电动机座加工自动线卸料机械手设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 本文对工业机器人的臂部和手部进行了结构分析，并对其和其驱动装置都进行了选择。在这些结构设计完成之后，主要是对其工作原理和执行结构进行了设计及其计算。确定出各个部件的结构及其尺寸，回转装置采用的是齿条式液压缸带动齿轮及轴的移动，从而带动大手臂的回转，小手臂液压缸采用的是双作用活塞套式油缸，在设计之前首先对液压缸的种类进行了简单的介绍，对所要采用的缸的结构及零件进行了分析，并且对油缸的密封，排气装置等部分进行了简单的介绍，对液压缸的各个部件进行计算、选择。 手臂部件 (简称臂部或手臂 )是机械手的主要执行部 件。它的作用是支承腕部和手部 (包括工件或工具 )，并带动它们在空间运动。所以，手指的伸缩依靠与手指的伸缩油缸活塞杆相连接的轴的上下运动而实现。 在这个阶段的设计过程中，总共画了三张装配图，若干张零件图。装配图是手部结构装配图、手臂结构装配图、回转装置装配图，零件图画了手部的零件。 关键词：机械手 臂部和机身设计 液压传动 回转装置 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 n of to of of To of is to is in a in of of of is of to as or is of is to or in on to to up At in a of of is of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘要 . 1 绪论 . 1 器人产生和发展 . 6 . 7 2 总体方案设计 . 9 2 1臀部和机身的作用 . 9 2 2机器人臂部结构的选择 . 9 2 3设计技术参数 :. 12 2 4 卸料机械手的组成及工作原理 . 12 2 5臂部和机身设计应注意的问题 . 13 2 6臂部和机身采用的配置形式 . 14 3 液压系统 . 16 . 16 . 19 . 19 . 20 筒内径 . 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 部夹紧力及驱动力的计算 . 21 压缸设计与计算应注意的问题 . 26 封装置的摩擦阻力 . 26 压缸的排气装置 . 28 4 手部和臂部的设计 . 29 . 29 . 30 . 30 . 34 的设计计算 . 35 承的设计计算 . 36 . 37 . 39 . 44 . 44 . 45 . 46 . 47 结 论 . 50 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 谢 辞 . 51 参考文献 . 52 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论 器人产生和发展 工业机器人自 60 年代初问世以来，经过了 30 多年的发展，已广泛应用于各个工业领域，成为制造业生产自动化中主要的机电一体化设备。 机器人是“ 词的中译名。由于影视宣传和科幻小说的影响，人们往往把机器人想象成外貌似人的机械和电子装置。但事实并非如此，特别是工业机器人，与人的外貌毫无相像之处。根据国家标准，工业机器人定义为其操作机是自动控制的，可重复编程。多用途，并可对 3 个以上轴进行编程。它可以是固定式或移动式。在工业自动化应用中使用。”操作机又定义为是一种机器，其机构通常由一系列互相铰接或相对滑动的构件所组成。它通常有几个自由度，用以抓取或移动物体 (工具或工件 )。所以对工业机器人可以理解为；拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置；它可把任一物件或工具 按空间位置姿态的时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求。