通用液压机械手的设计摘要的驱动力矩计算在机械手的手腕回转运动中所采用的回转缸是单叶片回转油缸，它的原理如图所示，定片与缸体固连，动片与回转轴固连。动片封圈把油腔分隔成两个.当压缩油从孔进入时，推动输出轴作逆时针方向回转，则低压腔的油从孔排出。反之，输出轴作顺时针方向回转。单叶片回转油缸的压力和驱动力矩的关系为,或定片缸体动片动片风圈回转轴进油口出油口图回转油缸简图手腕回转缸的尺寸及其校核.尺寸设计设计油缸内径为,半径,轴径,半径,油缸运行角速度，加速度时间，回转油缸的工作压力为，动片宽度为。由公式计算力矩力矩.尺寸校核．测定参与手腕转动的部件的质量,分析部件的质量分布情况，质量密度等效分布在个半径的圆盘上，那么转动惯量工件的质量为,质量分布于长的棒料上，那么转动惯量假如工件中心与转动轴线不重合，对于长的棒料来说，最大偏心距，其转动惯量为则．手腕转动件和工件的偏重对转动轴线所产生的偏重力矩为偏，考虑手腕转动件重心与转动轴线重合夹持工件端时工件重心偏离转动轴线,则式中为手腕回转部件的重量，为工件的重量，．手腕转动轴在轴颈处的摩擦阻力矩为由于是液压传动，润滑比较好，根据经验得知摩擦力矩很小，故忽略不计。．回转缸的动片与缸径定片端盖等处密封装置的摩擦阻力矩式中为回转缸的动片与缸径定片端盖等处密封装置的摩擦阻力矩，为输出轴与缸盖密封装置处的摩擦阻力矩，式中输出轴与缸盖密封处直径，密封的有效长度或密封宽度,形密封圈的截面直径形圈在装配时的压缩率，对于回转运动取摩擦系数，回转油缸的工作压力,则为动片侧面与缸盖密封处的摩擦阻力矩，动片外径与油缸密封装置处的摩擦阻力矩，动片侧面与缸盖密封处的摩擦阻力矩其中回转油缸直径回转油缸与动片连接处直径由设计得则动片外径与油缸密封装置处的摩擦阻力矩其中为动片的宽度和同上述。则回转油缸回油腔的背压反力矩其中为回油腔的油液压力，在这里初步估算为则则手腕回转油缸所需的驱动力矩为所以设计尺寸符合使用要求，安全。第章手臂工作油缸的设计与计算.手臂伸缩油缸的设计与校核手臂的伸缩动作由伸缩油缸带动，需要计算油缸的驱动力。所谓油缸的驱动力是指油缸的高压油腔的压力油所产生的合成液压力。在机械手工作时，各油缸的驱动力要分别克服作用在各自油缸活塞上的总机械载荷，以保证机械手正常运动。手臂伸缩油缸运行长度设计为,油缸内径为，半径。尺寸校核设计油缸运行长度设计为,油缸内径为,半径,活塞运行速度为，加速度时间，进油压力为。当压力油输入无杆腔，使活塞以速度而运动是所需输入油缸的流量为式中油缸或活塞直径，输入无杆腔的流量，活塞的移动速度，流量为油缸的无杆腔内压力油液作用在活塞上的合成液压力即油缸的驱动力为式中进油压力，油缸驱动力，当压力油输入有杆腔，使活塞以速度而运动是所需输入油缸的流量为式中活塞杆直径输入无杆腔的流量，活塞的移动速度则流量为油缸的无杆腔内压力油液作用在活塞上的合成液压力即油缸的驱动力为计算作用在活塞上的总机械载荷机械手手臂移动油缸的受力简图如图所示。作用在活塞上的总机械载荷为图手臂伸缩油缸受力简图.工作阻力工作阻力的数值要根据油缸工作的具体情况确定有无，并进行计算或估算。在此为完成搬运工件的伸缩油缸，故不受工作阻力，即为。.导向装置处的摩擦阻力不同配置和不同的导向截面形状，其摩擦阻力不同，要根据具体情况进行估算。本设计如图所示的是双向杆导机构，其导向杆截面形状是圆柱面。导向杆对称配置在油缸的两侧，并布置在过油缸活塞杆的平面内。图所示的油缸在启动时，导向装置处的摩擦阻力较大，估计如下由于导向杆对称配置，两导向杆受力均匀，可按只导向杆估算，忽略导向杆直径的影响，根据它手里的平衡条件推得式中参与运动的零部件的总重量，包括被抓物件重量估算为手臂缩回时参与运动的零部件的总重量的重心到导向支承前端的距离导向支承的长度，摩擦系数，对于静摩擦且无润滑时，钢对钢的取当量摩擦系数，其值与导向支通用液压机械手的设计摘要美国采用圆柱坐标式机械手在吨锻压机上锻造齿轮毛坯瑞典采用型机械手在压力机上锻造曲轴采用型机械手生产大型轴承环，机械手在两台液压机间传送轴承环的坯料。锻压机械手的手指部位必须采用耐热钢锻造，相当于的材料。同时用空气水喷雾冷却。机械手外部装有防热护罩，内部通水冷却。