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液壓機(jī)械手設(shè)計(jì)

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更新時(shí)間：2016-02-27
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液壓機(jī)械手.rar
開發(fā)已為液壓工程設(shè)計(jì)提供了有力的支持，在對機(jī)械手液壓系統(tǒng)集成塊設(shè)計(jì)過程中，能夠與實(shí)際的加工工藝相結(jié)合。并且對現(xiàn)在的液壓集成塊的CAD技術(shù)有很好的認(rèn)識。
關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)械手，驅(qū)動(dòng)，集成塊，原理
Design of The Industry Manipulator
Mechanical design & manufacture& automation LiGang Tutor DingLanying
Abstract: This text introduce upper and lower material spend design process of manipulator , it include to whole job requirements and analysis of situation of system mainly, confirm the whole structural design systematic in hydraulic pressure through the working course of the system. Analyse whole cyclical process , confirm systematic operation principle picture , require the hydraulic pressure component of the standard for selection according to systematic parameter, finish the installation diagram systematic in hydraulic pressure. Hydraulic pressure integrate piece as now main part , hydraulic pressure of system , hydraulic pressure at present integrate pieces of application and development receive domestic and international hydraulic pressure extensive attention of circle, hydraulic pressure integrate research and development of CAD of piece already offer effective support for engineering design of the hydraulic pressure, while design the system integration one of hydraulic pressure of the manipulator, can combine with real processing technology . And CAD integrating one to the present hydraulic pressure has very good understanding.
Keyword: Industry manipulator ,Drive , Hydraulic manifold block , Elements

引言
工業(yè)機(jī)器人一般指用于機(jī)械制造業(yè)中代替人完成具有大批量、高質(zhì)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(chǎn)品（電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)）、化工等行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中的點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運(yùn)、包裝、碼垛等作業(yè)的機(jī)器人。　　
工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)（機(jī)械本體）、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。
機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。
機(jī)器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動(dòng)，而是綜合了人的特長和機(jī)器特長的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長時(shí)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(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備。
第一章機(jī)械手設(shè)計(jì)要求分析
1.1 設(shè)計(jì)目的和要求
上下料用機(jī)械手能在不同高度與不連續(xù)的工作臺之間實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件的重復(fù)取放，代替人工勞動(dòng)，減輕了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證了產(chǎn)品和工人的質(zhì)量與安全。
1.2.機(jī)械手簡介與分析
1.上下料用機(jī)械手采用圓柱坐標(biāo)的結(jié)構(gòu)形式，主要的組成部分有：升降機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，手臂伸縮結(jié)構(gòu)等，在這三中機(jī)構(gòu)中采用液壓驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)方式，能保證機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)的緊湊性，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)以及可以方便的實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。
2. 如圖所示，機(jī)械手在工作過程中需三種運(yùn)動(dòng)，其中手臂的伸縮和立柱的升降為兩種直線運(yùn)動(dòng)，而手臂的回轉(zhuǎn)為圓周運(yùn)動(dòng)，所以采用圓柱坐標(biāo)形式。其特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，手臂運(yùn)動(dòng)范圍大，有較高的定位準(zhǔn)確度。

圖 1 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)形式
3. 機(jī)械手的工作范圍
機(jī)械手在水平方向上的伸縮范圍為至兩個(gè)不同高度的工作臺的距離，手臂伸縮總行程為500mm，手臂回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)范圍為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200mm
第二章液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1. 根據(jù)工作要求確定一個(gè)工作循環(huán)周期的運(yùn)動(dòng)過程
1.手臂位于初始位置（1）
2.手臂伸長至工作臺（1）
3.手指抓取工件（延時(shí)20s，確保工件被抓住）
4.手臂縮回
5.立柱升高至所需高度，至工作臺（2）
6.手臂回轉(zhuǎn)角度α，至位置（2）
7.手臂伸長并釋放工件（延時(shí)20s，確保工件被成功釋放）
8.手臂縮回
9.手臂回轉(zhuǎn)角度 —α，至位置（1）
10.立柱下降高度至工作臺（1）

圖 2 上下料機(jī)械手運(yùn)動(dòng)位置示意圖

圖3 上下料機(jī)械手工作行程范圍示意圖
工作行程范圍：
角度0-240度；手作工作范圍200mm；高度工作范圍200mm

2.2 據(jù)工作循環(huán)過程確定系統(tǒng)工況分析圖，確保工作運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)作連續(xù)性

圖4 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)循環(huán)工況分析圖
2.3 擬訂液壓系統(tǒng)的工作原理圖
2.3.1. 根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的工作完成步驟，選擇合適的液壓缸。伸縮運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng) 選擇單桿活塞液壓缸，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)選擇擺動(dòng)液壓缸，保證整個(gè)系統(tǒng)能夠達(dá)到穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)效果。
2.3.2.液壓回路的選擇
確定液壓執(zhí)行元件以后，根據(jù)設(shè)備的共組特點(diǎn)和工作要求確定對主要性能起決定性影響的主要回路，機(jī)械手液壓系統(tǒng)主要有針對伸縮運(yùn)動(dòng)，升降運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的三個(gè)主要運(yùn)動(dòng)回路。
2.3.3.對以上的液壓元件和液壓回路進(jìn)行綜合
液壓回路的綜合就是把選擇的液壓回路放在一起，進(jìn)行歸并整理，增加必要的液壓元件和輔助回路，確定完整的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。同時(shí)注意：a.盡量簡化系統(tǒng)機(jī)構(gòu)，減少不必要的液壓元件使用；b.保證整個(gè)液壓系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的可靠，安全，沒有元件與機(jī)構(gòu)之間的相互干涉問題的存在；c.盡可能的去提高系統(tǒng)的工作效率，減少不必要的功耗的浪費(fèi)；d.盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)通用的液壓元件。
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