關鍵。 根據(jù)系統(tǒng)選擇標準液壓元件 機械手液壓系統(tǒng)的主要液壓元件選擇包括：油箱 ， 液壓泵 ， 濾油器 ，油泵 ， 溢流閥 ， 減壓閥 ，單向閥 ， 電磁換向閥 ，單向節(jié)流閥 ， 以及相應的電器開關等 ， 主要液壓元件規(guī)格 如左表 。 存在的問題 工業(yè)機械

9、手通常為多自由度機械手，采用液壓驅動的傳動方式，但是有多個液壓系統(tǒng)相互協(xié)調驅動，在實際裝配時比較困難，而且對液壓元件的精度要求極高，此次為理論設計，對液壓元件的精度計算不夠準確，需根據(jù)實際情況替換不同規(guī)格種類的元件。 液壓系統(tǒng)的電氣控制圖不夠簡化，線路較為復雜，增加了實際過程中安裝線路的難度，對液壓系統(tǒng)的維護和檢修不便。 總結 雖然我設計的只僅僅簡單工業(yè)機械手的液壓系統(tǒng)，但需要了解機械手伸縮、升降、回轉、夾持等功能，這些都是機械手的液壓傳動和液壓控制部分，并且分別要對這些機構進行分析，設計和理論計算，以及對其所需的附件選擇。通過這次的畢業(yè)設計讓我之前所學的機械設計理論與實際的相結合，鞏固和深化了所學過的專業(yè)理論知識 ， 讓我對液壓技術有了更深的了解。 致謝