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通用液壓機械手設計完整設計

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更新時間：2015-05-07
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通用液壓機械手設計完整設計
前言 ………………………………………………………………6
（一）工業機器人簡介………………………………………………6
（二）世界機器人的發展……………………………………………6
（三）我國工業機器人的發展………………………………………7
（四）本設計中的機械手……………………………………………7
1 臂力的確定……………………………………………………7
2 工作范圍的確定………………………………………………7
3 運動速度的確定………………………………………………8
4 手臂的配置形式………………………………………………8
5 位置檢測裝置的選擇…………………………………………8
5 驅動與控制方式的選擇………………………………………9

一手部結構 …………………………………………………………10
（一）概述……………………………………………………………10
（二）設計時應考慮的幾個問題……………………………………10
（三）驅動力的計算…………………………………………………10
（四）夾緊缸的設計計算……………………………………………13
1 夾緊缸主要尺寸的計算………………………………………13
2 缸體結構及驗算………………………………………………13
3 缸筒兩端部的計算……………………………………………14

二腕部的結構………………………………………………………17
（一）概述……………………………………………………………17
（二）腕部的結構形式………………………………………………18
（三）手腕驅動力矩的計算…………………………………………16
1 摩擦阻力矩……………………………………………………19
2 工件重心引起的偏置力矩……………………………………19
3 腕部啟動時的慣性阻力矩……………………………………20
4 回轉液壓缸所產生的驅動力矩計算…………………………21

三臂部的結構………………………………………………………22
（一）概述……………………………………………………………22
（二）手臂直線運動機構……………………………………………25
（三）手臂回轉運動…………………………………………………25
（四）臂部驅動力矩的計算…………………………………………25
1 手臂水平伸縮運動驅動力矩的計算…………………………26
2 手臂垂直升降運動驅動力矩的計算…………………………28
3 手臂回轉運動驅動力矩的計算………………………………30

四液壓系統的設計…………………………………………………32
（一）液壓系統簡介…………………………………………………32
（二）液壓系統的組成………………………………………………32
（三）液壓系統控制回路……………………………………………33
（四）機械手液壓傳動系統…………………………………………33
（五）機械手液壓系統的簡單計算…………………………………33
結束語……………………………………………………………………44
參考文獻…………………………………………………………………45
致謝………………………………………………………………………46

前言
（一）工業機器人簡介
幾千年前人類就渴望制造一種像人一樣的機器，以便將人類從繁重的勞動中解脫出來。如古希臘神話《阿魯哥探險船》中的青銅巨人泰洛斯（Taloas)，猶太傳說中的泥土巨人等等，這些美麗的神話時刻激勵著人們一定要把美麗的神話變為現實，早在兩千年前就開始出現了自動木人和一些簡單的機械偶人。
到了近代，機器人一詞的出現和世界上第一臺工業機器人問世之后，不同功能的機器人也相繼出現并且活躍在不同的領域，從天上到地下，從工業拓廣到農業、林、牧、漁，甚至進入尋常百姓家。機器人的種類之多，應用之廣，影響之深，是我們始料未及的。
工業機器人由操作機（機械本體）、控制器、伺服驅動系統和檢測傳感裝置構成，是一種仿人操作、自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業的機電一體化自動化生產設備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產。它對穩定、提高產品質量，提高生產效率，改善勞動條件和產品的快速更新換代起著十分重要的作用。
機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置，既有人對環境狀態的快速反應和分析判斷能力，又有機器可長時間持續工作、精確度高、抗惡劣環境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產物，它是工業以及非產業界的重要生產和服務性設備，也是先進制造技術領域不可缺少的自動化設備。
（二）世界機器人的發展
國外機器人領域發展近幾年有如下幾個趨勢：
（1）. 工業機器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），而單機價格不斷下降，平均單機價格從91年的10．3萬美元降至97年的6．5萬美元。
（2）．機械結構向模塊化、可重構化發展。例如關節模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統三位一體化；由關節模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機；國外已有模塊化裝配機器人產品問市。
（3）．工業機器人控制系統向基于P...

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