四自由度搬运机械手液压系统设计

液压机械手液压系统设计
1.动力源选择：液压机械手主要使用液压泵作为动力源。

选择合适的液压泵需要考虑机械手的工作负荷、速度和精度要求。

通常选用可调节排量液压泵以满足工作要求。

2.液压油箱设计：液压油箱作为液压系统的储油和冷却装置，需要具备足够的容量以确保回油顺利、油液冷却和过滤。

油箱还需要考虑油温控制和油液监测装置的设计。

3.液压阀的选型：液压阀是控制液压流动和压力的重要装置，常见的液压阀有单向阀、溢流阀、换向阀等。

液压机械手液压系统设计需要根据运动控制要求选择合适的液压阀。

使用可调节溢流阀可以实现对液压机械手的速度和力矩的精确控制。

4.液压缸设计：液压缸是液压机械手的执行元件，通过液压力来驱动机械手的运动。

液压缸的设计需要考虑缸径、活塞杆直径、行程和最大推力等因素。

合理设计液压缸可以提高机械手的运动速度和精度。

5.液压管路设计：液压管路是液压系统的动力传递和控制通道。

设计合理的液压管路可以减小压力损失和泄漏，并保证液压系统的可靠运行。

液压管路的设计需要考虑液压流量、工作压力和管道材料选择等因素。

6.液压系统控制：液压机械手的运动和工作需要通过液压系统来进行控制。

可以采用手动控制、自动控制或者PLC控制来实现对液压机械手的控制。

控制方式的选择需要根据机械手的工作环境和要求来确定。

以上仅为液压机械手液压系统设计的一些主要考虑因素，具体的设计还需要根据机械手的具体要求和工作条件进行详细的分析和计算。

液压机
械手液压系统设计的目标是实现机械手的高效、精确和可靠的运动和工作，提高生产效率和产品质量。

前言可编程控制器是20世纪70年代以来，在集成电路，计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备。

由于具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，国外已广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为现实工业生产自动化的支柱产品。

近年来，国内在PLC技术与产品开发应用方面发展很快，除有许多从国外引进的设备，自动化生产线外，国内的机床设备已越来越多采用PLC控制系统采用控制系统取代传统的继电—接触器控制系统小；价格上能与继电—接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维护、维修；能直接推动电磁阀，接触器与之相当的执行机构；能向中央执行机构；能向中央数据处理系统直接传播数据等。

本课题是基于PLC控制四自由度机械手运行。

工业机械手是一种模仿人体上肢部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，它可以代替手的繁重劳动，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。

有着广阔的发展前途。

本课题通PLC自动控制对机械手实现机械手规定动作并实现回原点、手动方式和自动方式三种工作方式的选择，并对系统进行运行效率分析。

摘要随着工业机械手的进一步发展，其发展将更趋向于人性化、智能化并将在更加广泛的领域得到应用。

机械手是一种模仿人体上肢运动的机器，它能按照预定要求输送工种或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。

因而具有强大的生命力，受到人们的广泛重视和欢迎。

工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率和自动化水平。

通过对机械制造与自动化大学专科三年的所学知识进行整合，对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，确定机械手的工作原理和运动机理。

设计了一种四自由度机械手，采用可编程序控制器（PLC）设计其控制系统,以提高其工作的稳定性能。

关键词：机械手梯形图PLC 电磁阀AbstractWith the further development of industrial robots, and its development tends to be more humane, intelligent and in a wider range of applications. Manipulator is a kind of imitation of the upper body movement machine, it can be scheduled according to request type or holds the automation tool operation of technical equipment, industrial automation, promote the production of industrial production of the further development plays an important role .Manipulator noted extensively and welcome by people for it has powerful vitality. Industrial robots can replace the hands of heavy labor, significantly reduce labor intensity, and improve labor productivity and automation level.Mechanical manufacturing and automation through the junior college for three years to integrate the knowledge of industrial manipulator mechanical structure and function of various parts of exposition and analysis to determine the robot motion principle and mechanism. Design a four-DOF manipulator to enhance the stability of their work for using the programmable logic controller to control system.Keywords: Manipulator Ladder diagram PLC Solenoid valve目录前言 (1)摘要 (2)第一章绪论 (5)1.1 本课题设计的背景 (5)1.2本课题设计的内容 (6)1.3 本课题设计的目的和意义 (7)第二章 PLC的概述 (8)2.1 PLC介绍 (8)2.2 PLC的构成 (9)2.3 PLC 的外部设备 (10)2.4 PLC的工作原理 (10)2.5 PLC的优点 (12)第三章基于PLC的机械手控制方案的确定 (13)3.1 机械手的概述 (13)3.2 采用PLC控制机械手的优点 (13)3.3 机械手设计内容 (13)3.4 PLC的选型 (14)3.5 三菱FX系列的结构功能 (16)第4章功能实现与控制方式 (18)4.1 机械手模型的机能和特性 (18)4.2 夹紧机构 (18)4.3 躯干 (19)4.4 旋转编码盘 (19)第5章控制系统设计 (20)5.1 控制系统硬件设计 (20)5.2 PLC梯形图中的编程元件 (20)5.3 PLC的I/O分配 (21)5.4 机械手控制系统的外部接线图 (22)5.5 控制系统软件设计 (22)致谢 (36)参考文献 (37)附录（指令表） (38)第一章绪论1.1 本课题设计的背景1969年美随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，生产工况也有趋于恶劣的态势，这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求，同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。