如夹持焊钳或焊枪，对汽车或摩托车车体进行点焊或弧焊，搬运压铸成冲压成型的零件或构件，进行激光切割、喷涂、装配机械零部件等。 1951年，美国麻省理工学院 (发成功第 代数控铣床，从而开辟了机械电子相结合的新纪元。 1954年美国人 他申请的专利“ ，首次提出了“示教再现机器人的概念”。 1958 年，美国推出世界第一台工业机器人实验样机。不久， 司合并，成立了 司。并于 1961 年制造出了用于模铸生产的工业机器人 (命名为 与此同时，美国 司也研制生产出买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 了另 种可编程的通用机器，并以“ (工业机器人 )为商品广告投入市场。 1970 年 4 月，在伊利诺斯工学院召开了第 届工业机器人会议，当时在美国已有 200 余台工业机器人用于自动生产线上。日本的丰田和川崎公司，于 1967年分别引进了美国的工业机器入技术。经过消化、仿制、改进、创新到 1980年，机器人技术在日本取得了极 大的成功与普及， 1980年，被日本人称之为“日本的机器人元年”。现在，日本拥有工业机器人的台数 (约占世界总合数的 65%)和制造技术都处于世界领先地位。 其他，诸如欧洲各国以及俄罗斯也都在大力发展机器人技术。近十年来，卫生洁具开始采用施釉机器人进行施釉，可以使操作工人从高强度、高污染的工作环境中脱离出来，同时也为高效率、连续化、釉料完全控制提供了先进的手段。我国陶瓷生产线上使用的施釉机器人主要从日本、德国、意大利等国引进，我国自行研制的施釉机器人尚为空白。本文拟对进口的施釉机器人进行分析，以期早日开发出具有 自主知识产权的国产施釉机器人。在施釉机器人设计过程中，首先必须在运动学范畴进行初步分析，以便为确定机构方案、选定合理结构参数和驱动源提供依据。 1 器人的今天与明天 至此为止我们已很好地了解了机器人能干些什么和不大能干什么，也知道了过去对机器人的应用情况。现在让我们再看看今天正在进行着的机器人研究情况。了解了过去和现在后就能对其未来的应用有个大致清楚的预测。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 在最近的将来机器人产生较大影响的领域是工厂与仓库的设计。使用感觉探测系统、自动传送系统和分级控制技术后，工厂的整个过程 将自动化，无需人从事不安全且劳累的工厂工作。有一些工厂已经完全自动化，如肯塔基州弗洛伦斯的马扎克 (床厂，该厂全部操作已由固定的和可移动式机器人及其它自动化装备所完成。日本现在也在建装配机器人的机器人化工厂。 最终，大部分制造工厂可能全部自动化。这将要求机器人系统更准确，动力学性能进一步改善、传感系统、分级控制及以知识为基础的管理系统进一步发展。 在机器人的辅助装置、控制系统、传感系统及其它元件的各制造生产厂之间完全没有标准化，因此成套承包制造机器人系统的极为罕见，而大多数机器 人买主却寄希望于此。 随着标准化的发展和成套机器人系统的增加，机器人工业将急剧扩大。全世界开发的努力将提高传感装置的能力，再结合计算机能力的发展，机器人的应用领域将不断扩展，所带来的利益将难以预料。机器人正处在发展时期，医疗保健、农业、家庭、到处都将成为它们的用武之地。下面我们将考察一些目前正在进行的研究，进而预测下一代机器人的发展方向。结论将如所料：机器人的潜在应用领域无限度广，唯一的限制仅在于我们的想象力是否张开了翅膀。 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 总体方案设计 2 1 臀部和机身的作用 手臂部件 (简称臂部或手臂 )是机 器人的主要执行部件。它的作用是支承腕部和手部 (包括工件或工具 )，并带动它们在空间运动。 臀部运动的目的，一般是把手部送达空间运动范围内的任意点上。如要进一步改变手部在空间的方位，可再增加腕部的运动来实现。因此，臂部如具有三个活动度就能基本满足上述要求。