液壓機械手畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設計（論文）任務書題目類別： 畢業(yè)設計 題目性質(zhì)： 工程設計 畢業(yè)設計（論文）題目： 機械手液壓系統(tǒng)分析 學 院： 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 指導教師： 題目內(nèi)容：(1)了解機械手組成。(2)液壓機械手技術參數(shù)。(3)液壓機械手手部的設計任務要求：(1) 了解機械手作用。(2) 液壓機械手系統(tǒng)分析。(3) 系統(tǒng)的壓力損失驗算。(4) 系統(tǒng)的溫升驗算。(5) 系統(tǒng)的其它驗算。(6) 液壓缸的技術要求。(7) 液壓系統(tǒng)的動力元件、控制元件、工作介質(zhì)。指導教師簽字： 年 月 日專業(yè)負責人簽字： 年 月 日畢業(yè)設計（論文）評語表（一）指導教師對畢業(yè)設計（論文）的評語：指導教師 （簽字）年 月

2、日評閱人對畢業(yè)設計（論文）的評語：評閱人 （簽字）年 月 日畢業(yè)設計（論文）評語表（二）答辯委員會（小組）成員姓 名職稱主要分工簽 字講師組長，全面負責畢業(yè)答辯工作講師組員，負責答辯提問、記錄、成績核算等助講組員，負責答辯提問、記錄、成績核算等 講師組員，負責答辯提問、記錄、成績核算等助講組員，負責答辯提問、記錄、成績核算等答辯中提出的主要問題及回答的簡要情況：答辯委員會（小組）代表 （簽字）年 月 日答辯委員會（小組）的評語：答辯委員會（小組）代表 （簽字）年 月 日答辯委員會（小組）給定的成績：答辯委員會（小組）主任 （簽字）年 月 日畢業(yè)設計（論文）開始日期 年 月 日截止日期 年 月

3、日畢業(yè)設計（論文）答辯日期 年 月 日液壓機械手 摘要 機械手是模仿人的手部動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運和操 作的自動裝置。它特別是在高溫、高壓、多粉塵、易燃、易爆、放射性等惡劣環(huán)境中，以及 笨重、單調(diào)、頻繁的操作中代替人作業(yè)，因此獲得日益廣泛的應用。機械手一般由執(zhí)行機構、 驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及檢測裝置三大部分組成?！娟P鍵詞】機械手 液壓 目錄畢業(yè)設計（論文）任務書1第一章 引言8一、液壓機械手的組成8二、工業(yè)機械手技術參數(shù) 8（1）握取重量9（2）運動速度9（3）自由度9（4）定位精度9第二章 機械手手部設計9一、有適當?shù)膴A緊力10二、有足夠的開閉范圍10第三章

4、機械手液壓系統(tǒng)10一、系統(tǒng)的壓力損失驗算10二、系統(tǒng)的溫升驗算10三、系統(tǒng)的其他驗算10四、液壓缸的技術要求10第四章 液壓系統(tǒng)元件11致謝12參考文獻13第一章 引言隨著工業(yè)的的發(fā)展人們越來越離不開自動化，液壓機械手就是其中之一。機械手是模仿人的手部動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運和操 作的自動裝置。它特別是在高溫、高壓、多粉塵、易燃、易爆、放射性等惡劣環(huán)境中，以及 笨重、單調(diào)、頻繁的操作中代替人作業(yè)。機械手是在機械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。它是機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業(yè)任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了

5、人的智能和適應性。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機械手被廣泛的運用于自動生產(chǎn)線中，機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應用。目前國內(nèi)機械于主要用于機床加工、鑄鍛、熱處理等方面，數(shù)量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。所以，在國內(nèi)主要是逐步擴大應用范圍，重點發(fā)展鑄造、熱處理方面的機械手，以減輕勞動強度，改善作業(yè)條件，在應用專用機械手的同時，相應的發(fā)展通用機械手，有條件的還要研制示教式機械手、計算機控制機械手和組合機械手等。同時要提高速度，減少沖擊，正確定位，以便更好

