下载文档原格式
液压机械手臂科学小制作原理随着现代工业的不断发展，机械手臂被广泛应用于各种生产线上，成为了工业自动化的重要组成部分。
机械手臂的运动精度、运动速度、负载能力等指标直接影响到生产效率和质量。
在机械手臂中，液压机械手臂由于其具有大负载能力、高速度和高精度等特点，被广泛应用于重载、高速度和高精度的生产线上。
本文将介绍液压机械手臂的制作原理。
一、液压机械手臂的基本结构液压机械手臂由机械臂、液压系统和控制系统三部分组成。
机械臂是液压机械手臂的核心部分，其结构一般由基座、臂体、活动臂、手臂和手爪等组成。
机械臂的运动是由液压缸驱动的，液压缸由液压系统提供动力。
液压系统是液压机械手臂的动力来源，其主要由液压泵、液压缸、液压阀和管路等组成。
液压泵将机械臂的动力转化为液压能，通过管路输送到液压缸，使机械臂运动。
控制系统是液压机械手臂的智能部分，其主要由电气控制器、传感器和计算机等组成。
控制系统通过传感器获取机械臂的运动状态，计算机根据预设的程序控制电气控制器，使机械臂按照预设的轨迹运动。
二、液压机械手臂的工作原理液压机械手臂的工作原理是将电能转化为机械能，再将机械能转化为液压能，最终实现机械臂的运动。
当控制系统接收到指令后，电气控制器会发出信号，使液压泵启动。
液压泵将油液吸入，压缩后输出到液压缸中。
液压缸中的活塞受到液压力的作用，向外推动，驱动机械臂运动。
当液压泵停止工作时，液压缸中的油液回流到油箱中，机械臂停止运动。
三、液压机械手臂的制作流程液压机械手臂的制作流程包括设计、加工、装配和调试等环节。
1. 设计设计是液压机械手臂制作的第一步。
设计时需要考虑机械臂的负载能力、运动速度、精度等指标，并确定机械臂的结构、尺寸和材料等参数。
2. 加工加工是制作液压机械手臂的关键环节。
加工过程中需要使用各种机床和工具，如铣床、车床、钻床、刨床等，将设计好的零部件加工成形。
3. 装配装配是将加工好的零部件组装成完整的机械臂。
装配时需要严格按照设计要求进行，保证机械臂的质量和性能。
机械手课程设计cad图纸一、课程目标知识目标：1. 学生能理解机械手的基本结构及其在设计中的功能。
2. 学生能掌握CAD软件的基本操作，包括绘图、修改、标注等。
3. 学生能运用CAD软件绘制出机械手的三视图，并正确表达尺寸。
技能目标：1. 学生能够运用CAD软件进行机械设计，具备初步的工程图纸绘制能力。
2. 学生能够通过实际操作，提高空间想象能力和解决问题的能力。
3. 学生能够通过团队协作，完成机械手的设计任务，提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械设计和制造的兴趣，激发创新意识。
2. 学生在课程中培养严谨、细致的工作态度，提高责任感和成就感。
3. 学生通过课程学习，认识到团队合作的重要性，培养集体荣誉感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为具体学习成果，包括但不限于：1. 学生能独立完成机械手的三视图绘制，正确表达尺寸。
2. 学生能通过小组讨论，优化机械手设计，提高其性能。
3. 学生在课程结束后，能对CAD软件在机械设计中的应用有更深入的理解，为未来深入学习奠定基础。
二、教学内容1. 机械手基本结构及功能介绍：包括机械手的组成部分、工作原理及在设计中的应用。
- 教材章节：第二章 机械手基础知识- 内容列举：机械手的分类、结构、功能及其在设计中的重要性。
2. CAD软件基本操作与使用技巧：学习CAD软件的界面、绘图、修改、标注等功能。
- 教材章节：第三章 CAD软件应用- 内容列举：CAD软件的基本操作、绘图工具、修改工具、标注方法等。
3. 机械手三视图绘制与尺寸标注：学习如何利用CAD软件绘制机械手三视图，并正确表达尺寸。
- 教材章节：第四章 机械图纸绘制- 内容列举：三视图绘制方法、尺寸标注规范、视图布局等。
4. 机械手设计优化与团队协作：通过小组讨论，优化机械手设计，提高其性能。
- 教材章节：第五章 机械设计与优化- 内容列举：设计优化方法、团队协作技巧、沟通与协调等。
1 绪论1.1 机器人目前，工业机器人的定义，世界各国尚未统一，分类也不尽相同。
最近联合国国际标准化组织采纳了美国机器人协会给工业机器人下的定义：工业机器人是一种可重复编程的多功能操作装置，可以通过改变动作程序，来完成各种工作，主要用于搬运材料，传递工件。
参考国外的定义，结合我国的习惯用语，对工业机器人作如下定义：工业机器人是一种机体独立，动作自由度较多，程序可灵活变更，能任意定位，自动化程度高的自动操作机械。
主要用于加工自动线和柔性制造系统中传递和装卸工件或夹具[1]。
工业机器人以刚性高的手臂为主体，与人相比，可以有更快的运动速度，可以搬运更重的东西，而且定位精度相当高，它可以根据外部来的信号，自动进行各种操作。
工业机器人是在计算机控制下可编程的自动机器。
采用工业机器人是提高产品质量与劳动生产率，实现生产过程自动化，改善劳动条件，减轻劳动强度的一种有效手段。