至于一般动作较简单的专用机器人臂部的活动度可根据需要确定，一般少于三个。 从臂部的受力情况看，它在工作中既直接承受着腕部、手部和工件的静、动载荷，而且自身运动又较多，故受力较复杂。 臂部除了支承腕部和手部外，它们的一些传动机构或驱动装置等，有时也安装在臂部。 机身是直接支承和传动手臂的部件。一般实现臂部的升降、回转或俯仰等运动的驱动装置或传动件都安装在机身上，或者就直接构成机身的躯干与底座相连。因此，臀部的运动愈多，机身的结构和受力情况就愈复杂。机身既可以是固定式的，也可以是行走式的，即可沿地面或架空轨道运动。 3 2 2 机器人臂部结构的选择 臂部是工业机器人的主要执行部件，其作用是支承手部和腕部，并改变手部在空间的位置。工业机器人的臂部一般具有 2 到 3 个自由度，即伸缩、买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 回转、俯仰或升降；臂部总重量较大，受力一般比较复杂，在运动时，直接承受腕部、手部和工件的静、 动载荷，尤其高速运动时将产生较大的惯性力 (或惯性力矩 )，引起冲击，影响定位准确性。臂部一般与控制系统和驱动系统一起安装在机座上。设计臂部时一般要注意以下要求 ： 1） 刚度要大，常采用钢管作导向杆，用工字钢或槽钢做支撑板。 2） 导向性要好，为防止手臂在直移运动中，沿运动轴线发生相对转动，或设置导向装置或设计方形、花键等形式的臂杆。 3） 偏重力矩要小，所谓偏重力矩就是指臀部的重量对其支承回转轴所产生的静力矩。为提高机器人的运动速度，要尽量减小臂部运动部分的重量，以减小偏重力矩和整个手臂对回转轴的转动惯量。 4） 运 动要平稳、定位精度要高，由于臂部运动速度越高、重量越大，惯性力引起的定位前的冲击也就越大，运动既不平稳，定位精度度也不会高。故应尽量减小臂部运动部分的重量，使结构紧凑、重量轻，同时要采取一定形式的缓冲措施。 机器人的手臂主要包括大手臂、支撑滚轮、小手臂升降油缸及手指伸缩用油缸等有关的构件，如传动机构、驱动装置、导向定位装置、支承连接件和位置检测元件等。此外还有与腕部 (或手部 )连接的有关构件及配管、线等。 按手臂的运动形式分，手臂有直线运动的如手臂的伸缩、升降及横向、纵向移动；有回转运动的，如手臂的左右回转， 上下摆动（即俯仰）；有复合运动的，如直线运动与回转运动的组合，两直线运动的组合，两回转运动的组合等。下面分别介绍手臂的运动机构。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1） 手臂的直线运动机构 实现手臂的往复直线运动的机构形式较多，常见的有：活塞油（气）缸、活塞缸和齿轮齿条机构，丝杠螺母机构以及活塞缸和连杆机构等。为了防止手臂在进行伸缩 (或升降 )运动时绕轴线转动，保证手指的正确方向，并使活塞杆不受较大的弯曲力矩作用以增加手臂刚性，需采用适当的导向装置。目前常用的导向装置有单导向杆、双导向杆和四导向杆等。在手臂的伸缩运动中，油缸或气缸不能太长，可以 采用齿轮齿条传动的增倍机构，使手臂移动的距离和速度按确定助比值增加。 4 2） 手臂俯仰运动机构 手臂俯仰运动一般采用活塞油 (气 )缸与连杆机构来实现，活塞缸位于手臂的下方，活塞杆和手臂用铰链连接，缸体采用尾部耳环或中部销铀等与立柱连接。 3） 手臂回转与升降机构 手臂的回转与升降通常是通过立柱的运动机构来实现的，设计时可将升降 与回转机构作为一个整体加以考虑，也可将有关部件组合而成。由单独的回转油缸和升降油缸组合而成的手臂回转升降机构，回转缸在升降缸的上部，回转缸缸体不转，其转抽与手臂相连，转动时带动手臂回转； 升降是由活塞杆带动回转缸与手臂一起运动。升降缸是采用双作用活塞套式油缸，特别是导向杆布置在缸体之外，回转缸体兼作导向套。这样由助于提高结构刚性。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 综合以上各种臂部结构的优点，本设计上臂俯仰运动采用连杆机构来实现，下臂回转采用步进电机驱动来实现。 