（毕业设计全套）模切机上下料机械手结构设计（打包下载）

这时的气路是进气路线空气处理单元储气罐二位二通电磁阀真空发生器过滤器吸盘。

排气路线空气处理单元储气罐二位二通电磁阀真空发生器消声器。

垂直手臂的上升经传感器检测到物料已经被吸起时，发出讯号，使三位四通电磁阀的电磁铁得电，阀的阀芯左移，执行小臂的上升动作。

这时的气路是进气路线空气处理单元储气罐三位四通电磁换向阀右端单向调速阀气缸的有杆腔。

排气路线气缸的无杆腔单向调速阀三位四通电磁换向阀的排气口调速阀消声器排出。

水平手臂的回缩小臂气缸上升到指定位置时，撞到上限位开关，使三位四通电磁阀的电磁铁断电，小臂上升动作停止。

经时间继电器延时，使三位四通电磁阀的电磁铁得电，阀的阀芯左移，执行水平手臂的回缩动作。

这时的气路是进气路线空气处理单元储气罐三位四通电磁换向阀右端单向调速阀气缸的有杆腔。

排气路线气缸的无杆腔单向调速阀三位四通电磁换向阀的排气口调速阀消声器排出。

摆动气缸的左旋水平手臂气缸回缩到指定位置时，撞到后限位开关，使三位四通电磁阀的电磁铁断电，水平手臂的回缩动作停止。

经时间继电器延时，使三位四通电磁阀的电磁铁得电，阀的阀芯左移，执行摆动气缸的向左旋转动作。

这时的气路是进气路线空气处理单元储气罐三位四通电磁换向阀右端单向调速阀摆动气缸的口。

排气路线摆动气缸的口单向调速阀三位四通电磁换向阀排气口调速阀消声器排出。

垂直手臂的下降摆动气缸左旋到指定位置度，撞到左转限位开关，使三位四通电磁阀的电磁铁断电，摆动气缸的左旋运动停止。

经时间继电器延时，使三位四通电磁阀的电磁铁得电，阀的阀芯右移，执行小臂的下降运动。

这时的气路是进气路线空气处理单元储气罐三位四通电磁换向阀左端单向调速阀气缸的无杆腔。

排气路线气缸的有杆腔单向调速阀三位四通电磁换向阀的排气口调速阀消声器排出。

放物小臂气缸下降到指定位置时，撞到下限位开关，使三位四通电磁阀的电磁铁断电，垂直手臂的下降运动停止。

经时间继电器延时，使二位二通电磁断电，二位二通电磁阀通电，真空发生器停止运动，真空消失，压缩空气进入吸盘，将物料与吸盘吹开，这时气路为进气路线空气处理单元储气罐二位二通电磁阀调速阀过滤器吸盘。