机器人的诞生和发展虽只有30多年的历史，但它已应用到国民经济，民事技术等众多的领域，具有广阔的应用和发展前景，显示出强大的生命力[2]。
根据所处的环境和作业需求，工业机器人具有至少一项或多项拟人功能，如抓取功能或移动功能，或两者兼有之，另外还可能程度不等的具有某些环境感知功能（如视觉，力觉，触觉等）。
以及语音功能及至逻辑思维，判断决策功能等。
从而使其能在要求的环境中代替人进行作业。
在工业机器人的诸多功能中，抓取和移动是最主要的功能。
这两项功能实现的技术基础是精巧的机械结构设计和良好的伺服控制驱动。
本次设计就是在这一思维下展开的。
根据设计内容和需求确定圆柱坐标型工业机器人，利用锥齿轮传动实现机器人的旋转，利用液压缸实现其移动以及对零件的抓取。
在步进电机的控制下，机器达到精确的回转运动。
工业机器人的发展，由简单到复杂，由初级到高级逐步完善，它的发展过程可分为三代：第一代工业机器人就是目前工业中大量使用的示教再现型工业机器人，它主要由手部、臂部、驱动系统和控制系统组成。
全套设计通过答辩优秀CAD图纸QQ 36396305XX学院毕业设计说明书(论文)作者: 学号：学院(系):专业:题目: 重载搬运机器人本体结构设计【六自由度机械手】2015 年5月全套设计通过答辩优秀CAD图纸QQ 36396305毕业设计说明书（论文）中文摘要机械手是一种典型的机电一体化产品，搬运机械手是机械手研究领域的热点。
研究搬运机械手需要结合机械、电子、信息论、人工智能、生物学以及计算机等诸多学科知识，同时其自身的发展也促进了这些学科的发展。
本文对一种使用在搬运机械手的结构进行设计，并完成总装配图和零件图的绘制。
要求对机械手模型进行力学分析，估算各关节所需转矩和功率，完成电机和减速器的选型。
其次从电机和减速器的连接和固定出发，设计关节结构，并对机构中的重要连接件进行强度校核。
关键词：结构设计，机器臂，关节型机械手，结构分析毕业设计说明书（论文）外文摘要目录1 绪论 (1)1.1 引言 (2)1.2 搬运机械手研究概况 (3)1.2.1 国外研究现状 (3)1.2.2 国内研究现状 (4)1.4 搬运机械手的总体结构 (5)1.5 主要内容 (5)2 总体方案设计 (6)2.1 机械手工程概述 (6)2.2 工业机械手总体设计方案论述 (7)2.3 机械手机械传动原理 (8)2.4 机械手总体方案设计 (8)2.5 本章小结 (10)3 机械手大臂结构设计 (1)3.1 大臂部结构设计的基本要求 (1)3.2 大臂部结构设计 (2)3.3 大臂电机及减速器选型 (2)3.4 减速器参数的计算 (3)3.5承载能力的计算 (7)3.5.1 柔轮齿面的接触强度的计算 (7)3.5.2 柔轮疲劳强度的计算 (7)3.6 轴的计算校核 (8)3.7 大臂的平衡设计 (11)3.7.1 弹簧的受力分析 (11)3.7.2 弹簧的设计计算 (14)4机械手小臂结构设计 (18)4.1 腕部设计 (18)4.2 小臂部结构设计 (31)4.3 小臂电机及减速器选型 (31)4.3.1.传动结构形式的选择 (32)4.3.2.几何参数的计算 (32)4.4 凸轮波发生器及其薄壁轴承的计算 (33)4.4.1柔轮齿面的接触强度的计算 (34)4.4.2柔轮疲劳强度的计算 (35)4.5 轴结构尺寸设计 (36)4.6 轴的受力分析及计算 (36)4.7 轴承的寿命校核 (37)5机械手机身结构设计.......................................................................... 错误!未定义书签。
毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目机械手模型设计及制作2、专题机械手模型设计二、课题来源及选题依据题目来源于教学产品制作。
在工业上，机器人是用作运输或操作从前属于人工作业的一种设备，越来越多的日常事务也可以在机器人的协助下完成。
教学用机械手模型，虽然不像工业机器人那么复杂，但仍包含很重要的技术成分，例如它能实现空间坐标系三根轴向上的运动。
这一特征使通过多种方法控制其运动成为可能，机器人还有“夹钳”这一非常典型的机构。
设计技术参数：1．抓重：10千克2．自由度数：4个自由度3．座标型式：圆柱型座标4．最大工作半径：1000mm5．手臂最大中心高：1380mm6．手臂运动参数：伸缩行程400mm；伸缩速度50mm/s；升降行程200mm；升降速度50mm/s；回转范围00-2400；回转速度900/s 7．手腕运动参数：回转范围00-1800；回转速度1800/s8．定位精度：±0. 5mm三、本设计（论文或其他）应达到的要求：①收集相关设备资料，进行一种四自由度机械手模型的设计制作；②它包括总体结构、机械传动系统和伺服控制系统。
该模型具有结构简单、控制灵活、调整方便、性能稳定等特点；③完成机械手模型设计，绘制产品装配图，建议用A0标准图幅；④完成非标准零件设计图纸。
