因为此处活塞杆长度为，直径为所以这里不用进行活塞杆的稳定性校核。螺钉的计算为了保证连接的紧密性，必须规定螺钉的间距，查表知，间距应小于，设螺钉数目为个。表.间距与压力的关系工作压力螺钉间距在这种连接中，每个螺钉在危险剖面上承受的拉力为工作载荷和预紧力之和式中驱动力螺钉数目工作压力预紧力危险剖面直径螺钉的强度条件为式中计算载荷抗拉许用应力单位为螺纹内径螺钉材料屈服极限设螺钉的材料为号钢，查得，经过计算得.，取螺钉型号为。表.螺钉材料的屈服极限钢号手臂回转液压缸.手臂回转液压缸结构设计经考虑，手臂回转液压缸设计成如下形式图.手臂回转液压缸缸体键动片左油孔定片右油孔图.所示的手臂结构，采用个回转液压缸实现旋转运动。从剖视图上可以看出，回转叶片简称动片用键和转轴连接在起，定片和缸体用销钉和螺钉连接。压力油分别由油孔进出油腔，实现手部的旋转。旋转角的极限值由动片定片之间允许回转的角度来决定般小于。.手臂回转时所需的驱动力矩手臂回转时，需要克服以下几种阻力回转处的摩擦阻力，般为了简化计算，取.启动惯性所需的力矩式中手臂回转部分对轴线的转动惯量工件对回转轴线处的转动惯量手臂回转过程的角速度启动过程所转过的角度具体计算过程如下设手爪手爪驱动液压缸手腕回转液压缸以及手臂伸缩液压缸等效为个圆柱体，高，直径为，其所受重力为摩擦阻力矩.启动过程所转过的角度.，等速转动角速度.转动惯量计算为在手腕部分已算过，代入手臂回转液压缸的设计计算回转液压缸所产生的驱动力矩必须大于总的阻力距，为了使该机械手具有更好的通用性，以及与相应的机构尺寸相吻合，设回转的基本尺寸如下回转缸内径输出轴与动片连接处的直径动片宽度回转液压缸的工作压力因为，所以是符合要求的。.缸盖螺钉的计算由于在计算手臂伸缩液压缸过程中已经行过缸盖螺钉的计算，此处的计算与上面相同，故不再赘述。机械手的液压驱动系统液压系统自年代初到现在，已自机械手中获得广泛应用。它的优点是动力大力或力矩惯性比大快速响应高易于实现直接驱动等。液压系统在机械手中所起的作用是通过电液转换元件把控制信号进行功率放大，对液压动力机构进行方向位置和速度的控制，进而控制机械手的手臂按给定的运动规律动作。液压动力机构多数情况下采用直线液压缸或摆动液压缸。用于实现手臂的伸缩升降以及手腕手臂的回转。.程序控制机械手的液压系统这类机械手属于非伺服控制机械手，在只有简单搬运动作业功能的机械手中，常常采用简单的逻辑控制装置或编程控制，对机械手实现有限位的控制。这类机械手的液压系统设计与其它液压机械设计所考虑的问题大致相同，只是在以下方面须加以重视。液压缸设计在确保密封性的前提下，尽量选用橡胶与氟化塑料组合的密封件，以减少摩擦阻力，提高液压缸的寿命。定位点的缓冲与制动因机械手手臂的运动惯量较大，在定位点前要加缓冲与制动机构或锁紧装置。对惯性较大的运动轴和接近机械手末端的腕部运动轴的液压缸两侧，最好加设安全保护装置，防止因碰撞过载损坏机械结构。.液压系统传动方案的确定各液压缸的换压回路为便于机械手的自动控制，如采用可编程序控制器或微机进行控制，从总体方案设计中可知系统系统的压力和流量都不高，因此般都选用电磁换向阀回路，以获得较好的自动化程度和经济效益。液压机械手般采用单泵或双泵供油，手臂伸缩手臂俯仰手臂旋转等机构采用并联供油，这样可有效降低系统的供油压力，此时为了保证多缸运动的系统互不干扰，实现同步或非同步运动，换向阀需采用中位型换向阀。合本设计方案，所有液压缸都采用型电磁换向阀，如图.所示图.伸缩缸，升降缸，回转缸调速方案整个液压系统只用单泵或双泵工作，各液压缸所需的流量相差较大，各液压缸都用液压泵的全流量工作是无法满足设计要求的。尽管有的液压缸是单速度工作，但也需要进行节流调速，用以保证液压缸的平稳运行。各缸可选择进油路或回油路节流调速，因为系统为中低压系统，般适宜选用节流阀调速。在般情况下，机械手的各个部位是分别动作的，手臂回转缸手腕回转缸和夹紧缸所需的流量较为接近，手臂伸缩缸的流量较大，这两组缸所需的流量相差较大，这样可以选择单泵供油系统，也可选择双泵供油系统，本设计选择单泵供油系统。单泵供油系统要以所有液压缸中需流量最大的来选择泵的流量。优点是系统较为简单，所需的元件较少，经济性好。图.单泵供油系统减速缓冲回路通用工业机械手要求可变行程，在液压缸的起动和停止的过程中都需要缓冲。如图所示采用个二位二通电磁换向阀和个节流阀形成缓冲回路。