（大学本科毕业论文机械工程设计与自动化专业）液压机械手(含CAD图纸).docx

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1、题目：工业机械手设计（液压驱动设计）姓各学院：工学院专山机械段it制造及其自动化If1级：机自12府学号：3041207指点教师：T兰英职称:讲师2005年6月8日南京农业大学教务处制目录摘要1关键词1Abstract1Keywords1引言21机械手设计要求分析31.1设计目的和要求31 .2机械手简介与分析32 .液压系统设计32. 1确定工作循环周期42.2 工况分析42.3 拟订液压系统工作原理图42.4 选择标准的液压元件52.5 液压缸尺寸的确定及安全强度的校核53.集成块设计73. 1设计分析73.2 设计计算83.3 设计步骤103 .4液压集成块加工工艺124 .液压集成块C

2、AD技术13致谢参考文献16工业机械手液压系统设计机械设计制造及其自动化专业李刚指点老师丁兰英摘要：本文次要引见了上下料用机械手的设计过程，它包括了对于整个系统的工作要求和状况的分析，经过系统的工作过程确定整个液压系统的结构设计。分析整个循环过程，确定系统工作原理图，根据系统参数要求选择标准的液压元件，完成液压系统的拆卸图。液压集成块作为如今液压系统的次要部件，当前液压集成块运用开发遭到了国内外液压界的广泛注重，液压集成块的CAD的研讨与开发已为液压工程设计提供了有力的支持，在对机械手液压系统集成块设计过程中，可以与实践的加工工艺相结合。并且对如今的液压集成块的CAD技术有很好的看法。关键词：

3、工业机械手，驱动，集成块，原理DesignofTheIndustryManipu1atorMechanica1design&manufacture&automation1iGangTutorDing1anyingAbstract：Thistextintroduceupperand1owermateria1spenddesignprocessofmanipu1ator,itinc1udetowho1ejobrequirementsandana1ysisofsituationofsystemmain1y,confirmthewho1estructura1designsystematicinhydr

4、au1icpressurethroughtheworkingcourseofthesystem.Ana1ysewho1ecyc1ica1process,confirmsystematicoperationprincip1epicture,requirethehydrau1icpressurecomponentofthestandardforse1ectionaccordingtosystematicparameter,finishtheinsta11ationdiagramsystematicinhydrau1icpressure.Hydrau1icpressureintegratepiece

5、asnowmainpart,hydrau1icpressureofsystem,hydrau1icpressureatpresentintegratepiecesofapp1icationanddeve1opmentreceivedomesticandinternationa1hydrau1icpressureextensiveattentionofcirc1e,hydrau1icpressureintegrateresearchanddeve1opmentofCADofpiecea1readyoffereffectivesupportforengineeringdesignofthehydr

6、au1icpressure,whi1edesignthesystemintegrationoneofhydrau1icpressureofthemanipu1ator,cancombinewithrea1processingtechno1ogy.AndCADintegratingonetothepresenthydrau1icpressurehasverygoodunderstanding.Keyword:Industrymanipu1ator,Drive,Hydrau1icmanifo1db1ock,E1ements引言工业机器人普通指用于机械制造业中代替人完成具有大批量、高质量要求的工作，

7、如汽车制造、摩托车制造、舰船制造、某些家电产品（电视机、电冰箱、洗衣机）、化工等行业自动化消费线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子拆卸及物流系统的搬运、包装、码垛等作业的机器人。工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感安装构成，是一种仿人操作、自动控制、可反复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化消费设备。特别合适于多种类、变批量的柔性消费。它对波动、进步产质量量，进步消费效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着非常重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而构成的高新技术，是当代研讨非常活跃，运用日益广泛的范

8、畴。机器人运用状况，是一个国家工业自动化程度的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的专长和机器专长的一种拟人的电子机械安装，既有人对环境形态的快速反应和分析判别才能，又无机器可长工夫持续工作、精确度高、抗恶劣环境的才能，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消费和服务性设备，也是先进制造技术范畴不可短少的自动化设备。第一章机械手设计要求分析1.1 设计目的和要求上下料用机械手能在不同高度与不连续的工作台之间完成机械零件的反复取放，代替人工劳动，减轻了人工劳动强度，进步了自动化程度和劳动消费率，保证了产品和工人的质量与安全。1.2 .机械手简

9、介与分析1 .上下料用机械手采用圆柱坐标的结构方式，次要的组成部分有：升降机构，回转机构，手臂伸缩结构等，在这三中机构中采用液压驱动传动方式，能保证机械手的全体结构的紧凑性，运动颠簸以及可以方便的完成无级调速。2 .如图所示，机械手在工作过程中需三种运动，其中手臂的伸缩和立柱的升降为两种直线运动，而手臂的回转为圆周运动，所以采用圆柱坐标方式。其特点是，结构简单，手臂运动范围大，有较高的定位精确度。图1机械手运动坐标方式3 .机械手的工作范围机械手在程度方向上的伸缩范围为至两个不同高度的工作台的距离，手臂伸缩总行程为500mm,手臂回转的运动范围为90度，立柱升降的垂直方向的距离为两工作台的高度