建议用A3标准图幅；⑤设计说明书一份；⑥翻译8000以上外文印刷字符或译出4000汉字以上的有关技术资料或专业文献。
四、接受任务学生：机械93 班姓名陆超五、开始及完成日期：自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任〕签名〔学科组组长研究所所长系主任签名2012年11月12日摘要科学发展观为我国工程技术的发展开辟了广阔道路，而机械手作为一种高科技自动化生产设备，已经广泛应用于国民经济的各个领域，这就对我们的教育培训部门提出了新的要求。
因此，为了适应社会发展的形势，在现有技术基础上设计一台教学型机械手有着深远的科教意义。
毕业设计（论文）-液压机械手的设计（全套图纸）液压机械手的设计机械设计制造及其自动化指导老师:摘要本次设计的液压传动机械手根据规定的动作顺序,综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识,完成对机械手的设计,并绘制必要装配图、液压系统图、PLC控制系统原理图。
机械手的机械结构采用油缸、螺杆、导向筒等机械器件组成;在液压传动机构中,机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸,手腕回转采用回转油缸,立柱的转动采用齿条油缸,机械手的升降采用升降油缸,立柱的横移采用横向移动油缸;在PLC控制回路中,采用的PLC类型为FX2N,当按下连续启动后,PLC按指定的程序,通过控制电磁阀的开关来控制机械手进行相应的动作循环,当按下连续停止按钮后,机械手在完成一个动作循环后停止运动。
本设计拟开发的上料机械手可在空间抓放物体,动作灵活多样,可代替人工在高温和危险的作业区进行作业,可抓取重量较大的工件。
关键词机械手、液压、控制回路、PLC需要全套设计请联系164306145 各专业都有The design of the hydraulic manipulatorMachine Design & Manufacture and AutomationInstructor :Abstract The design of hydraulic drive manipulator movementsunder the provisions of the order , use the basic theory, basic knowledge and related mechanical design expertise comprehensively to complete the design,and drawing the necessary assembly, hydraulic system map, PLC control system diagramManipulator mechanical structure using tanks, screw ,guide tubes and other mechanical device component ;In the hydraulic drive bodies ,manipulator arm stretching using telescopic tank ,rotating column of tanks used rack ,manipulator movements using tank movements ,the column takes the horizontal movement of tanks ;The PLC control circuit use the type of FX2N PLC .When pressed for commencement ,PLC in accordance with the prescribed procedures ,through the control of the solenoid valve to control the switch manipulator corresponding moves cycle ,after press the row stop button , the manipulator complete a cycle of action to stop after the hole campaign.The design of the proposed development of the information on the manipulator can grasp up in space objects ,flexible and varied movements ,can replace the artificial heat and dangerous operation conducted operations,and can grasp the larger