排气路线空气处理单元储气罐二位二通电磁阀调速阀过滤器吸盘。

垂直手臂的上升经传感器检测到物料已脱离吸盘，发出讯号，经时间继电器延时，使三位四通电磁阀的得电，阀的右位接入工作，执行垂直手臂的上升动作。

这时的气路是进气路线空气处理单元储气罐三位四通电磁换向阀右端单向调速阀气缸的有杆腔。

排气路线气缸的无杆腔单向调速阀三位四通电磁换向阀的排气口调速阀消声器排出。

回到初始位置垂直手臂上升到指定位置，撞到上限位开关，接通复位按钮，回到初始位置，重复以上动作。

第章驱动系统设计.驱动系统的选择工业机械手的驱动系统，按动力源分为液压，气动，电动三大类。

根据需要也可由这三种基本类型组成复合系统。

液压驱动系统由于液压技术是种比较成熟的技术，它具有动力大，力惯性比大，加速响应高，易于实现直接驱动的特点。

适用于承载能力大，惯性大及在防暴环境中工作的机械手。

液压式动力源，般需要液压动力装置以便将电能变换成高压油流。

因此，它比电力式多了个动力装置。

但是，液压动力源容易产生高压，因此可用较小的装置产生很大的力。

容易获得很大的操作力可以说是液压式的首要特点。

特别是飞机和车辆之类具有较大发动机的液压动力源，其液压动力源要比电机小得多，而且能发出很大的力，因此它是极为优良的动力源。

液压式动力系统的特点如下装置每单位尺寸或每单位重量的错作力或输出动力很大。

也就是说，在输出功率尺寸或重量方面非常好。

但是，整个动力系统通常需要液压动力装置，因此有时它比其他方式差，但不能概而论。

速度反应很好。

能用小的装置获得大的输出功率，因此转矩惯性比很大，能获得快速反应。

此外，还能广泛的控制运动，并能精确的控制。

由于使用了液压油，润滑性能好，而且金属腐蚀少，寿命长。

缺点是，公用液压源时会发生相互干涉，因此往往要对每个机械人都设置液压动力装置。

所以工厂中，装置需要的面积比较大。

在使用上，如有垃圾混入液压油，液压式就减效。

因此，也压油的管理很重要。

液压装置发生故障大多数是由这样的液压油引起的。

而且排除液压装置的故障也比较浪费时间。

发热大，噪音大，漏油会引起污染，处理废油是个社会问题。

气动驱动系统气动驱动具有速度快，系统结构简单，维修方便，价格低等特点，只用于中校负载系统中，但难于实现伺服控制。

多用于程序控制的机械手中，如上下料的机械手。

气动式动力源，通常使用空气压缩机。

由于空气具有压缩性，所以在台空气压缩机上即时有很多接头，也不大会发生相互干涉。

为此，在工厂中，可以公用压缩空气动力源，因而，设备面积比液压小些。

此外，还能利用空气的压缩性来贮能。

因此，要设置容器，用小型压气机来积蓄压力，以便能以此发出很大的动力。

如再把压缩空气或高压气体积蓄在贮气瓶子里，就像蓄电池样使用蓄压瓶子就好了。

气压式的缺点是不能获得很大的操作力，但其优点是适合于作用力不大的操作，而且过载时安全性大再者，空气没有润滑性，因此有时要采取其他措施来进行油雾润滑。

此外，空气压缩性大，其效率比较低。

但是，这可利用容器蓄能的办法使整个系统的效率大大提高。

此外，空气中的水分会使机器生锈，因此要注意排除水分和供应干燥空气。

还有，油雾润滑也会发生空气污染和排气噪音问题。

从气压式机械人操作部分的性能来看，除上述特点外，还有以下几点控制操作速度和输出功率时，容易实现无级控制。

但是，工作压力较大时，摩擦力很大，因此很难精确控制。

管道中的压力下降很少，因此可获得快速动作。

由于空气具有压缩性，要精确控制速度以及在操作过程中确定中途停止和保持原状的位置都比较难。

无需回气管道，因此容易集中管理。

不受温度变化的影响，能在很大的温度范围内使用，特别是在高温下更为有效。

除了性能外，成本也低。

因此，气压式适用于轻级作业，并适用于无需精确控制的低成本作业，但是，就自走型机械人来说，如研制成功了燃料燃烧时产生气压动力源，就有可能成为未来优良的动力源。

此外，对于假手假脚来说，贮气瓶是种优良的动力源。

电动驱动系统由于低惯量，大转矩的交直流电机及配套的伺服系统的广泛应用，这种驱动系统在机械手中被广泛的应用。

由于电子学的发展，在信息和信号处理上，电子技术占重要的地位，而且由于输电网的完备，在世界上任何地方都可以获得电源，因此各种电力机都可实现标准化，其品种也较齐全。

此外，还有了蓄电池这种贮能装置，就易于组成各种系统，这可以说是电力式的最大优点。

特别是在没有发动机等特殊动力源的情况下，只有供应电能。

这时，无需将电能变换成其他形式的能，因为电能在总成本，大小，重量方面往往是有利的。

由于伺服电机的进步，电机的大小和重量也大大减小，大功率和重功率的电力伺服系统与液压式相比，单位重量功率还较差，但小功率的电力伺服系统具有最小的外形。

除能防爆外，寿命，安全性，保养方面也大有改善。

电力式的缺点是，过载时会发热而发生故障或火灾，在防爆性气氛中使用时，必须注意防爆。

本设计中，采用的是液压和气压两种类型的复合应用。

.液压系统的设计这类机械手属于非伺服控制机械手，在下面三个方面需要加以重视液压缸的设计在确保密封性的前提下，尽量选用塑料，橡胶等材料的密封件。

以减少摩擦阻力，提高使用寿命。

位点的缓冲与制动因为机械手的运动惯量较大，在定点前要加缓冲或制动机构，或紧锁装置。

对惯性较大的运动中和接近机械手末端的腕部运动轴的两侧，最好设置安全保护装置。

计算参数手部回转缸手臂回转手臂伸缩手臂升降由已知参数绘制工况图手部回转手臂回转手臂升降手臂伸缩拟定液压回路换向回路其全部采用型三位四通换向阀，选电磁阀是为了便于微机控制，选中位为形式为了定位精确。