液压式四自由度机械手设计-(2)(总57页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--抓料机械手机构设计摘要本课题设计的为抓料机械手。

工业机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。

因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。

实践证明，工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显着减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。

工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作，采用机械手是有效的。

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此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。

本课题通过应用AutoCAD等技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设计，它能实行自动上料运动，自动搬运棒料。

机械手的运动速度是按着满足生产率的要求来设定。

关键字机械手，AutoCAD ,自动化。

IManipulator grasping mechanism design AbstractThis paper designed for robot grasping the material . Industrial robot is the inevitable product of industrial production, which is a part of human upper limb function mimic conveying the workpiece gripping tools or equipment operation automation technology predetermined requirements of industrial automation , and promote the further development of industrial production plays important role. Which has a strong vitality by people widely valued and welcomed . Practice has proved that industrial robots can replace heavy manual labor , and significantly reduce labor intensity and improve working conditions , improve labor productivity and automation levels. Frequent handling and long term industrial production often bulky workpiece monotonic operation, using the robot to be effective . The design of the proposed development on the feeding robot can pick and place objects in space , flexible action , instead of doing so at high temperatures and can be dangerous operation area , you can grab a greater weight of the workpiece addition, it in heat, cold, deepwater , operating under the universe , radioactive and other toxic pollution environmental conditions , but also demonstrate its superiority , has a broad development prospects.IIThis topic through the application of technologies such as AutoCAD manipulator structural design principles of design and hydraulic transmission , it can implement automatic feeding movement , automatic handling bar . Is the velocity of the robot according to the settings to meet the requirements of productivity .Keywords Robot，AutoCAD，AutomationIII目录摘要............................................... 错误!未定义书签。

