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液壓傳動機械手設計

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更新時間：2012-10-08
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液壓傳動機械手設計

目錄
1 前言
1.1 工業機器人簡介----------------------------------------------------------（1）
1.2 世界機器人的發展--------------------------------------------------------（1）
1.3 我國工業機器人的發展----------------------------------------------------（2）
1.4 我要設計的機械手--------------------------------------------------------（2）
1.4.1 臂力的確定---------------------------------------------------------------------------------------（2）
1.4.2工作范圍的確定----------------------------------------------------------------------------------（2）
1.4.3 確定運動速度--------------------------------------------------------（3）
1.4.4 手臂的配置形式------------------------------------------------------（3）
1.4.5 位置檢測裝置的選擇--------------------------------------------------（4）
1.4.6 驅動與控制方式的選擇------------------------------------------------（4）
2 手部結構------------------------------------------------------------------------------------------（5）
2.1概述-------------------------------------------------------------------------------------------------------（5）
2.2 設計時應考慮的幾個問題----------------------------------------------------------------------------（5）
2.3 驅動力的計算 -----------------------------------------------------------------------------------------（5）
2.4 兩支點回轉式鉗爪的定位誤差的分析------------------------------------------------------------（8）
3 腕部的結構---------------------------------------------------------------------------------------（9）
3.1 概述------------------------------------------------------------------------------------------------------（9）
3.2 腕部的結構形式--------------------------------------------------------------------------------------（9）
3.3手腕驅動力矩的計算-----------------------------------------------------（10）
4 臂部的結構-------------------------------------------------------------------------------------（13）
4.1 概述----------------------------------------------------------------------------------------------------（13）
4.2手臂直線運動機構-----------------------------------------------------------------------------------（13）
4.2.1手臂伸縮運動------------------------------------------------------------------------------------（14）
4.2.2 導向裝置---------------------------------------------------------------------------------------（14）
4.2.3 手臂的升降運動-------------------------------------------------------------------------------（15）
4.3 手臂回轉運動----------------------------------------------------------------------------------------（16）
4.4 手臂的橫向移動-------------------------------------------------------------------------------------（16）
4.5 臂部運動驅動力計算------------------------------------------------------------------------------（17）
4.5.1 臂水平伸縮運動驅動力的計算------------------------------------------------------------（17）
4.5.2 臂垂直升降運動驅動力的計算------------------------------------------------------------（18）
4.5.3 臂部回轉運動驅動力矩的計算---------------------------------------（18）
5 液壓系統的設計-----------------------------------------------------------------------------（20）
5.1液壓系統簡介---------------------------------------------------------------------------------------（20）
5.2液壓系統的組成------------------------------------------------------------------------------------（20）
5.3機械手液壓系統的控制回路---------------------------------------------（20）
5.3.1 壓力控制回路-------------------------------------------------------------------------------（20）
5.3.2 速度控制回路-------------------------------------------------------------------------------（21）
5.3.3 方向控制回路-----------------------------------------------------------------------------------（21）
5.4 機械手的液壓傳動系統----------------------------------------------------------------------------（21）
5.4.1 上料機械手的動作順序----------------------------------------------------------------------（22）
5.4.2 自動上料機械手液壓系統原理介紹-------------------------------------------------------（22）
5.5機械手液壓系統的簡單計算-----------------------------------------------（24）
5.5.1 雙作用單桿活塞油缸------------------------------------------------（25）
5.5.2 無桿活塞油缸（亦稱齒條活塞油缸）----------------------------------（27）
5.5.3 單葉片回轉油缸 ---------------------------------------------------（29）
5.5.4 油泵的選擇--------------------------------------------------------（30）
5.5.5 確定油泵電動機功率N ----------------------------------------------（31）
6 PLC控制回路的設計-----------------------------------------------------------------------（32）
6.1 電磁鐵動作順序-------------------------------------------------------------------------------------（32）
6.2 現場器件與PLC內部等效繼電器地址編號的對照表---------------------------------------（33）
6.3 PLC與現場器件的實際連接圖------------------------------------------------------------------（34）
6.4 梯形圖-------------------------------------------------------------------------------------------------（35）
6.5 指令程序-----------------------------------------------------------------------------------------------（36）
7 結束語 -----------------------------------------------------------------------------------------------------（41）
8參考文獻--------------------------------------------------------------------------------------------------（42）
9致謝 ---------------------------------------------------------------------------------------------------（43）

摘要本次設計的液壓傳動機械手根據規定的動作順序，綜合運用所學的基本理論、基本知識和相關的機械設計專業知識，完成對機械手的設計，并繪制必要裝配圖、液壓系統圖、PLC控制系統原理圖。機械手的機械結構采用油缸、螺桿、導向筒等機械器件組成；在液壓傳動機構中，機械手的手臂伸縮采用伸縮油缸，手腕回轉采用回轉油缸，立柱的轉動采用齒條油缸，機械手的升降采用升降油缸，立柱的橫移采用橫向移動油缸；在PLC控制回路中，采用的PLC類型為FX2N，當按下連續啟動后，PLC按指定的程序，通過控制電磁閥的開關來控制機械手進行相應的動作循環，當按下連續停止按鈕后，機械手在完成一個動作循環后停止運動。
本設計擬開發的上料機械手可在空間抓放物體，動作靈活多樣，可代替人工在高溫和危險的作業區進行作業，可抓取重量較大的工件。
關鍵詞機械手、液壓、控制回路、PLC
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