当液压缸运动到希望点时，由位置检测装置发信号给主机，然后主机控制电磁阀通电切断二位二通的通路，液压缸的回路改经节流阀回油箱，增大的回油路的阻力，使液压缸速度减慢，防止冲击达到缓冲目的，这种回路也适用于摆动缸。图.回油节流缓冲回路.液压系统的合成在上述主要液压回路选好后，再加上其它功用的辅助油路如卸荷测压等油路，就可以进行合并，完善为完整的液压系统，并编制液压系统动作循环及电磁铁动作顺序表。完整的液压原理图和电磁铁动作顺序表如下所示图.完整的液压原理图表.电磁铁动作顺序表电磁铁手臂伸缩伸出伸出缓冲缩回缩回缓冲手臂回转正转正转缓冲反转反转缓冲手臂升降伸出伸出缓冲缩回缩回缓冲手腕回转正转正转缓冲反转反转缓冲手爪夹紧松开原位卸荷机械手的可编程控制工业机械手的电器控制系统相当于人的大脑，它指挥机械手的动作，并协调机械手与生产系统之间的关系。机械手的工作顺序应达到的位置，如手臂上下移动伸缩回转及摆动手腕上下左右摆动和回转手指的开闭动作，以及各个动作的时间速度等，都是在控制系统的指挥下，通过每运动部件沿各坐标轴的动作按照预先整定好的程序来实现的。不论自动电气控制装置复杂程度如何，对于生产线及各种功能的机械手来说，般都要求电气控制系统按照预先规定的动作程序进行顺序控制。随着工业生产的不断发展以及工业机械手技术的不断成熟，可编程控制器被广泛应用，它的优点是运行稳定编程方法简单易学功能强，性能价格比高硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强无触点面配线，可靠性高，抗干扰能力强系统的设计安装调试工作量少维修工作量小，维修方便，体积小，能耗低。所以该机械手采用控制。.输入输出触点的分配行程开关的分配推动手臂回转的回转液压缸手臂正转限位手臂反转限位推动手臂升降的直动液压缸手臂上升限位手臂下降限位推动手臂伸缩的直动液压缸手臂伸出限位手臂缩回限位推动手腕回转的回转液压缸手腕正转限位手腕反转限位推动手爪夹紧的直动液压缸手爪松的夹紧缸开由结构限位限位，故不需要限位开关手动按钮的分配手臂回转控制手臂正转手臂反转手臂回转缓冲手臂升降控制手臂上升手臂下降手臂升降缓冲手臂伸缩控制手臂伸出手臂缩回手臂伸缩缓冲手腕回转控制手腕正转手腕反转手腕回转缓冲手爪夹紧控制手爪夹紧手爪松开其他启动回原点连续点位控制停止输入输出继电器的分配输入输出元件号均用八进制数表示，上述每个行程开关和手动按钮都对应个输入继电器，则输入触点分配如下按顺序对应。按顺序对应。输出触点分配如下每个电磁阀对应个输出继电器，则按顺序对应。.外部接线图根据触点数目，此处选用型可编程控制器，外部接线图如图.所示图.外部接线图.控制面板设计此面板提供了个人机交互的界面，当该机械手需要调试和维修的时候就会用到它。当然，当生产线有暂停的时候，也需要人为的停止和起动。所有的手动按钮都要设定在控制面板上。图.控制面板图.状态控制图该机械手在每个周期内需要完成上料进入下工位翻转工件回到原点个主要步骤，如图.所示图.状态流程简图将每个主要步骤拆开来，可以得到状态流程详图，如图.所示图.状态流程详图.梯形图根据状态流程详图和外部接线图得出如下.所示梯形图图.梯形图结论经过两个多月的马拉松式的紧张设计，随着这份说明书的收笔也即将告捷。回想起设计的过程，酸甜酸苦辣言难尽。虽然时间的紧迫和就业的压力始终徘徊在设计的过程中，但毕竟收获的喜悦还是胜过了工作的幸劳。非常庆幸能在毕业之际交上份令自己满意的答卷。本次毕业设计课题内容覆盖面广。涉及到机械等主干课程，通过认真实习调查分析研究查阅大量参考资料，顺利地完成了此次的毕业设计。这次的设计中，我也发现自己在基础课和专业课上存在的缺陷，在周老师的悉心指导和同组同学的帮助下，我也逐渐地弥补自己的缺陷，努力将自己的设计做好。通过此次毕业设计，我了解和掌握了机械手设计的基本要求步骤方法及应考虑的有关问题，并巩固和深化了大学四年中几乎所有专业知识，培养了科学的思维工作方式和理论联系实际的能力，更是体会到了相互协作的工作精神，给即将踏上工作岗位的我们起到次很好地实战练兵演习，为将来的工作打下基础。在本次设计中，由谢卫容老师指导。谢老师老师工作细致，严谨治学，在设计中给予我了极大的帮助，指导我完成工作。谢老师教给我们些做事的道理，在以后的生活工作中都是非常有用的，在此表示深沉地谢意！同时，借此机会谨向教诲过我的老师们表示深深地谢意向在身后如既往地支持我的父母表示深深地谢意向在设计过程中关心和帮助我的同学表示深深地谢意！由于本人设计经验不足，不妥之处在所难免