workpieces Keywords Manipulator 、Hydraulic、Control Loop 、PLC目录1 前言1.1 工业机器人简介1.2 世界机器人的发展1.3 我国工业机器人的发展1.4 我要设计的机械手1.4.1 臂力的确定1.4.3 确定运动速度1.4.4 手臂的配置形式1.4.5 位置检测装置的选择1.4.6 驱动与控制方式的选择2 手部结构2.2 设计时应考虑的几个问题2.3 驱动力的计算2.4 两支点回转式钳爪的定位误差的分析3 腕部的结构3.1 概述3.2 腕部的结构形式4 臂部的结构4.1 概述4.2.2 导向装置4.2.3 手臂的升降运动4.3 手臂回转运动4.4 手臂的横向移动4.5 臂部运动驱动力计算4.5.1 臂水平伸缩运动驱动力的计算4.5.2 臂垂直升降运动驱动力的计算臂部回转运动驱动力矩的计算5 液压系统的设计5.3.1 压力控制回路5.3.2 速度控制回路5.3.3 方向控制回路5.4 机械手的液压传动系统5.4.1 上料机械手的动作顺序5.4.2 自动上料机械手液压系统原理介绍5.5.1 双作用单杆活塞油缸5.5.2 无杆活塞油缸(亦称齿条活塞油缸) 5.5.3 单叶片回转油缸5.5.4 油泵的选择5.5.5 确定油泵电动机功率N6 结束语7 致谢8 参考文献1 前言1.1 工业机器人简介几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器,以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。
摘要本文简要介绍了工业机器人的概念，浇注机械手硬件和软件的组成，机械手各个部件的整体尺寸设计。
本文着重对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。
同时，设计了机械手的夹持式手部结构，设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转液压缸的驱动力矩。
设计了机械手的手臂结构。
设计出了机械手的液压系统，绘制了机械手液压系统工作原理图，大大提高了绘图效率和图纸质量。
关键词：工业机器人机械手浇注机械手AbstractAt first, the paper introduces the conception of the industrial robot and the Eller. Dairy information of the development briefly. What’s more, the paper accounts for the background and the primary mission of the topic.The paper introduces the function, composing and classification of the manipulator, tells out the free-degree and the form of coordinate. At the same time, the paper gives out the primary specification parameter of this manipulator,The paper designs the structure of the hand and the equipment of the drive of the manipulator. This paper designs the structure of the wrist, computes the needed moment of the drive when the wrist wheels and the moment of the drive of the pump.The paper designs the structure of the arm.KEY WORDS:industrial robot manipulator pump air pressure drive第1章绪言机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
1 / 59 机械手夹持器设计
2.1夹持器设计的基本要求
（1）应具有适当的夹紧力和驱动力；
（2）手指应具有一定的开闭范围；
（3）应保证工件在手指内的夹持精度；
（4）要求结构紧凑，重量轻，效率高；
（5）应考虑通用性和特殊要求。
设计参数及要求
（1）采用手指式夹持器，执行动作为抓紧—放松；
（2）所要抓紧的工件直径为80mm 放松时的两抓的最大距离为
110-120mm/s ，1s
抓紧,夹持速度20mm/s ；
（3）工件的材质为5kg ，材质为45#钢；
（4）夹持器有足够的夹持力；
（5）夹持器靠法兰联接在手臂上。
由液压缸提供动力。
2.2夹持器结构设计
2.2.1夹紧装置设计.