2 3 设计技术参数 : 35外伸式手部 ) 2个 似圆柱坐标 大手臂回转（）： 90度 小手臂升降（ Z）： 400手指夹持范围：孔径 252位方式：行 程挡铁 定位精度 : 动方式：液压 控制方式：继电线路程序控制 2 4 卸料机械手的组成及工作原理 卸料机械手由手指伸所油缸，小手臂，大手臂，大手臂回转装置和三指内撑式手部等部件组成，当自动线第一段电动机座输送带将工件送到卸料工位后，并在其随行夹具已定位，气动搬手松开工件时，发出指令，使卸料机械手的小手臂的升降油缸将手部下降到取料位置，手部上的定位压盘正卡在工件已加工完的上买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 端止口及其端面上。同时，手指伸缩油缸的活塞杆下端联接着带圆锥面的推动杆，使内撑式手部的三个手指伸入到工件内的孔槽中，这时小 手臂的油缸上升，将工件提起到预定的高度后，当前输送带前进到终点发信，使大手臂回转 90度，此后小手臂下降将工件准确的放到转载装置前输送带的适当位置。然后，手指缩回将工件松开，小手臂上升，大手臂反方向回转 90度复位，至此，一个循环结束。整个循环时间需要 29秒。 2 5 臂部和机身设计应注意的问题 臂部和机身既是机械手的主要运动部件，又是主要的受力部件，它们工作性能的好坏，对机械手的负荷能力和运动精度等影响很大。一般在臂部和机身设汁时应注意 刚度 问题： 5 刚度是指臂部或机身在外力作用下抵抗变形的能力。它是由外力和 外力作用方向的变形量 (位移 )之比来度量的。如变形小则刚度大。对机械手来说，通常臂部或机身的刚度是一个比强度更突出的问题。以臂部为例，一般在结构上较多的是采用悬伸梁形式 (水平或垂直悬伸 )，如图 4 1所示，臀部水平悬伸。显然，伸缩臂杆 2的悬伸长度愈大则刚度愈差。而且其刚度是随着臂杆的伸缩不断变化的。这对机械手的运动性能、位置精度和负荷能力等影响很大。为提高刚度，除了尽量缩短臂杆的悬伸长度外， 还 应注意以下几点； 理选择截面形状和轮廓尺寸一臂杆或机身通常既受弯曲 (而且不仅是一个方向的弯曲 )也受扭转，应选用抗弯和抗扭刚度较高的截顶形状。同一种材料的截面积和重量是基本相同的。其中封闭形的空心截面 (圆环形或买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 方形 )与实心圆截面相比有利得多，不仅在 方向的抗弯刚度 (J， J)都较大，而且抗扭刚度也较实心的和开口的截面大得多。从表 4序号 4 还可看出，如适当减小壁厚，加大轮廓尺寸，则刚度更大。采用封闭形空心截面的结构作为臂杆，不仅有利于提高结构刚度，而且内部还可布置驱 功装里、传动机构以及管道等，有利于结构紧凑外形整齐 高支承刚度和合理选择支承间的距离 臂部或机身的变形量不仅与其本身刚度有关，而且同支承件的刚度和支承件间距离有很大关系。增加支承数目有利于提高结构刚度。如臂杆可采用三支承，但结构和工艺较复杂。 于合理布置作用力的问题，在结构设计时应结合具体受力情况全面考虑。例如，可设法使各作用力引起的变形相互抵消。 2 6 臂部和机身采用的配置形式 臂部和机身的配置形式基本上反映了机械手的总体布局。它主要取决于机械手的运动要 求、工作对象和作业环境场地等因素。在生产实践中出现了各种不同的配置形式，经过不断改进、不断完善，有些正在逐步向着基本定型方向发展。根据臂部和机身配置的结构特点，归纳了目前几种常用的形式，分别介绍如下： 机身设计成横梁式用于悬挂手臂部件是常见的一种配置形式，这类机械手其运动形式较多的是直移型，具有占地面积小，直观性强，能有效地利用空间等优点而被广泛应用。横梁可设计成固定的或行走的。一般情况下横梁可安装在厂房买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 原有建筑的柱梁上，也可专门从地面架论也可安装在有关设备上，也有一些横梁为悬伸梁结构。