6、的發(fā)揮機械手的作用。此外還應大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能的機械手，并考慮與計算機連用，逐步成為整個機械制造系統(tǒng)中的一個基本單元。 國外機械手在機械制造行業(yè)中應用較多，發(fā)展也很快。目前主要用于機床、橫鍛壓力機的上下料，以及點焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先指定的作業(yè)程序來完成規(guī)定的操作。國外機械數(shù)的發(fā)展趨勢是大力研制具有某種智能的機械手。使它具有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，作相應的變更。如位置發(fā)生稍許偏差時，即能更正并自行檢測，重點是研究視覺功能和觸覺功能。目前已經(jīng)取得一定成績。 目前世界高端工業(yè)機械手均有高精化，高速化，多軸化，輕量化的發(fā)展趨勢。定位精度可以滿足微

7、米及亞微米級要求，運行速度可以達到3M/S，量產(chǎn)產(chǎn)品達到6軸，負載2KG的產(chǎn)品系統(tǒng)總重已突破100KG。更重要的是將機械手、柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結合，從而根本改變目前機械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。同時，隨著機械手的小型化和微型化，其應用領域?qū)黄苽鹘y(tǒng)的機械領域，而向著電子信息、生物技術、生命科學及航空航天等高端行業(yè)發(fā)展。本篇介紹工業(yè)機械手機械手的組成一、機械手的組成 機械手主要由執(zhí)行機構、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。 執(zhí)行機構 包括手部 、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設行走機構。1、 手部 即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手部。夾持

8、式手部由手指(或手爪)和傳力機構所構成。手指是與物件直接接觸的構件，常用的手指運動形式有回轉(zhuǎn)型和平移型?；剞D(zhuǎn)型手指結構簡單，制造容易，故應用較廣泛。平移型應用較少，其原因是結構比較復雜，但平移型手指夾持圓形零件時，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。 手指結構取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位(是外廓或是內(nèi)孔)和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夾式和內(nèi)撐式;指數(shù)有雙指式、多指式和雙手雙指式等。 而傳力機構則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務。傳力機構型式較多，常用的有:滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈

9、簧式和重力式等。 吸附式手部主要由吸盤等構成，它是靠吸附力(如吸盤內(nèi)形成負壓或產(chǎn)生電磁力)吸附物件，相應的吸附式手部有負壓吸盤和電磁盤兩類。對于輕小片狀零件、光滑薄板材料等，通常用負壓吸盤吸料。造成負壓的方式有氣流負壓式和真空泵式。對于導磁性的環(huán)類和帶孔的盤類零件，以及有網(wǎng)孔狀的板料等，通常用電磁吸盤吸料。電磁吸盤的吸力由直流電磁鐵和交流電磁鐵產(chǎn)生。用負壓吸盤和電磁吸盤吸料，其吸盤的形狀、數(shù)量、吸附力大小，根據(jù)被吸附的物件形狀、尺寸和重量大小而定。 此外，根據(jù)特殊需要，手部還有勺式(如澆鑄機械手的澆包部分)、托式(如冷齒輪機床上下料機械手的手部)等型式. 2、手腕 是連接手部和手臂的部件，并可

10、用來調(diào)整被抓取物件的方位(即姿勢)。 3、手臂 手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是帶動手指去抓取物件，并按預定要求將其搬運到指定的位置. 工業(yè)機械手的手臂通常由驅(qū)動手臂運動的部件(如油缸、氣缸、齒輪齒條機構、連桿機構、螺旋機構和凸輪機構等)與驅(qū)動源(如液壓、氣壓或電機等)相配合，以實現(xiàn)手臂的各種運動。 手臂可能實現(xiàn)的運動如下； 手臂在進行伸縮或升降運動時，為了防止繞其軸線的轉(zhuǎn)動，都需要有導向裝 置，以保證手指按正確方向運動。此外，導向裝置還能承擔手臂所受的彎曲力矩和扭轉(zhuǎn)力矩以及手臂回轉(zhuǎn)運動時在啟動、制動瞬間產(chǎn)生的慣性力矩，使運動部件 受力狀態(tài)簡單。 導向裝置結構形式，常用的

