本科毕业设计_液压机械手设计.rar_含图纸整套资料

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液压,机械手,设计,毕业设计,全套,图纸上下料用机械手能在不同高度与不连续的工作台之间实现机械零件的重复取放，代替人工劳动，减轻了人工劳动强确度高抗恶劣环境的能力，从种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。第章机械手设计要求分析设计目的和要求示，机械手在工作过程中需三种运动，其中手臂的伸缩和立柱的升降为两种直线运动，而手臂的回转为圆周运动，液压,机械手,设计,毕业设计,全套,图纸本文主要介绍了上下料用机械手的设计过程，它包括了对于整个系统的工作要求和情况的分析，通过系统的工作过程确定整个液压系统的结构设计。分析整个循环过程，确定系统工作原理图，根据系统参数要求选择标准的液压元件，完成液压系统的装配图。液压集成块作为现在液压系统的主要部件，当前液压集成块应用开发受到了国内外液压界的广泛重视，液压集成块的的研究与开发已为液压工程设计提供了有力的支持，在对机械手液压系统集成块设计过程中，能够与实际的加工工艺相结合。并且对现在的液压集成块的技术有很好的认识。关键词工业机械手，驱动，集成块，原理言工业机器人般指用于机械制造业中代替人完成具有大批量高质量要求的工作，如汽车制造摩托车制造舰船制造些家电产品电视机电冰箱洗衣机化工等行业自动化生产线中的点焊弧焊喷漆切割电子装配及物流系统的搬运包装码垛等作业的机器人。工业机器人由操作机机械本体控制器伺服驱动系统和检测传感装置构成，是种仿人操作自动控制可重复编程能在三维空间完成各种作业的机电体化自动化生产设备。特别适合于多品种变批量的柔性生产。它对稳定提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机控制论机构学信息和传感技术人工智能仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作精确度高抗恶劣环境的能力，从种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。第章机械手设计要求分析设计目的和要求上下料用机械手能在不同高度与不连续的工作台之间实现机械零件的重复取放，代替人工劳动，减轻了人工劳动强度，提高了自动化水平和劳动生产率，保证了产品和工人的质量与安全。机械手简介与分析上下料用机械手采用圆柱坐标的结构形式，主要的组成部分有升降机构，回转机构，手臂伸缩结构等，在这三中机构中采用液压驱动传动方式，能保证机械手的整体结构的紧凑性，运动平稳以及可以方便的实现无级调速。如图所示，机械手在工作过程中需三种运动，其中手臂的伸缩和立柱的升降为两种直线运动，而手臂的回转为圆周运动，所以采用圆柱坐标形式。其特点是，结构简单，手臂运动范围大，有较高的定位准确度。图机械手运动坐标形式机械手的工作范围机械手在水平方向上的伸缩范围为至两个不同高度的工作台的距离，手臂伸缩总行程为，手臂回转的运动范围为度，立柱升降的垂直方向的距离为两工作台的高度差，总行程为第二章液压系统设计根据工作要求确定个工作循环周期的运动过程手臂位于初始位置手臂伸长至工作台手指抓取工件延时，确保工件被抓住手臂缩回立柱升高至所需高度，至工作台手臂回转角度，至位置手臂伸长并释放工件延时，确保工件被成功释放手臂缩回手臂回转角度，至位置立柱下降高度至工作台图上下料机械手运动位置示意图图上下料机械手工作行程范围示意图工作行程范围角度度手作工作范围高度工作范围据工作循环过程确定系统工况分析图，确保工作运动中的动作连续性图机械手运动循环工况分析图拟订液压系统的工作原理图根据整个系统的工作完成步骤，选择合适的液压缸。伸缩运动和升降运动选择单杆活塞液压缸，回转运动选择摆动液压缸，保证整个系统能够达到稳定的运动效果。液压回路的选择确定液压执行元件以后，根据设备的共组特点和工作要求确定对主要性能起决定性影响的主要回路，机械手液压系统主要有针对伸缩运动，升降运动和回转运动的三个主要运动回路。对以上的液压元件和液压回路进行综合液压回路的综合就是把选择的液压回路放在起，进行归并整理，增加必要的液压元件和辅助回路，确定完整的液压传动系统。同时注意尽量简化系统机构，减少不必要的液压元件使用保证整个液压系统运动动作的可靠，安全，没有元件与机构之间的相互干涉问题的存在尽可能的去提高系统的工作效率，减少不必要的功耗的浪费尽可能采用标准通用的液压元件。综合以上的动作，原理以及元件，绘制液压系统原理图。下图为本机械手液压系统的工作原理图图上下料机械手液压系统的工作原理图注上图中的为行程控制开关根据整个系统的液压元件需求选择标准的液压元件机械手液压系统的主要液压元件选择包括油箱，滤油器，油泵，溢流阀，减压阀，单向阀，电磁换向阀，单向节流阀，以及相应的电器开关等主要液压元件规格如下表压力表节流阀三位四通电磁换向阀单向阀减压阀两位四通电磁换向阀安装方法参照液压系统工作原理图液压缸尺寸的确定及安全强度的校核根据设计的参数要求，确定合理的液压缸尺寸伸缩液压缸的设计计算由于工件相对于整个系统较小，并且工件运动为水平运动垂直于重力方向和摩擦力方向，所以对于运动过程来说负载较小，故不进行负载分析。