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通用液壓機械手全套本科畢業(yè)設計

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更新時間：2012-07-28
發(fā) 布人：liwefe

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通用液壓機械手全套本科畢業(yè)設計Abstract
Manipulator is a sort of automation device which has the function of grasp and transfer workpieces during the automated production.Today hydraulic mqanipulator is widely uade in industry fidld.It can maek the produce process automated and liberate the people from heavy physical labor.It can promote the quality of production and decrease the cost of production.In this design,we should use the knowledge of hydraulic,mechanism and electric control comprehensively to complete the design of hydraulic manipulator,including machine system,hydraulic and comtrol system.The mechanical part is designed on the basis of mechanics computation foundation after the structure analysis,including hand,arm and fuselage.Generally the manipulator’s hand should have four merits:compact structure,light weight,good universal property and high catch precision.Well,the arm should have merits that are good rigidity,light weight,high movement velocity,small inertia and flexible motion.The hydraulic system design including the hydraulic system computation and the selection of hydraulic components;The control system design including plotting the ladder diagram and selecting the control component.

Key wordsHydraulic manipulator;hydraulic system ;design;plc

目錄

前言 ………………………………………………………………6
（一）工業(yè)機器人簡介………………………………………………6
（二）世界機器人的發(fā)展……………………………………………6
（三）我國工業(yè)機器人的發(fā)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(qū)動與控制方式的選擇………………………………………9

一手部結(jié)構(gòu) …………………………………………………………10
（一）概述……………………………………………………………10
（二）設計時應考慮的幾個問題……………………………………10
（三）驅(qū)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(jié)構(gòu)及驗算………………………………………………13
3 缸筒兩端部的計算……………………………………………14

二腕部的結(jié)構(gòu)………………………………………………………17
（一）概述……………………………………………………………17
（二）腕部的結(jié)構(gòu)形式………………………………………………18
（三）手腕驅(qū)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(zhuǎn)液壓缸所產(chǎn)生的驅(qū)動力矩計算…………………………21

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

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

前言
工業(yè)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?yōu)楝F(xiàn)實，早在兩千年前就開始出現(xiàn)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(xiàn)和世界上第一臺工業(yè)機器人問世之后，不同功能的機器人也相繼出現(xiàn)并且活躍在不同的領域，從天上到地下，從工業(yè)拓廣到農(nóng)業(yè)、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(yè)機器人由操作機（機械本體）、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)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(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q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(huán)境狀態(tài)的快速反應和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(xù) 工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)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。
世界機器人的發(fā)展
國外機器人領域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢：
（1）. 工業(yè)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(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位...

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