11、有:單圓柱、雙圓柱、四圓柱和V形槽、燕尾槽等導向型式。 4、立柱 立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉(zhuǎn)運動和升降(或俯仰)運動均與立柱有密切的聯(lián)系。機械手的立往通常為固定不動的，但因工作需要，有時也可作橫向移動，即稱為可移式立柱。 5、行走機構 當工業(yè)機械手需要完成較遠距離的操作，或擴大使用范圍時，可在機座上安 裝滾輪、軌道等行走機構，以實現(xiàn)工業(yè)機械手的整機運動。滾滾輪輪式式布行走機構可分為有軌的和無軌的兩種。驅(qū)動滾輪運動則應另外增設機械傳動裝置。 6、機座 機座是機械手的基礎部分，機械手執(zhí)行機構的各部件和驅(qū)動系統(tǒng)均安裝于機 座上，故起支撐和連接的作用。 7、驅(qū)動系統(tǒng) 驅(qū)

12、動系統(tǒng)是驅(qū)動工業(yè)機械手執(zhí)行機構運動的動力裝置，通常由動力源、控制調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成。常用的驅(qū)動系統(tǒng)有液壓傳動、氣壓傳動、電力傳動和機械傳動。 8、控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機械擋塊定位)系統(tǒng)組成。 控制系統(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機械手按規(guī)定的程序運動，并記憶人們給予機械手的指令信息(如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間)，同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。9、位置檢測裝置 控制機械手執(zhí)行機構的運動位置，并隨時將

13、執(zhí)行機構的實際位置反饋給控制 系統(tǒng)，并與設定的位置進行比較，然后通過控制系統(tǒng)進行調(diào)整，從而使執(zhí)行機構 以一定的精度達到設定位置。二、工業(yè)機械手技術參數(shù) 1握取重量 握取重量標明了機械手的負載能力。這項參數(shù)與機械手的運動速度有關，通常指正常運行速度所握取的工件重量。 2 運動速度 運動速度是反映機械手性能的一項重要技術參數(shù)。它與機械手握取重量、定位、精度等參數(shù)都有密切關系，同時也直接影響機械手的運動周期。 3 自由度 確定工業(yè)機械手的手部在運動空間的位置和姿態(tài)的、獨立的變化參數(shù)就是工業(yè)機械手的自由度。自由度越多，其動作越靈活，適應性越強，但結構也相應越復雜。一般具有46個自由度即滿足使用要求。

14、4定位精度 定位精度即重復定位精度，是衡量機械手工作質(zhì)量的又一項重要指標。定位精度的高低取決于位置控制方式以及運動部位本身的制造精度和剛度，與握取重量、運動速度等也有密切關系。第二章機械手手部設計一、對手部設計的要求 1、有適當?shù)膴A緊力 手部在工作時，應具有適當?shù)膴A緊力，以保證夾持穩(wěn)定可靠，變形小，且不損壞工件的已加工表面。對于剛性很差的工件夾緊力大小應該設計得可以調(diào)節(jié)，對于笨重的工件應考慮采用自鎖安全裝置。 2、 有足夠的開閉范圍 夾持類手部的手指都有張開和閉合裝置。工作時，一個手指開閉位置以最大變量稱為開閉范圍。對于回轉(zhuǎn)型手部手指開閉范圍，可用開閉角和手指夾緊端長度表示。手指開閉范圍的要求

15、與許多因素有關，如工件的形狀和尺寸，手指的形狀和尺寸，一般來說，如工作環(huán)境許可，開閉范圍大一些較好。第三章 機械手液壓系統(tǒng)一、 系統(tǒng)的壓力損失驗算液壓元件的規(guī)格和管道尺寸確定之后，便應估算回路中的壓力損失，以便確定系統(tǒng)的供油壓力。而系統(tǒng)的壓力損失的驗算工作，往往要求先畫出液壓系統(tǒng)和元件的裝配草圖后，才能進行。由于該液壓系統(tǒng)較簡單，該項計算從略。二、 系統(tǒng)的溫升驗算在液壓傳動中，壓力損失和溢流、泄漏的能量損失，絕大部分變?yōu)闊崮?，致使系統(tǒng)的油溫升高。為了保證系統(tǒng)正常工作，油溫升高的允許植不應超過規(guī)定范圍。因而驗算發(fā)熱和散熱量。由于系統(tǒng)的功率小，效率高，發(fā)熱少，所取油箱容量又較大，故不必進行溫升的驗