由 于臂部与横梁配置形式不一，分为单臂悬挂式、双臂悬挂式、多臂悬挂式。 机身设计成立柱式也是一种常见的配置形式，这类机械手其运动型式多为回转型、俯仰型或屈伸型等。臂部一般都可在水平面内回转，具有占地面积小而工作范围较大的特点厂泛应用于专用机械手的结构中。立柱可固定安装在机床间的空地上，也可固定在机床的床身上，主要为某种主机服务，用作上下料，或用于转运等场合，结构简单，比较实用。可以分为：单臂配置、双臂配置。 6 机身设计成基座式，这样机械手可以使独立的、自成系统的完整装置， 便于随意安放和搬动，也可具有行走机构，可在沿地面上的专用轨道上移动，以扩大机械手的活动范围。各种运动形式均可设计成机座式，除屈伸型外，大多数手臂的原始位置部是水平安放的，也有单臂、双臂和多臂的不同。手臂相对于机身的配置形式也有所不同。 综合以上各种臂部和机身配置形式的优点和喷釉工业机器人的实际工作条件，臂部和机身配置形式采用基座式。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 液压系统 缩式液压缸 伸缩式液压缸又称多级液压缸，当安装空间受到限制而行程要求很长时可采用这种液压缸，如某些汽车起重机液压系统中的吊臂缸。 伸缩式液压缸可以是单作 用的，也可以是双作用的；可以是柱塞式的，也可以是活塞式的。 图（ 3活塞式双作用伸缩缸的工作原理图。如图（ 3 所示，当压力油通过油口 A 进入 B 腔后，压力油同时作用在第 1级和第 2级活塞上。由于油腔 E 经油口 F 与油箱相通，而负载与第 1级活塞杆相连，因此第 2级活塞连同第 1级活塞一起在较低的压力推动下克服负载向外伸出，如图（ 3 A 所示。当第 1级活塞运动到终点后，如图（ 3 B，第 2级活塞则在较高压力作用下继续外伸，直到行程终点，如图（ 3 C。仅第 2级活塞外伸时，回油腔 C 的油液经第 1级活塞的环形槽 D，由油口 F 回油箱。 如果改变通油方向，由 2级活塞先缩回，当与第 1级活塞杆接触后， 两级活塞一道缩回， 口回油箱。在图（ 3示结构中，第 1级活塞为套筒式，既是第 1级活塞，又是第 2级活塞的套筒。 7 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3塞式双作用伸缩缸 法兰连接活塞套式油缸： 两端盖采用法兰连接（或后端盖与缸筒焊接），用多了螺钉分别与缸筒和相应的法兰连接（如图所示） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1- 防尘圈； 23456789101112131415这种液压缸有它自己的特点，此次设计采用的就是这个液压缸。 优点：结构简单；易加工，易装卸； 缺点：重量比罗纹连接的大，但比拉刚连接的小，外径较大，刚体为钢管，端部焊法兰。 活塞套式油缸外形尺寸较大，适用于大中型液压缸，缸内径通常大于 100定工作压力 5 40承受较大的冲击载荷和恶劣的外界环境条件，属重型缸。 双作用双活塞杆液压缸 双作用双活塞杆 液压缸原理如图 3同时有相等直径的活塞伸出，因此液压缸两端的受力面积相等。当流量相等时，两个方向的运动速度相等；当两端的输入压力相等时，两个方向的输出力相等。 与双作用单活塞杆液压缸相比，双作用双活塞杆液压缸在长度方向所占的空间较大，约为活塞杆行程的 3倍 . 8 图 3文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 压缸的设计与计算 在设计液压缸时，首先应根据工作条件和液压缸在机构中所要执行的任务来选择液压缸的类型和结构，然后按工作要求（输出的力、速度和行程）计算液压缸的结构尺寸，对液压缸进行强度计算。 结构 图 3 它由缸底 20、缸筒 10、缸盖兼导向套 9、活塞 11 和活塞杆 18 等主要零件组成。 