2.2.1.1夹紧力计算
手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据，必须对其大小、方向、作用点进行分析、计算。
一般来说，加紧力必须克服工件的重力所产生的静载荷（惯性力或惯性力矩）以使工件保持可靠的加紧状态。
手指对工件的夹紧力可按下列公式计算：123N F K K K G
2-1
式中：1
K —安全系数，由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.2——2.0，取1.5；2K —工件情况系数，主要考虑惯性力的影响，
计算最大加速度，得出工作情况系数2K , 20.02/1
11 1.0029.8a
K g ，a 为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的
绝对值（m/s ）；。
编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：四自由度棒料搬运机械手设计信机系机械工程及其自动化专业学号：学生姓名：指导教师：（职称：讲师）（职称：）2013年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）《四自由度棒料搬运机械手设计》是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用、表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。
班级：学号：作者姓名：2013 年5 月25 日无锡太湖学院信机系机械工程及其自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：１、题目四自由度棒料搬运机械手设计２、专题二、课题来源及选题依据机器人工程是近二十多年迅速发展起来的，目前已应用与许多生产领域。
由目前的发展状况看，在可预见的将来它将在生产中扮演越来越重要的角色。
本机械手就是基于此并为提高劳动生产率、产品质量和经济效益，减轻工人劳动强度而设计的。
在某些劳动条件极其恶劣的条件下，工人难以用手工工作，可用本机械手代替人力劳动。
在社会不断发展的今天，机器人在工业现场中的应用也越来越广泛，用机器的力量代替人力，而将人类从繁重的体力劳动中解放出来是历史发展的趋势。
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：1、机械手的总体设计，包括型式选择、基本参数确定、总体布置与主要结构设计。
并绘制整体装配图。
2、机械手传动机构的设计，包括滚珠丝杠的选择，谐波齿轮减速器参数的确定。
3、机械手各种电机的选择。
包括机械手手臂升降步进电机的选择，机械手底座回转驱动电动机的选择。
4、机械手各气动件的设计计算。
5、设计说明书一份。
6、所有非标零件需画出零件图。
四、接受任务学生：机械92 班姓名五、开始及完成日期：自2012 年11月12日至2013年5 月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任〔学科组组长研究所所长〕签名系主任签名2013年5月25日摘要在社会不断发展的今天，机器人在工业现场中的应用也越来越广泛，用机器的力量代替人力，而将人类从繁重的体力劳动中解放出来是历史发展的趋势。
题目: 工业机械手设计（液压驱动设计）姓名:学院: 工学院专业: 机械设计制造及其自动化班级: 机自12班学号: 3041207指导教师: 丁兰英职称: 讲师200 5 年6月8 日南京农业大学教务处制目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key words (1)引言 (2)1.机械手设计要求分析 (3)1.1 设计目的和要求 (3)1.2机械手简介与分析 (3)2. 液压系统设计 (3)2.1确定工作循环周期 (4)2.2工况分析 (4)2.3拟订液压系统工作原理图 (4)2.4选择标准的液压元件 (5)2.5 液压缸尺寸的确定及安全强度的校核 (5)3. 集成块设计 (7)3.1设计分析 (7)3.2设计计算 (8)3.3设计步骤 (10)3.4液压集成块加工工艺 (12)4. 液压集成块 CAD技术 (13)总结 (15)致谢 (15)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导老师丁兰英摘要：本文主要介绍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情况的分析，通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，完成液压系统的装配图。
液压集成块作为现在液压系统的主要部件，当前液压集成块应用开发受到了国内外液压界的广泛重视，液压集成块的CAD的研究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，能够与实际的加工工艺相结合。
并且对现在的液压集成块的CAD技术有很好的认识。
关键词：工业机械手，驱动，集成块，原理Design of The Industry ManipulatorMechanical design & manufacture& automation LiGangTutor DingLanyingAbstract: 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引言工业机器人一般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，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）、化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子装配及物流系统的搬运、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装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