伸缩液压选择单杆式活塞缸工作行程为由于此工业机械手属于小型的工程机械，故选初始压力试取活塞伸出的速度活塞缩回的速度则由于故取标准速比工作腔面积活塞稳定性较核活塞工作总行程活塞杆直行需进行稳定性校核由材料力学中有关公式，根据液压缸端支承端链取末端数据活塞杆选用普通碳钢，则材料强度实验值，因为所以它的载荷当取安全系数为时所以满足稳定性要求则对于伸缩而言则取缸径杆半径求液压缸流量摆动缸计算回转角度液压缸和工作压力则输出压力取故取故可驱动基于手臂的回转运动升降机构设计计算由于手臂伸缩机构与摆动机构等重量全载与升降机构，故算的选液压缸工作压力工作负载取取取则耗时约为第三章集成块的设计设计分析在整个液压系统中，由于整个系统由若干个液压阀有机组合在起的，各个液压阀之间的连接方式主要有管式连接，板式连接，集成式连接。集成式连接又可以分为集成块式连接，叠加阀式连接，插装锥阀式连接。由于管式连接结构分散，尤其对于复杂的液压系统，占据空间很大，管路交错，接头较多，装卸维修困难，并且在接头处容易造成油液的泄露与空气的渗入，有时会产生噪音和震动。板式连接般油管较多，而且易在两板之间形成间隙，出现漏油，串腔等问题。而集成块式连接是集成式连接中的种，即借助于集成块把标准式的板式连接的液压元件连接起来，它是种代替管路把元件连接起来的六面连接体，在连接体内根据各控制油路设计出需要的油路通道，液压阀装在集成块周围。集成块的上下面是块与块的结合面，在结合面上加工有相同位置的压力油孔，回油孔，泄露油孔，以及安装螺栓孔。集成块与装在周围的阀类元件之间组成个集成块组，可以完成定典型回路的功能。将所有的集成块组叠加在起，就可以构成整个集成块式的液压传动接系统。在所有的集成块组的下面应该有底板结构，底板上有压力油孔，回油孔，泄露油孔等，通过底板来实现集成块组与油泵和油箱的连接，在所有的集成块组上面还应该有顶盖结构，在顶盖上可以安装压力表开关，以便于测量系统中各连接点或者油路的压力情况，这种集成方式的优点是它的机构紧凑，占地面积小，易于装卸和维修，并且具有标准化和系列化产品。以选用组合，因而被广泛用于各种中高压液压系统和各种中低压液压系统中，但是对于它的设计，工作量比较大，加工工艺复杂，不能任意修改等缺点。下面就简单的集成块举个例子。包括三维造型的线形结构和实体结构。如下图图集成块三维造型的线形结构图集成块的三维实体造型根据具体的要求进行设计计算上下料用的机械手液压系统的集成块设计系统见集成块装配图，它包括地板块，升降机构控制集成块，回转机构控制集成块，伸缩机构控制集成块以及顶盖等五个集成块组成。下面针对整个系统中的伸缩缸液压控制回路集成块为例子，具体说明整个集成块的设计计算过程为了能满足整个循环的工作要求，则该回路共需四个液压元件，有相关手册查得它们的型号和规格，以及安装底板在安装这些元件时候应考虑的油孔的相对位置情况等减压阀型号通径连接底板标准外型尺寸安装螺栓孔和油孔的相对位置如下单向阀型号通径型直角单向阀板式连接外型尺寸安装螺栓孔和油孔的相对位置如下三位四通电磁换向阀弹簧对中型代号型号通径规格流量公称压力换向频率次电压功耗安装螺栓孔和油孔的相对位置如下单向节流阀型号板式连接通径外型尺寸安装螺栓孔和油孔的相对位置如下下面为集成块的设计步骤根据上面查得的标准，做液压元件样板，根据阀的油孔和外型尺寸确定液压集成块的外型尺寸，以及阀体在集成块面上所占的空间。确定通道的孔径，集成块上的公用通道，即压力油孔，回油孔，泄露油孔，以及四个安装孔，压力油孔由液压泵流量决定，本回路流量约为则取压力油孔的孔径为，回油孔和泄露油孔也取孔径为。直接与液压元件连接的液压油孔由选定的液压元件规格确定，由于所选液压阀的通径都为，则统取孔径为，方便加工。而孔与孔之间的连接孔即工艺孔也取，并且要求用螺塞在集成块表面堵死，不允许堵孔用的螺塞对其他的液压元件和结合面有干涉作用。集成块上液压元件的布置，把做好的液压元件样板在集成块各个视图上进行布局，有的液压元件需要连接板，则样板以连接板为准。在布局时应该避免电磁换向阀两端的电磁铁与其他部分或元件想干涉，液压元件的布置应以在集成块上加工的孔最少为最佳。如图所示，孔道相通的液压元件应该尽可能布置在同水平面上，或在直径的范围内如图，否则要钻中间油孔如图不通油孔之间的最小壁厚必须进行强度校核如图。液压元件在水平上的孔道若与公共油孔相通，则应尽可能地布置在同垂直位置或在直径的范围如图否则要钻中间孔道如图，集成块前后与左右连接的孔道应相互垂直，不然也要钻中间孔道如图。设计专用集成块时，要注意其高度应该比装在其上的液压元件最大横向尺寸大，以避免上下集成块上的液压元件相互干涉，影响集成块组之间的紧固问题。图液压元件在垂直面内的孔道关系集成块上液压元件布置程序。电磁换向阀布置在集成块的前面和后面，先布置垂直位置，后布置水平位置，要避免电磁换向阀的固定螺孔与阀口通道集成块固定螺孔相通。液压元件泄漏孔可考虑与回油孔合并。水平位置孔道可分为三层进行布置。根据水平孔道布置的需要，液压元件可以上下左右移动段距离，具体可参见图。溢流阀的先导阀部分可伸出集成块外，有的元件如单向阀，可以横向布置。图液压元件在水平面内的孔道关系由于集成块内部油道很多，而且连接方式比较复杂，这样就给内部孔道的设计和校核带来了定的麻烦。在做整个集成块设计的过程中首先要