图 31 耳环 2 螺母 3 防尘圈 4、 17 弹簧挡圈 (5 套 )、 卡键 7、 14 、 12 缸盖兼导向套 10- 缸筒 11 活塞 13 耐磨环 16 卡键帽 18 活塞杆 19 衬套 20 缸底 缸筒的一端与缸底焊接，另一端缸盖与缸筒用卡键 6、套 5 和弹簧挡圈 4固定，以便拆装检修，两端设有油口 A 和 B。柱塞 11与活塞杆 18 利用卡键 15、卡键帽 16 和弹性挡圈 17 连在一起。活塞与缸孔的密封采用一对 2，由于活塞与缸孔有一定间隙，采用由尼龙 1010 制成的耐磨环（又叫支承环） 13 定心导买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 向，活塞杆与活塞由 4密封。较长的导向套可保证活塞杆不偏离中心，导向套外径由 密封，内孔由 ,和防尘圈 3防止油液外漏和灰尘带入缸内。缸底和活塞杆端耳环 1有销孔与外界连接，销孔内装有抗磨尼龙衬套19。 本节以双作用单活塞杆液压缸为例设计有关的内 容。 1） 工作负载与液压缸推力 液压缸的工作负载 指工作机构在满负荷情况下，以一定速度起动时对液压缸产生的总阻力，即 1 (式中 1F 工作机构的负载、自重等对液压缸产生的作用力； 工作机构在满负载下起动时的静摩擦力； 工作机构满负载起动时的惯性力。 液压缸的推力 2） 运动速度 液压缸的运动速度与其输入流量和活塞、活塞杆的面积有关。如果工作机构对液压缸的运动速度有一定要求，应根据所需的运动速度和缸径来选择液压泵；在速度没有要求时，可根据已选定的泵流量和缸径来确定运动速度。 9 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 筒内径 部夹紧力及驱动力的计算 手指加在工件上的夹紧力，是设计手部的主要依据。 必须对大小、方向和作用点进行分析计算。一般来说，需要克服工件重力所产生的静载荷以及工件运动状态变化的惯性力产生的载荷，以便工件保持可靠的夹紧状态。 手指对工件的夹紧力可按公式计算： 1 2 3 K K G（ 式中 1K 安全系数，通常 2k 工作情况系数，主要考虑惯性力的影响。可近似按下式估2 1 bK a其中 a，重力方向的最大上升加速度； t响 运载时工件最大上升速度 系统达到最高速度的时间，一般选取 K 方位系数，根据手指与工件位置不同进行选择。 G 被抓取工件所受重力（ N）。 小于 5000 1 20000 30000 000 10000 0000 50000 0000 20000 0000以上 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计算：设 a=100mm,b=50010 80取 A=(d。为保证最小导向长度，过分增大 都是不适宜的，必要时可在导向套与活塞之间装一隔套（图中零件 K），隔套的长度 决定，即 : C=+B)=6011+9） =50 (买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 压缸设计与计算应注意的问题 在进行液压缸设计与计算时，一般应注意以下几个问题： 1）液压缸形式的选择关系 到液压缸的具体结构设计和性能设计，因此必须根据系统设计要求，对不同形式的液压缸进行充分分析和对比，然后参考同类设备使用情况来确定。 2）在保证实现设计要求的前提下，应使液压缸外形尺寸仅可能小。 3）应尽量使活塞杆在受拉状态下承受最大的负载，但一般情况下，活塞杆多在受压状态下工作，为避免产生纵向弯曲，应保证它具有较好的稳定性。 4）具体结构设计要按照推荐的结构形式进行，尽量采用标准件，结构仅可能简单，且便于加工，装配和维修。 5）不一定所有液压缸都要设置缓冲和派器装置，应根据具体情况和要求而定，有时可在系统中 考虑。 6）确定液压缸安装固定形式时，必须考虑到缸筒和活塞杆受热后会伸长的问题。因此，定位销只能打在液压缸一端的两侧；双杆活塞缸的活塞杆与运动部件不能采用刚性连接。 