机械手在锻造熔炼方面的应用，国内已研制成功压铸机上下料机械手，上下箱合箱浇注机械手，以及铸件表面清理机械手等。有些工厂还将机械手和造型机配合组成铸造生产自动线，彻底改变了铸造生产的面貌。国外对电炉炼钢过程中采用机械手进行了大量的研究。由于强大电流的干扰，影响了机械手的采用，并由于熔渣和钢水难以区别，往往在浇注过程中容易液渣不分，需研究带有特殊传感装置的机械手，才能实现浇注的机械化和自动化。.冷加工方面冷加工方面机械手主要用于柴油机配件以及轴类盘类和箱体类零件单机加工时的上下料和刀具安装等。进而在程序控制数字控制等机床上应用，成为设备的个组成部分。最近更在加工生产线自动线上应用，称为机床设备上下工序联接的重要手段。国内机械工业铁路工业中首先在单机专业上采用机械手上下料减轻工人劳动强度。如在轴类螺栓气阀和螺撑帽坐等零件的加工机床上配置了机械手，代替人工上下料。在三通阀体轴瓦平斜铁柴油机摇臂加工生产自动线上采用单臂双臂圆柱式机械手，成为联接工序运送工件的重要装备。并在连杆粗加工自动线上采用数控机械手，这样它不仅担负自动线上机床工件的装卸运输，并能发出指令指挥全线工作。国外铁路工业中应用机械手以加工铁路车轴轮对等大中批量零部件。并和机床设备共同组成个综合的数控加工系统。.拆修装方面拆修装是铁路工业系统房中体力劳动较多的部门之，促进了机械手的发展。目前国内铁路工厂机务段等部门。已采用机械手拆装三通阀钩舌分解制动缸装卸轴箱组装轮对清楚石棉等，减轻了劳动强度，提高了拆修装的效率。采用机械手进行装配更是目前研制的重点，国外已研究采用摄像机和力的传感装置和微型计算机联接在起，能确定零件的方位，达到镶装的目的。综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。第章方案的确定本毕业设计是通用机械手，要求有较高的定位精度和较高的耐用度，其结构形式方案般有下几种表机械手结构选型表结构形式方案特点优缺点结构简图直角坐标型作机的手臂具有三个移动关节，其关节轴线按直角坐标配置结构刚度较好，控制系统的设计最为简单，但其占空间较大，且运动轨迹单，使用过程中效率较低圆柱坐标型操作机的手臂至少有个移动关节和个回转关节，其关节轴线按圆柱坐标系配置结构刚度较好，运动所需功率较小，控制难度较小，但运动轨迹简单，使用过程中效率不高续表机械手结构选型表结构形式方案特点优缺点结构简图球坐标型操作机的手臂具有两个回转关节和个移动关节，其轴线按极坐标系配置结构紧凑，但其控制系统的设计有定难度，且机械手臂的刚度不足，机械结构较为复杂关节型操作机的手臂类似人的上肢关节动作，具有三个回转关节运动轨迹复杂，结构最为紧凑，但控制系统的设计难度大，机械手臂的刚度差.直角坐标型机械手直角坐标式机械手是适用于工作位置成行排列或与传送带配合使用的种机械手。它的手臂可作伸缩，左右和上下移动，按直角坐标形式三个方向的直线进行运动。结构简图见表。其工作范围可以使个直线运动二个直线运动或三个直线运动。如在三个直线运动方向上各具有三个回转运动，即构成六个自由度。但在实际上式很少有的。缺点是这种机械手作业范围较小。.圆柱坐标式机械手圆柱坐标式机械手是应用最多的种形式，它适用于搬运和测量工作。具有直观性好，结构简单，本体占用的空间小，而动作范围较大等优点。圆柱坐标式机械手由三个运动组成。它的工作范围可分为个旋转运动，个直线运动，加个不在直线运动所在平面内的旋转运动二个直线运动加个旋转运动。结构简图见表.圆柱坐标式机械手有五个基本动作.手臂水平回转.手臂伸缩.手臂上下.手臂回转动作.手爪夹紧动作。圆柱坐标式机械手的特征是在垂直导柱上装有滑动套筒手臂装在滑动套筒上，手臂可作上下直线运动和在水平面内做圆弧状的左右摆动。据国外中机械手的统计，圆柱坐标式机械手就有种，其中中式具有三个运动，而具有六个自由度的机械手仅有六种。本次设计方向与该类型机械手特点相符。.球坐标式机械手球坐标式机械手是种自由度较多，用途较广的机械手。它是由三个方向的运动组成。结构简图见表。球坐标式机械手的工作范围包括个旋转运动二个旋转运动二个旋转运动加个直线运动。球坐标式机械手可实现以下八个动作．手臂上下动作，即俯仰动作．手臂左右动作，即回转动作．手臂前后动作，即