调速方案从工况图可知本系统功率较小，故选用简单的进油油路节流阀调速，同样选用简单的单泵供油，力求获得比较好的经济性和效益性。

缓冲回路力求便于微机控制，提高自动化，并且对系统有定的缓冲作用，以便不损坏设备。

系统的安全可靠性为了防止升降，伸缩等情况造成的油缸下滑都采用单向顺序阀来平衡。

合并完成液压回路压力继电器，在夹紧工件后发送信息，让危机控制其它缸的工作，二位二通电磁换向阀用于系统卸荷。

.喷嘴吸盘的设计根据流体力学，气体在稳定流动状态下，单位时间内气体经过喷嘴的每个截面的气体质量均相等。

因此，在最简单的情况下，低流速高压强截面的喷嘴应当具有大面积，而高流速低压强截面的喷嘴应有小面积。

所以压缩空气由喷嘴进口处进入后，喷嘴开始段由大到小逐渐收缩，而气流速度逐渐增大，当沿气流流动方向截面收缩到最小处时即临界面积，流速达到临界速度，即音速，此时压力近似为喷嘴进口处的压力之半，即。

为了使喷嘴出口处的压力低于，必须在喷嘴临界面以后再加上段逐渐扩展段，这样可以在喷嘴出口处获得比音速还要大的流速，即超音速，并在该处建立低压区域，使处的气体不断地被高速流体卷带走，如处形成密封空腔，就可使腔内压力下降而形成负压。

当在处连接橡皮碗吸盘，即可吸住工件。

详见装配图吸盘部分。

由上述分析可知，从般的气体流速增速到超音速而建立低压区，必须使管道截面积的变化规律先收敛到最小界面，然后再扩大，这种喷嘴称为“缩收喷嘴”，或称为“拉伐尔喷嘴”。

关于“缩收喷嘴”出口处的压力与管道渐缩和渐扩截面积有专门的计算公式。

由于流体先经过收缩段后再经过扩展段，因而计算公式有所不同，如上图所示。

流体经过逐渐收缩段所能达到的最大速度是在最小界面处，处的最大速度为临界速度即音速，用表示，其压力为临界压力，假设气体为亮相的，并把喷嘴进口处的音速忽略不计时，则临界压力为设式中绝对指数。

对于空气可取.，则.，可近似的认为，此时临界速度和最大流量为式中喷嘴进口处的压力公斤喷嘴进口处的比容喷嘴逐渐收缩阶段最小截面积即临界面积。

由上述可知，临界压力仅为进口压力之半，为使喷嘴出口处的压力低于临界压力，必须在临界界面后再加段逐渐扩展段，在逐渐扩展部分，沿着流动方向，气体的流动速度不断增大，而压力则自临界压力不断下降，在喷嘴出口截面上得到低于临界压力的压力，同时得到高于音速的相应的流速，其计算公式为式中喷嘴出口处的速度临界速度在稳定流动状态下，单位时间内流过喷嘴任何截面的气体质量均相等，故得于是当气体在喷嘴中流动非常迅速，接近于绝热膨胀过程时，常数，故，所以综合上述式子，可得对于空气取.，并以带入，则由公式可知，为已知参数，和为未知数，和与喷嘴的流量，流速，比容等均有关系可参见上式。

若忽略高速气流在喷嘴出口处卷带处气体的功能随时，可以把看作是处的压力，也就是负压吸盘的压力，这样可根据吸盘所需要的吸力大小来确定比值，而后计算喷嘴通道的截面积或已知截面积去求解喷嘴出口处压力。

也可以用实验方法求出气体压力与流量和喷嘴出口处所形成负压的关系。

如图示的“缩放喷嘴”在逐渐收缩部分连接段圆柱形通道即喉管，而后加上逐渐扩展部分，由于气流在喉管部分由能量的部分损失，他的计算与上面所阐述的有所不同，但是因为简便计算可以忽略上述所提到的等因素的影响，仍可以按照上述所提及的公式进行初算，把所求得的结果值乘以气流在通道中的损失系数，此值应根据具体的管道结构形式进行选取。

下图为气流压力流量与所形成负压