10 封装置的摩擦阻力 不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂设计中，采用 O 型密封，当液压缸工作压力小于 10压缸处密封的总摩擦阻力可以近似为： 。 经过以上分析计算最后计算出液压缸的驱动力： 0 . 0 3 = 6 2 1 0 F F 摩 惯 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 防尘圈：防尘圈的作用是：以防止活塞杆在后退时把杂质灰尘及水分带到密封装置处，损坏密封装置，材料一般用耐油橡胶。 导向环：导向环价格便宜，更换方便，摩擦阻力小，低速启动不爬行，增加了活塞杆的稳定性，多用于工程机械且行程较长的液压缸中，材料一般为青铜。 排气阀：排气阀简单方便，但螺纹与锥面密封处同心度要求较高，否则拧紧排气阀后不能密封，会造成外泄露，材料一般为 35 钢 或 45 钢。 调速阀：节流阀由于刚性差，在节流开口一定的条件下，通过它的工作流量受工作负荷（即其出口压力）变化的影响，不能保持执行元件运动速度的稳定，因此仅适用于负载变化不大和速度稳定性要求不高的场合。由于工作负荷的变化恨那未能避免，为了改善调速系统的性能，通常是对节流阀进行压力补偿。补偿的方法之一是将定差减压阀与节流阀串联起来组合成调速阀；另一种方法是将节流阀与溢流阀并联起来组合成溢节流阀。这两种压力补偿方式都是利用流量的变化引起油路压力的变化，通过阀芯的负反馈作用，来自动调节节流阀口两端的压力差，使其基本保持不变。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3压缸的排气装置 液压系统中混入空气后，会影响液压缸运动的平稳性，如低速运动时易爬行，起动时出现冲击，振动和噪声， 换向精度低等，压力过大时还会产生绝热压缩而造成局部高温。因此，在设计和使用液压缸时，必须考虑空气的排出。对于要求不高的液压缸往往不设专门的排气装置，而是将液压缸的进出油口布置在缸筒两端的最高处，使空气随油液排往油箱，再从油液中逸出。对于速度稳定性要求较高的液压缸和大型液压缸，则需要单独设置排气装置。 液压缸的排气装置通常有两种形式：一种是在液压缸的最高部位处开排气孔，用细长的管道接向远处的排气阀排气，这种方式适用于液压缸不便接近的场合；另一种是将排气阀直接安装在液压缸的最高部位上。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 手部和臂部的设计 业机器人的构成 一个较完善的机器人是由操作机 (包括驱动器 )和控制系统 (硬件和软件 )构成的，操作机是安装在机体上，由若干个回转 (或移动 )关节与杆件相互联接构成的多自由度主动机构组成。人们力图把它设计成具有拟人的手臂或动物肢体动作功能的 种固定式或移动式的机器，它可由操作者 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 制，控制装置包括：人 机接口装置 (键盘、示教盒、操纵杆等 )，具有存贮记忆功能的电子控制装置 (计算机、 与外部设备、传感器、离线编程设备等通信的输入输出接口以及各种电源装 置等。 2 工业机器人在实际应用中常与其他装置构成一个机器人系统。这个系统主要包括机器人、末端执行器，为机器人完成规定作业所需的周边设备或传感器：为操作和监控机器人、设备、传感器乃至于受机器人控制系统控制的周边设备的通信接口。 机器人各组成部分之间的关系，如图 行机构的确定 选择弹簧是压缩条件，选择圆柱压缩弹簧。如图 5 所示，计算过程如下。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 5 圆柱螺旋弹簧的几何参数 1)选择硅锰弹簧钢，查取许用切应力 800 2)选择旋绕比 C=10，则 4 1 0 . 6 1 54 4 6 （ 4 1 0 . 6 1 54 4 6 4 8 1 0 . 6 1 5 1 . 