机械手-8KG下料机械手设计-说明书

1、目 录中文摘要英文摘要第1章 绪论1 1.1 工业机械手的设计目的1 1.2 工业机械手在生产中的作用1 1.3 工业机械手的分类.1 1.3.1 按规格分类.1 1.3.2 按功能分类.1 1.3.3 按用途分类.2 1.4 工业机械手的组成.2 1.5 工业机械手的技术发展方向.2 1.6 工业机械手的设计内容.3第2章 手部的设计4 2.1 手部的功能、分类.4 2.2 夹钳式手部设计的基本要求.4 2.3 夹钳式手部的计算与分析.4 2.3.1 夹紧液压缸的计算.4 2.3.2 液压缸直径D的确定.6第3章 手臂的设计.8 3.1手臂作升降运动的液压缸驱动力计算.8 3.1.1 液压缸

2、活塞的驱动力的计算.8 3.2 确定液压缸的结构尺寸. 10 3.2.1液压缸内径的计算 10 3.2.2液压缸壁厚计算.11 3.3 缸盖螺钉的计算. 12第4章 手臂回转液压缸的设计.15 4.1 手臂回转时所需要的驱动力矩.15 4.2回转缸内径D的计算18 4.3缸盖联接螺钉和动片联接螺钉计算19 4.3.1缸盖联接螺钉计算.19 4.3.2动片与输出轴联接螺钉计算.19 4.4轴的校核.21 4.4.1许用弯曲应力的计算21 4.4.2花键剪应力的计算.22第5章 液压驱动系统.23 5.1机械手驱动系统的选择.23 5.1.1各类驱动系统的特点.23 5.1.2工业机械手驱动系统的

3、选择原则.23 5.2 液压驱动系统.24 5.2.1程序控制机械手的液压系统.24 5.2.2 液压系统传动方案的确定.245.2.2.1各液压缸的换向回路.245.2.2.2调速方案.255.2.2.3 减速缓冲回路.255.2.2.4系统安全可靠性.265.2.2.5液压系统的合成和完善.265.3 计算和选择液压元件.26 5.3.1 液压泵.26 5.3.1.1计算液压泵的工作压力.265.3.1.2计算液压泵的流量.265.3.1.3选择液压缸的规格.265.3.1.4计算功率,选用电动机.27 5.3.2选择液压控制阀.27 5.3.3选择液压辅助元件.27 5.3.4拟定液压系

4、统.285.3.4.1换向回路.285.3.4.2调速方案.285.3.4.3 系统的安全可靠性.285.3.4.4 合成并完善液压系统30第6章 电气控制系统.336.1 电气控制系统简介.336.2 机械手的电气控制.34 6.2.1 步进控制工作流程.34 6.2.2 I/O分配.34 6.2.3梯形图及程序.35第7章 结论.38参考文献39致谢40摘 要机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。机械手是模仿人的手部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动

5、抓取、搬运和操作的自动装置。它特别是在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中，以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作业，因此获得日益广泛的应用。机械手一般由执行机构、驱动系统、控制系统及检测装置三大部分组成，智能机械手还具有感觉系统和智能系统。本篇是根据给定的主要技术指标及要求，分手部，手臂伸缩，手臂回转，驱动系统，电气系统介绍了8KG下料机械手设计过程。关键词：机械手 执行机构 驱动系统 控制系统 电气系统ABSTRACTThe manipulator is the industry robot important constituent, It may be called the

6、 industry robot in very many situations. The industry robot is the collection machinery, electronic, thecontrol, the computer, the sensor, the artificial intelligence and soon the multi-disciplinary advanced technology to a body modernmanufacturing industry important automation equipment. The manipu

7、lator imitates persons hand movement, according to assignsthe procedure, the path and the request realization automaticallycaptures, the transporting and the operation automatic device. It specially is in the high temperature, the high pressure, the multi-dust, flammable, explosive, radioactive and

8、so on in the adversecircumstance, as well as is unwieldy, monotonously, in the frequentoperation replaces the person work, therefore obtains day by day thewidespread application. The manipulator generally by the implementing agency, the actuationsystem, the control system and the detector set three

9、major part iscomposed, the intelligent manipulator also has the feeling system andthe intelligent system. This is according to the main technical specification and the requestwhich assigns, divides the hand, the arm expands and contracts, thearm rotation, the actuation system, the electrical system

10、introducedthe 8KG yummy treats manipulator designs the process.Keywords: Manipulator Implementing agency Actuation system Control system Electrical system第一章 绪论1.1工业机械手的设计目的工业机械手设计是机械手机械制造,机械设计和机械电子工程(机电一体化)等专业的一个重要饿教学环节,是学完技术基础课及有关专业课的一次专业课内容的综合设计.通过设计提高学生的机构分析与综合的能力,机械结构设计的能力,机电液一体化系统设计能力,掌握实现生产过程

11、自动化的设计方法.通过设计把有关课程(机构分析与综合,机械原理,机械设计,液压与气压技术,自动控制理论,测试技术,数控技术,微型计算机原理及应用,自动机械设计等)中所获得的理论知识在实际中综合地加以运用,使这些知识得到巩固和发展,并使理论知识和生产密切地结合起来.工业机械手设计是机械设计及制造专业和机械电子工程专业的学生一次比较完善的机电一体化设计.通过设计,培养学生独立的机械整体设计的能力,树立正确的设计思想,掌握机电一体化机械产品设计的基本方法和步骤,为自动机械设计打下良好的基础.通过设计,使学生能熟练地应用有关参考,计算图表,手册,图册,和规范;熟悉有关国家标准和部颁标准,以完成一个工程