10、差，总行程为20Omm第二章液压系统设计2.1.根据工作要求确定一个工作循环周期的运动过程1 .手臂位于初始地位（1）2 .手臂伸长至工作台（1）3 .手指抓取工件（延时20s,确保工件被抓住）4 .手臂缩回5 .立柱降低至所需高度，至工作台（2）6 .手臂回转角度,至地位（2）7 .手臂伸长并释放工件（延时20s,确保工件被成功释放）8 .手臂缩回9 .手臂回转角度一a,至地位（1）10 .立柱下降高度至工作台（1）图2上下料机械手运动地位表示图图3上下料机械手工作行程范围表示图工作行程范围：角度0-240度；手作工作范围200mm；高度工作范围20OnIm2.2 据工作循环过程确定系统工况

11、分析图，确保工作运动中的动作连续性图4机械手运动循环工况分析图2.3 拟订液压系统的工作原理图2.3.1. 根据整个系统的工作完成步骤，选择合适的液压缸。伸缩运动和升降运动选择单杆活塞液压缸，回转运动选择摆动液压缸，保证整个系统可以达到波动的运动效果。2.3.2. 液压回路的选择确定液压执行元件当前，根据设备的共组特点和工作要求确定对次要功能起决定性影响的次要回路，机械手液压系统次要有针对伸缩运动，升降运动和回转运动的三个次要运动回路。2.3.3. 对以上的液压元件和液压回路进行综合液压回路的综合就是把选择的液压回路放在一同，进行归并整理，添加必要的液压元件和辅助回路，确定残缺的液压传动系统。

12、同时留意：a.尽量简化系统机构，减少不必要的液压元件运用；b.保证整个液压系统运动动作的可靠，安全，没有元件与机构之间的互相关涉成绩的存在；c.尽可能的去进步系统的工作效率，减少不必要的功耗的浪费；d.尽可能采用标准通用的液压元件。综合以上的动作，原理以及元件，绘制液压系统原理图。下图为本机械手液压系统的工作原理图：图5上下料机械手液压系统的工作原理图（注：上图中的si,s2,s3,s4,s5,s6,s7为行程控制开关）2.4 根据整个系统的液压元件需求选择标准的液压元件机械手液压系统的次要液压元件选择包括：油箱，滤油器，油泵，溢流阀，减压阀,单向阀，电磁换向阀，单向节流阀，以及相应的电器开关

13、等次要液压元件规格如下表：压力表KF3E3B节流阀1-IOH三位四通电磁换向阀34H1OB单向阀AJ-H1OB减压阀JF3IOB两位四通电磁换向阀24H1OB（安装方法参照液压系统工作原理图）2.5 液压缸尺寸的确定及安全强度的校核根据设计的参数要求，确定合理的液压缸尺寸2.5.1. .伸缩液压缸的设计计算由于工件绝对于整个系统较小，并且工件运动为程度运动垂直于重力方向和摩擦力方向，所以对于运动过程来说负载较小，故不进行负载分析。伸缩液压选择单杆式活塞缸工作行程为500mm由于此工业机械手属于小型的工程机械，故选初始压力P=IOMpa试取q=301minV1=100mms（活塞伸出的速度）V2

14、=130mms（活塞缩回的速度）贝!j：A=q/V1=50cm2由于故=4Omm取标准CHSGO1-01/De速比1.337=80mm=40mm2.5.2. 工作腔面积2.5.3. 活塞波动性较核活塞工作总行程S=500mm活塞杆直行=4Ommed=500400=12.510需进行波动性校核由材料力学中有关公式，根据液压缸一端支承一端链取末端数据=2活塞杆选用普通碳钢，贝h材料强度实验值f=4.9Pa,=85由于所以它的载荷2.5.4. 数为=4时所以满足波动性要求2.5.5. 而言则取缸径=8Omm杆半径二4Omm求液压缸流量:2 .摆动缸计算回转角度液压缸和工作压力则输入压力取q=301m

15、in故取b=30mm=70mm=50mm故可驱动基于手臂的回转运动3 .升降机构设计计算由于手臂伸缩机构与摆动机构等分量全载与升降机构，故算的选液压缸工作压力P=IOMPa工作负载二25OON取=IOOmm=50mm取q=301min取V=50mms则耗时约为4s第三章.集成块的设计3.1 设计分析在整个液压系统中，由于整个系统由若干个液压阀无机组合在一同的，各个液压阀之间的连接方式次要有：管式连接，板式连接，集成式连接。集成式连接又可以分为集成块式连接，叠加阀式连接，插装锥阀式连接。由于管式连接结构分散，尤其对于复杂的液压系统，占据空间很大，管路交错，接头较多，装卸维修困难，并且在接头处容易形成油液的泄露与空气的渗入，有时会产生乐音和震动。板式连接普通油管较多，而且易在两板之间构成间隙，出现漏油，串腔等成绩。而集成块式连接是集成式连接中的一种，即借助于集成块把标准式的板式连接的液压元件连接起来，它是一种代替管路把元件连接起来的六面连接体，在连接体内根据各控制油路设计出需求的油路通道，液压阀装