1 8 34 8 4 6 3)根据安装空间选择弹簧中径 D=45算弹簧丝直径 4)试算弹簧丝直径 1 . 6 M A （ 1 . 6 M A 0 81 8 2 5)根据变形情况确定弹簧圈的有效圈数： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 38 M A C（ 38 M A C 638 0 0 0 0 1 0 0 . 0 0 7 2 . 8 68 1 6 2 1 8 选择标 准为 3n ，弹簧的总圈数 1 1 . 5 3 1 . 5 4 . 5 圈 6)最后确定 D=45d=5 504552 05452 7)对于压缩弹簧稳定性的验算 对于压缩弹簧如果长度较大时，则受力后容易失去稳定性，这在工作中是不允许的。为了避免这种现象压缩弹簧的长细比 245900 本设计弹簧是 2端自由，根据下列选取： 当两端固定时， ,当一端固定；一端自由时， ；当两端自由转动时， 。 结论本设计弹簧 b=2，因此弹簧稳定性合适。 8)疲劳强度和应力强度的验算。 对于循环次数多、在变应力下工作的弹簧，还应该进一步对弹簧的疲劳强度和静应力强度进行验算（如果变载荷的作用次数 310N ，或者载荷变化幅度不大时，可只进行静应力强度验算）。 现在由于本 设计是在恒定载荷情况下，所以只进行静应力强度验算。计算公式： m a （ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 取 学性精确能高） m 8 d （ m 8 d 38 1 . 1 8 4 0 . 0 4 2 1 6 2 1 5 9 8 7 5 6 4 7 93 . 1 4 0 . 0 0 7 6m a 0 1 0 1 . 3 3 6 1598756479ca 结论：经过校核，弹簧适应。 执行机构 (也称操作机）是机器人赖以完成工作任务的实体，通常由杆件和关节组成。从功能的角度，执行机构可分为：手部结构，手臂结构，回转装置等。 1） 手 部 手部又称末端执行器，是工业机器人直接进行工作的部分，可以是各种夹持器，也可以是外伸手指托住工件式。如图所示就是手部的结构图：手指的伸缩依靠与手指伸缩油缸活塞杆相连接的轴 1 上下运动而实现。轴 1 的端部连接着带圆锥面的推动杆 8。当轴 1 向下运动时，靠推动杆 8 的斜楔作用使手指 10 外伸，当杆 1连同推动杆向上运动时，借助弹簧 11 的弹力使手指缩回。图示位置威胁料机械手上升后手指接触工件的瞬时位置（即杆 1向上行程 3毫米位置）。 更换定位压盘 4（ 5），手部可分别抓取 1 5号电动机座，抓取 1， 3， 5号电动机座用的 定位压盘可见附图（装配图 1。 2） 臂 部 臂部与手部相连，本设计为 2 个自由度，为轮系结构，主要功用是带动手部完成预定姿态，是操作机中结构最为复杂的部分。手臂主要是由大手臂，支撑滚买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轮，小手臂升降油缸和手指伸缩油缸等 部分组成。大手臂安装在回转轴上，小手臂的升降油缸为双作用活塞套式油缸，并采用油缸端部节流缓冲，用行程挡铁定位。手臂的结构图 见附图 （装配图 2 3） 回转装置： 大手臂的回转装置依靠带齿条的活塞油缸，通过齿轮机构实现大手臂的回转，如图所示，调整固定在箱体上的两个死挡铁螺钉 1，可保证大手臂回转定位的准确性（参照图的俯视图）。调整油缸端盖处的两个死挡铁螺钉 2，使它与齿条活塞端部刚刚接触或留有约 米左右的间隙，以控制大手臂的回转角度。 回转装置图见附图（装配图 3 回转装置装配图） 齿条液压缸是一 种用于驱动工作台回转的齿条传动液压缸。活塞的行程可由两端盖上的螺钉调节，端盖上的沉孔和活塞两端的凸头组成间隙式缓冲装置。 回转装置的液压缸为齿条式液压缸，通过液压缸的动作，带动齿轮的转动，从而带动轴的转动，以实现手臂的旋转。 1） 缸筒内径的计算 计算缸筒内径 D 时，通常有两种方法计算，一种是根据野鸭刚需要产生的推力 F 和系统