搬运用液压机械手控制系统设计液压机械手是一种高度自动化的设备，具有精准的控制和高效的操作能力，在工业生产等领域得到广泛应用。

为了实现机械手的快速准确操作，需要一个稳定可靠的控制系统。

本文将探讨液压机械手控制系统的设计。

一、液压机械手的结构和控制原理液压机械手由四个关节连接而成，可以完成三维空间内的任意动作。

其组成部分包括机械臂、液压系统、传感器等。

其中，液压系统主要由油泵、油箱、液压缸和电磁阀等组成，通过液压缸的伸缩控制机械臂的运动。

机械手的控制原理主要是根据传感器的反馈信号进行控制，通过电磁阀控制液压系统的油液流动，使机械手的各个关节伸缩或旋转，完成所需的动作。

二、液压机械手控制系统的设计1.控制器设计液压机械手的控制器需要具备可编程能力，可通过编程实现机械手的各种动作，同时需要具备完善的故障检测和报警功能。

常见的控制器有单片机控制器和PLC控制器等。

其中，PLC控制器具有更高的稳定性和可靠性，适用于各种复杂的控制任务。

2.传感器设计传感器是液压机械手控制系统中的重要组成部分，主要用于检测机械手的位置、速度、力度等参数，反馈给控制器，用于机械手的实时控制。

常见的传感器有位置传感器、速度传感器和力传感器等。

3.电磁阀设计电磁阀是控制液压系统的重要元件，其稳定性和响应速度对机械手的控制效果有重要影响。

常见的电磁阀有单向阀、双向阀和流量控制阀等，需要根据机械手的控制要求进行选择。

4.液压系统设计液压系统是液压机械手的核心部分，主要由油泵、油箱、液压缸和电磁阀等组成。

其设计需要充分考虑机械手的运动要求和控制要求，保证系统的稳定性和可靠性。

5.编程设计液压机械手的编程需要根据机械手的运动方式和控制要求进行编制。

在编程设计中需要充分考虑指令的精确性和效率，同时也需要考虑故障检测和报警功能。

三、总结液压机械手控制系统是机械手自动化运动的重要保证，其设计需要充分考虑运动控制和传感器反馈等方面的要求，以保证机械手的稳定性和精度。

四自由度机械手设计四自由度机械手是指具有四个独立运动自由度的机械手。

它可以在三维空间内进行灵活的运动和操作，广泛应用于工业制造、医疗护理、服务机器人等领域。

本文将从机械结构设计、运动控制系统、应用领域等方面进行论述，介绍四自由度机械手的设计。

首先，机械结构设计是四自由度机械手设计的关键。

通常，机械手由机械臂、末端执行器、关节驱动装置等组成。

在设计机械臂时，需要考虑结构的刚度、轻量化和尺寸设计等因素。

关节驱动装置可以采用电机驱动、气动驱动或液压驱动等方式，根据具体应用场景选择不同的驱动方式。

末端执行器是机械手最重要的部件之一，其设计要充分考虑操控对象的形状、尺寸和质量等要素。

其次，运动控制系统是确保机械手运动精度和灵活性的关键。

四自由度机械手通常采用闭环控制系统，通过传感器实时反馈机械手的位置、速度和力等信息，通过控制器计算控制命令，控制机械手的运动。

在控制系统设计中，需要考虑传感器的精度、控制器的计算能力和控制算法的设计等因素。

常见的控制算法有PID控制、模糊控制和自适应控制等。

最后，四自由度机械手应用领域广泛。

在工业制造中，机械手可以替代人工完成重复性、危险性和高精度的任务，如焊接、装配和搬运等。

在医疗护理领域，机械手可以用于手术助力、康复训练和辅助生活等。

在服务机器人领域，机械手可以用于家庭服务、餐厅服务和残疾人辅助等。

随着无人驾驶技术的普及，机械手还可以用于车辆维修保养和物流配送等场景。

总之，四自由度机械手的设计涉及机械结构、运动控制系统和应用领域等多个方面。

通过合理设计机械结构，构建高刚性、轻量化的机械手。

运动控制系统的设计保证机械手的运动精度和灵活性。

各个应用领域广泛使用四自由度机械手，提高生产效率和人类生活质量。

随着科技的不断进步，四自由度机械手在未来的应用前景将会更为广阔。

四自由度棒料搬运机械手目录摘要:本设计的机械手是基于提高劳动生产率、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。

本设计为四自由度圆柱坐标型工业机械手，其工作方向为两个直线方向和两个旋转方向。

本设计中的四自由度棒料搬运机械手，主要是针对质量少于2KG的圆形棒料的搬运。

通过气爪手指的不同选择可满足直径小于60mm的棒料的搬运。

在控制器的作用下，机械手执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线并把工件翻转过来这一简单的动作.关键词：四自由度；机械手；搬运；工业机器人The Four Degrees-of-freedom Bar Manipulator DesignsAbstract:This paper design for enhances the labor productivity, product quality, economic efficiency and reduces the worker labor intensity. Some job working at extremely bad environment, that people can’t work in hand, so the robots can replace worker to do it.This scheme introduced a cylindrical robot for four degree of freedom. It is composed of two linear axes and two rotary axis currentThis paper mainly use at the transporting of circular good material that quality is short to2KG. The different fingernail finger was Choice for transporting the good material that diameter is smaller than 60mm.Under controller function the robot move the components from one assembly line to other assembly line and turn over it in space, perform relatively simple takes.Key words: four degrees of freedom; robot; transporting; Industrial robot1 前言1.1 工业机器人的概述与发展机器人（又称机械手，机械人，英文名称：Robot），在人类科技发展史上其来有自，早在三国时代，诸葛亮发明的木牛流马即是古代中国人的智能结晶。

液压式四自由度机械手设计工业机械手是一种模仿人手动作，并按照设定的程序、轨迹和要求代替人手抓取、搬运工件或进行操作的自动化装置。

它的用途十分广泛，对于实现生产过程自动化，提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度，保证工人的安全都具有重要的意义，尤其对于那些有毒、危险、多粉尘、深水作业及放射性等恶劣环境和条件下的作业，使用工业机械手更具有显著的优越性。

目前，已经在机械加工、铸造、锻造、冲压生产线和某些操作作业中得到比较广泛的应用。

在热处理、焊接、涂漆及装配等生产中也开始研制和应用。

目前机械手常用的驱动方式有液压驱动、气压驱动及电动机驱动等多种方式，各种驱动方式有其自身的特点，在工业机器人中液压和气压驱动应用很广泛，有些机器人则同时采用多种驱动方式，这都视不同机器人的特点和要求所定。

由于液压驱动具有以下特点：驱动力和驱动力矩较大，速度反应性较好，调速范围较大，多用于要求臂力较大而运动速度较低的工作场合。

1. 整体设计方案本文设计的机械手要求在几台机械设备间进行搬运和装卸工件。

它具有4个自由度，分别为机械手腕的旋转运动、机械手臂的伸缩运动、机械手臂的旋转运动和机械手臂的升降运动，坐标形式为圆柱坐标，采用液压驱动控制方式，用于生产线中的自动搬运货物的装置。

本设计的结构简图如图1所示，工作程序为：启动机械手，当工件成形后发出信号，机械手的手臂下降到预定位置，手爪张开，夹紧工件后上升；然后机械手臂正向旋转180°，机械手腕正向旋转90°，机械手臂伸出到预定位置后下降到指定位置，手爪松开，放好工件；最后机械手臂上升到指定位置后反向旋转180°，机械手腕反向旋转90°，机械手臂缩回，回到原点位置，开始下一个周期。

图1机械手结构简图2. 机械系统设计针对该工业机械手的任务要求，为了使它具有一定的操作灵活性和较好的使用性能，在结构设计上采用圆柱坐标系。

整个机械手系统设计为4个自由度，包括机械手臂上下移动、机械手臂水平伸缩、机械手臂旋转和机械手腕旋转，这4个自由之间无耦合，可以有效地简化运算和控制。