手臂伸缩升降用液压缓冲器设计【9张CAD图纸+毕业论文】

手臂伸缩升降用液压缓冲器设计

26页 11000字数+说明书+翻译+开题报告+9张CAD图纸【详情如下】

前端盖.dwg

手臂伸所用液压缓冲器装配图.dwg

手臂伸缩升降用液压缓冲器设计开题报告.doc

手臂伸缩升降用液压缓冲器设计论文.doc

手臂回转用液压缓冲器装配图.dwg

摘要.doc

油堵.dwg

油杯.dwg

活塞杆.dwg

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翻译-机械手.doc

节流阀座.dwg

节流阀芯2.dwg

节流阀芯3.dwg

论文申报表.doc

绪论

第一章.前言

1.1前言………………………………………………………………………2

1.2工业机械手的简史………………………………………………………2

1.3工业机械手在实践中的应用……………………………………………3

第二章.功能原理设计

2.1总体设计任务……………………………………………………………4

2.2机械手各部位设计设计分析及注重问题………………………………4

2.3手臂伸缩、升降用液压缓冲器设计……………………………………5

2.4手臂会专用液压缓冲器设计……………………………………………7

2.5方案的评价和决策………………………………………………………10

第三章.液压缓冲装置的计算分析

3.1油缸端部节流口的型式及其减速特性…………………………………12

3.2油缸端部节流缓冲装置的结构…………………………………………15

3.3油缸端部节流缓冲装置的设计计算……………………………………18

总结………………………………………………………………………19

参考文献………………………………………………………………20

致谢………………………………………………………………………21

摘要：

    工业生产中应用机械手，可以提高劳动生产率，保证产品质量，减轻工人劳动强度，实现生产过程自动化。本文以“气动通用机械手系统设计”为题目简要介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和坐标形式、气动技术的特点，及国内外的发展状况。本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时，设计了机械手的夹持式手部结构，设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱

动力矩和回转气缸的驱动力矩。设计了机械手的手臂结构。设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图。

关键词 ：工业机器人， 自动化，机械手，气动

Abstract:

Industrial production of mechanical hands, can increase labor productivity, ensure product quality, reduce the labor intensity of production automation. In this paper, "Universal pneumatic manipulator drive system Design "for the title a brief introduction of industrial robots the concept of robot composition and classification of the manipulator degrees of freedom and the coordinates of the form of pneumatic technology, features, and overseas development. In this paper, mechanical hand the overall program design, determining the mechanical hand coordinate forms and degrees of freedom to determine the technical parameters of the manipulator. Meanwhile, the design of the robot hand gripping style structure, designed manipulator wrist structure, calculated the wrist rotation torque required for driving and rotating cylinder moment. manipulator arm designed structures. designed pneumatic manipulator system Drawing a robot operating principle of the pneumatic system.

Key words: industrial robots, automation, mechanical hand, pneumatic

第二章.工业设计手的设计分析

2.1总体设计任务

（1）运动分析：机械手常见的运动形式为直角坐标、圆柱坐标、球坐标和关节式四种。对自由度数、运动路程的长短‘定位点的数目等要求全面分析。自由度数少、运动路程短、定位点少可使机械手结构简单。运动速度低容易是机械手运动稳定，定位准确。

（2）确定主要参数：①根据机械手每个自由度的最大行程绘出机械手的最大工作范围。为安装方便，设计时可将数值略微增大。②根据给定的运动节拍分配每个运动的时间，总的运动时间应小于或等于工作节拍。在工作节拍短、动作多的情况下，几个动作同时进行，按时间较长的计算，根据动作时间和行程可计算运动速度。③定位精度取决于手臂的刚度、缓冲装置的形式和定位方法，当机械手达到所要求的定位精度有困难时，可采用辅助工夹具协助定位的方法。机械手把工件送到夹具上进行粗定位，然后利用夹具的动作，实现工件的最后定位。

（3）驱动系统的选择：驱动系统有液压驱动、气压驱动、电机和机械联动四种。液压驱动和气压驱动较为通用；步进或伺服电机可用于程序复杂、运动轨迹要求严格的小型通用机械手；异步电机、直流电机适用于抓重大、速度低的专用机械手；机械联动适用于自由度少、速度快的专用机械手。

2.2机械手各部位设计分析及注重的问题

（1）手部设计：①需要足够的夹紧力②大小要满足工件尺寸变化的需要③应能保证工件的准确定位④结构尽量紧凑，减轻重量，有利于臂部设计⑤夹紧力的计算充分考虑安全系数、工况系数和方位系数的影响。