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、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，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生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
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实现机械零件的重复取放，代替人工劳动，减轻了人工劳动强度，提高了自动化水平和劳动生产率，保证了产品和工人的质量与安全。
1.2.机械手简介与分析1.上下料用机械手采用圆柱坐标的结构形式，主要的组成部分有：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，能保证机械手的整体结构的紧凑性，运动平稳以及可以方便的实现无级调速。
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，所以采用圆柱坐标形式。
其特点是，结构简单，手臂运动范围大，有较高的定位准确度。
图 1 机械手运动坐标形式3. 机械手的工作范围机械手在水平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差，总行程为200mm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.手臂位于初始位置（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.立柱升高至所需高度，至工作台（2）6.手臂回转角度α，至位置（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—α，至位置（1）10.立柱下降高度至工作台（1）图2 上下料机械手运动位置示意图图3 上下料机械手工作行程范围示意图工作行程范围：角度0-240度；手作工作范围200mm；高度工作范围200mm2.2据工作循环过程确定系统工况分析图，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，保证整个系统能够达到稳定的运动效果。
2.3.2.液压回路的选择确定液压执行元件以后，根据设备的共组特点和工作要求确定对主要性能起决定性影响的主要回路，机械手液压系统主要有针对伸缩运动，升降运动和回转运动的三个主要运动回路。
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起，进行归并整理，增加必要的液压元件和辅助回路，确定完整的液压传动系统。
同时注意：a.尽量简化系统机构，减少不必要的液压元件使用；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相互干涉问题的存在；c.尽可能的去提高系统的工作效率，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s1，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主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等 压力表KF3—E3B 节流阀L —10H 三位四通电磁换向阀34—H10B 单向阀AJ —H10B 减压阀JF3—10B 两位四通电磁换向阀24—H10B 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相对于整个系统较小，并且工件运动为水平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=10Mpa 试取 q=30L/minV1=100mm/s （活塞伸出的速度） V2=130mm/s （活塞缩回的速度）则：A = q / V1 = 50 cm21D 480Amm π=由于22212211V A D D V A D -==进偏故2D =40mm 取标准CHSG01-01/De 速比1.337 1D =80mm 2D =40mm2.5.2 工作腔面积2111164A D ππ==222121124A D D ππ=-=2.5.3 活塞稳定性较核活塞工作总行程S=500mm 活塞杆直行2D =40mme/d=500/400=12.510 需进行稳定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2ψ=2 活塞杆选用普通碳钢，则： 材料强度实验值f=4.9⨯810Pa ， 1ψ=85104k d γ=== 因为125005012010k l ψψγ=== 所以它的载荷2251()k kAF l αψγ=+当取安全系数为k n =4时492356672kkF N n =所以满足稳定性要求则对于伸缩而言 则取缸径1D =80mm 杆半径2D =40mm求液压缸流量： 111600100502.4q AV mm π=⨯=进 221213490q A V ml π==⨯=退2.摆动缸计算 回转角度090α= 液压缸和工作压力110P MPa = 则输出压力20P = 取q=30L/min故取b=30mm 2R =70mm 1R = 50mm141122() 3.610.R r R T b P P rd N m T =-=⨯≥⎰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重量全载与升降机构，故算的 3000G F N ≤选液压缸工作压力P=10MPa 工作负载L F =2500N47300031010F A P -===⨯取1D =100mm 2D =50mm 取q=30L/min3000/60 6.3/63/25q V cm s mm s A π====取V=50mm/s 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有机组合在一起的，各个液压阀之间的连接方式主要有：管式连接，板式连接，集成式连接。
