液压传动机械手设计

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液压传动机械手设计

目 录
1 前言
1.1 工业机器人简介----------------------------------------------------------（1）
1.2 世界机器人的发展--------------------------------------------------------（1）
1.3 我国工业机器人的发展----------------------------------------------------（2）
1.4 我要设计的机械手--------------------------------------------------------（2）
1.4.1 臂力的确定---------------------------------------------------------------------------------------（2）
1.4.2工作范围的确定----------------------------------------------------------------------------------（2）
1.4.3 确定运动速度--------------------------------------------------------（3）
1.4.4 手臂的配置形式------------------------------------------------------（3）
1.4.5 位置检测装置的选择--------------------------------------------------（4）
1.4.6 驱动与控制方式的选择------------------------------------------------（4）
2 手部结构------------------------------------------------------------------------------------------（5）
2.1概述-------------------------------------------------------------------------------------------------------（5）
2.2 设计时应考虑的几个问题----------------------------------------------------------------------------（5）
2.3 驱动力的计算 -----------------------------------------------------------------------------------------（5）
2.4 两支点回转式钳爪的定位误差的分析------------------------------------------------------------（8）
3 腕部的结构---------------------------------------------------------------------------------------（9）
3.1 概述------------------------------------------------------------------------------------------------------（9）
3.2 腕部的结构形式--------------------------------------------------------------------------------------（9）
3.3手腕驱动力矩的计算-----------------------------------------------------（10）
4 臂部的结构-------------------------------------------------------------------------------------（13）
4.1 概述----------------------------------------------------------------------------------------------------（13）
4.2手臂直线运动机构-----------------------------------------------------------------------------------（13）
4.2.1手臂伸缩运动------------------------------------------------------------------------------------（14）
4.2.2 导向装置---------------------------------------------------------------------------------------（14）
4.2.3 手臂的升降运动-------------------------------------------------------------------------------（15）
4.3 手臂回转运动----------------------------------------------------------------------------------------（16）
4.4 手臂的横向移动-------------------------------------------------------------------------------------（16）
4.5 臂部运动驱动力计算------------------------------------------------------------------------------（17）
4.5.1 臂水平伸缩运动驱动力的计算------------------------------------------------------------（17）
4.5.2 臂垂直升降运动驱动力的计算------------------------------------------------------------（18）
4.5.3 臂部回转运动驱动力矩的计算---------------------------------------（18）
5 液压系统的设计-----------------------------------------------------------------------------（20）
5.1液压系统简介---------------------------------------------------------------------------------------（20）
5.2液压系统的组成------------------------------------------------------------------------------------（20）
5.3机械手液压系统的控制回路---------------------------------------------（20）
5.3.1 压力控制回路-------------------------------------------------------------------------------（20）
5.3.2 速度控制回路-------------------------------------------------------------------------------（21）
5.3.3 方向控制回路-----------------------------------------------------------------------------------（21）
5.4 机械手的液压传动系统----------------------------------------------------------------------------（21）
5.4.1 上料机械手的动作顺序----------------------------------------------------------------------（22）
5.4.2 自动上料机械手液压系统原理介绍-------------------------------------------------------（22）
5.5机械手液压系统的简单计算-----------------------------------------------（24）
5.5.1 双作用单杆活塞油缸------------------------------------------------（25）
5.5.2 无杆活塞油缸（亦称齿条活塞油缸）----------------------------------（27）
5.5.3 单叶片回转油缸 ---------------------------------------------------（29）
5.5.4 油泵的选择--------------------------------------------------------（30）
5.5.5 确定油泵电动机功率N ----------------------------------------------（31）
6 PLC控制回路的设计-----------------------------------------------------------------------（32）
6.1 电磁铁动作顺序-------------------------------------------------------------------------------------（32）
6.2 现场器件与PLC内部等效继电器地址编号的对照表---------------------------------------（33）
6.3 PLC与现场器件的实际连接图------------------------------------------------------------------（34）
6.4 梯形图-------------------------------------------------------------------------------------------------（35）
6.5 指令程序-----------------------------------------------------------------------------------------------（36）
7 结束语 -----------------------------------------------------------------------------------------------------（41）
8参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------------（42）
9致 谢 ---------------------------------------------------------------------------------------------------（43）

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-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