（2）腕部设计：①腕部的转动多采用摆动缸或活塞缸驱动②结构尽量紧凑，以减轻重量③转动的灵活性和密封性④考虑通用机械手部起动的惯性力矩。

（3）臂部设计：①要求刚度好，常用钢管做手臂，工字钢和槽钢做支撑②要求重量轻、偏重力矩小、惯量小③导向性好，其结构根据手臂的安装形式、抓取重量和运动形成等因素确定④手臂伸缩运动的驱动力计算

（4）机身设计：①要有足够的刚度和稳定性②升降运动要求灵活，升降立柱的导套长度不宜过短，否则生卡死现象，一般要求有导向装置③结构布置合理，便于装修④升降时活塞缸的驱动力的总重量⑤回转运动时的驱动力矩

（5）机械手的平稳性和定位精度：①惯性力的影响：应在保证刚度的前提下，减轻机械手运动件的重量②机构刚性的影响，应选择合理机构，提高机械手固有频率及承受惯性载荷的能力，机械手臂应防止偏重，偏重会引起导向装置不均匀摩擦，运动中引起机械震动，严重时会造成运动卡死，某些机械手在机构上无法避免偏重，则应增加导向支撑，尽量减轻偏重对运动的影响③定位方法的影响：电气开关定位的精度最低-5~-3，机械挡块定位精度最高-1~-0.02④控制系统的影响：电气系统误差、阀类泄漏、检测原件失灵、挡块偏移都会降低定位精度。⑤运动特征的影响：选择满足工件条件的速度曲线，可避免冲击。

（6）液压执行元件的选择及管理布置：①活塞油缸加工容易、密封简单、启动反应快、易于制动、可实现直线运动或经过齿条、齿轮实现回转运动，但传动间隙影响传动精度②摆动油缸尺寸、重量轻，有利于简化机械手，可实现回转，但加工困难、密封性要求高③发动油量少，传动结构简单，适用于长行程的往复运动④在导向杆中装伸缩管通油和立柱中钻孔安装回转油盘两种管路布置方式，否则容易产生泄漏。

2.3手臂伸缩、升降用液压缓冲器

手臂伸缩、升降用的是两级节流阻尼的液压缓冲器，其工作原理相同，结构略有差异。手臂伸所用液压缓冲器结构工作原理：在缓冲器缸体1上，装置了可调节流阀a和b，每个节流阀各自并联两只单向阀组成第一级缓冲期，有可调节流阀c单独组成第二级缓冲右路。当手臂运动到定位前的减速装置时运动部件碰触缓冲器油缸的活塞杆5，使油缸左腔里的油液通过节流阀a、向阀d、e流到油缸的右腔，油液受阻产生阻力抵消运动件的部分驱动力和惯性力，使手臂做减速运动。当活塞杆5的活塞堵住油口A时，左腔的油液经油口B和节流阀c流到右腔，油液继续受阻，手臂继续减速并最后定位。结论

机械手设计是一个集机械结构，电子技术，传感器技术，控制测试技术，液压与气压传动等多学科统一的综合系统。本文以在线自动抛光机械手为研究课题，提出其各项技术指标，以此基础进行设计。文中着重研究分析了机械手的机械整体结构及各部分零件结构、液压传动部分和电气电子控制部分三大问题，初步完成了一个机械手的整体设计。

本课题的设计工作总结如下：

1.课题要点：通过在大学学习期间所学到的知识，对机械手的机械原理进行建摸，再进行各方案比对，选出最佳方案。此后设计均围绕所选方案开展。

2.课题核心：利用CAD对机械手的整体机械结构以及部分非标零件进行实体设计并装配。在设计中不仅要遵照最初方案，还要充分考虑部分实体设计的合理性。

3.验证工作：用力学知识对机械手的非标零件进行设计及校核，来验证其是否可以适应工作要求。

机械手的设计与开发涉及多个领域和多个学科。由于作者水平有限和时间有限，此课题仍有许多问题需要解决。根据实际工作环境和造价的要求，对于这一课题，本人认为今后可以按以下几方面开展。

1. 本文非标件偏多，液压系统有些复杂，需要进一步优化机械结构。

2.本文采用多部机械手配合，PLC电子控制；考虑机械手发展趋势，最好采用单机械手＋单片机来优化整个生产过程。

3.本文没提及机械手的运动学、动力学和仿真，建议今后将其完善。

参考文献

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