16、算。三、 系統(tǒng)的其它驗算對精度要求較高的系統(tǒng)，還需要進行液壓沖擊，換向性能等方面的驗算。四、 液壓缸的技術要求1、 筒與端蓋的連接形式 由于機械手要求外形尺寸小，重量輕，故采用螺紋式連接。缸筒、端蓋和導向套的基本要求 缸筒內(nèi)孔一般采用鏜削、鉸孔、滾壓或磨等精密加工工藝制造，要求表面粗糙度在0.10.4mm,使活塞及其密封件、支承件能順利滑動，從而保證密封效果，減少磨損；缸筒要承受很大的液壓力，因此，應具有足夠的強度和剛度。 端蓋裝在缸筒兩端，形成封閉油腔，同樣承受很大的液壓力，因此，端蓋及其連接件都應有足夠的強度和剛度。 導向套對活塞桿起導向和支承作用，一般采用摩檫系數(shù)小、耐磨性好的聚四氟乙烯

17、制作。2、 活塞和活塞桿的連接形式 由于機械手工作時振動較大，要求連接強度高且具有減振能力，故選擇半環(huán)式連接。活塞組件的密封 在活塞的外圓表面一般開幾道寬0.30.5mm的環(huán)形溝槽，稱平衡槽，其作用如下：使活塞具有自位性能，由于活塞的幾何形狀和同軸度誤差，工作壓力油在密封間隙中的不對稱分布形成一個徑向不平衡力，稱為液壓卡緊力，它使摩檫力增大，開平衡槽后，使得徑向油壓力趨于平衡，使活塞能夠自動對中，減小摩檫力；由于同心環(huán)縫的泄漏要比偏心環(huán)縫小得多，活塞的對中減小了油液的泄漏量，提高了密封性能；自潤滑作用，油液儲存在平衡槽內(nèi)，使活塞能自動潤滑。 同時還采用Y型密封。Y形密封的截面為Y形，屬唇型密圈

18、，主要用于往復運動的密封。Y形圈的密封作用取決于它的唇邊對耦合面的緊密接觸程度。在壓力油作用下，唇邊對耦合面產(chǎn)生較大的接觸壓力，從而達到密封的目的。當液壓力升高時，唇邊與耦合面貼得更緊，接觸壓力更高，密封性能更好。3緩沖裝置 當液壓缸拖動負載的質(zhì)量較大、速度較高時，一般應在液壓缸中設緩沖裝置，必要時還需在液壓缸傳動系統(tǒng)中設緩沖回路，以免在行程終端發(fā)生過大的機械碰撞，導致液壓缸損壞。緩沖的原理是當活塞或缸筒接近行程終端時，在排油腔內(nèi)增大回油阻力，從而降低液壓缸的運動速度，避免活塞與缸蓋相撞。第四章液壓系統(tǒng)元件1、動力元件液壓泵 液壓泵是標準件，其選擇依據(jù)是額定壓力和流量。2、控制元件方向閥、壓力閥、流量閥 控制元件是標準件，其選擇依據(jù)是系統(tǒng)的最高工作壓力和通過該閥的最大流量。3、 工作介質(zhì)-液壓油 液壓系統(tǒng)對工作介質(zhì)的要求:有適當?shù)恼扯群土己玫恼硿靥匦?；氧化安定性好和剪切安定性好；抗乳化性、抗泡沫性? 能防火、防爆； 有良好的潤滑性和防腐蝕性，不腐蝕金屬和密封件；對人體無害，成本低。致謝 畢業(yè)設計終于做完了，從開始到畢業(yè)設計完成，每一步對我們來說都是新的嘗試和挑戰(zhàn)，在劉老師的細心指導和嚴格的要求下順利畫上句號。衷心感謝指導老師，畢業(yè)設計的很多思想和方法得益與老師的指導和啟發(fā)。從設計選題的分析到畢業(yè)設計內(nèi)容的寫做都傾注了