12、技术人员在机械整体设计方面所必须具备的基本技能训练.1.2工业机械手在生产中的作用a 建造旋转体零件b 实习单机自动化c 锻，焊，热处理等热加工方面1.3工业机械手的分类1.3.1按规格（所搬运的工件重量）分类 a 微型的 搬运重量在1kg以下 b 小型的 搬运重量在10kg以下 c 中型的 搬运重量在50kg以下 d 大型的 搬运重量在500kg以下1.3.2按功能分类a 简易型工业机械手 有固定程序和可变程序两种。固定程序由凸轮转鼓或挡块转鼓控制，可变程序用插销板或转鼓控制来给定程序。b 记忆再现型工业机械手 这种工业机械手由人工通过示教装置领教一遍，由记忆元件把程序记录下来，以后机械手就

13、自动按记忆的程序重法进行循环动作c 计算机数字控制的工业机械手 可通过更换穿孔带或其他记忆介质来改变工业机械手的动作程序，还可以进行多机控制。d 智能工业机械手 由电子计算机通过各种传感元件等进行控制，具有视觉，热觉，触觉，行走机构等1.3.3按用途分类 a 专用机械手 附属于主机的，具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。这种机械手工作对象不变，动作固定，结构简单，使用可靠，适用于成批，大量生产的生产自动线或专机作为自动上，下料用。 b 通用机械手 具有独立控制系统，程序可变，动作灵活多样的机械手。通用机械手的工作范围大，定位精度高，通用性强，适用于工件经常变换的中，小批量自动化生产。1.4

14、工业机械手的组成工业机械手是由执行机构，驱动系统和控制系统所组成a 执行机构执行机构由抓取部分(手部),腕部,肩部和行走机构等运动部件组成b 驱动机构有气动,液动,电动和机械式四种形式c 控制系统有点动控制和连续控制两种方式.大多数用插销板进行点位程序控制,也有采用可编程序控制器控制,微型计算机数字控制,采用凸轮,磁盘磁带,穿孔卡等记录程序.主要控制的是坐标位置,并注意其加速度特性. d 基体(机身)基体是整个机械手的基础1.5工业机械手的技术发展方向国内外实际上使用的定位控制的机械手,没有视觉和触觉反馈.目前.世界各国正积极研制带有视觉和触觉的工业机械手,使它能对所抓取的工件进行分辨,选取所

15、需要的工件,并正确地夹持工件,进而精确地在机器中定位,定向.为使机械手有眼睛去处理方位变化的工件和分辨形状不同的零件,它由视觉传感器输入三个视图方向的视觉信息,通过计算机进行图形分辨,判别是否是所要抓取的工件.为防止握力过大引起物件损坏或握力过小引起物件滑落下来,一般采用两种方法:一是检测把握物体手臂的变形,以决定适当的握力;另一种是直接检测指部与物体的滑落位移,来修正握力.因此这种机械手就具有以下几个方面的性能a 能准确地抓住方位变化的物体b 能判断对象的重量c 能自动闭开障碍物d 抓空或抓力不足是能检测出来这种具有感知能力并能对感知的信息作出反应的工业机械手称为智能机械手,它是具有发展前途

16、的.现在,工业机械手的使用范围只限于在简单复杂的操作方面节省人力,其效益是代替人从事繁重的工作和危险的工作,在恶劣环境下尤其明显.至于在汽车工业和电子工业之类的费工的工业 部门,机械手的应用情况决不能说是很好的.虽然这些工业部门工时不足的问题很尖锐,但采用机械手只限于一小部分工序.其原因之一是,工业机械手的性能还不能满足这些部门的要求,适于机械手工作的范围很小.另外经济性问题当然也很重要,采用机械手来节约人力从经济上看不一定总是合算的,然而,利用机械手或类似机械设备节省和实现生产合理化的要求,今后还会增长.1.6工业机械手的设计的内容a 拟订整体方案,特别是传感,控制方式与机械本体的有机结合的

17、设计方案.b 根据给定的自由和技术参数选择合适的手部,腕部,肩部和机身的结构.c 各部件的设计计算d 工业机械手工作装配图的设计与绘图e 液压系统图的设计与绘图f 电气控制的绘制g 编写设计计算说明书第二章 手部的设计2.1手部的功能、分类手部（亦称抓取机构）是用来直接把握工件的部件，由于被握持工件的形状，尺寸大小，重量，材料性能，表面状况等的不同，所以工业机械手的手部结构是多种多样的，大部分的手部结构是根据特定的工件要求而设计的。归纳起来，常用的手部，按其握持工件的原理，大致可分成夹持和吸附两大类。夹持类常见的主要有夹钳式，此外还有钩托式和弹簧式。夹持类手部按其手指夹持工件时的运动方式，可分

18、为手指回转型和手指平移型两种。吸附类可分有气吸式和磁吸式。 2.2夹钳式手部设计的基本要求a 应具有适当的夹紧力和驱动力 手指握力（ 夹紧力）大小要适当，力量过大则动力消耗多，结构大，不经济，甚至回损坏工件；还考虑转送或操作过程中所产生的惯性和振动，以保证工件夹钳安全可靠。b 手指应具有一定的开闭范围 手指应具有足够的开闭角度或开闭距离，以便抓取或退出工件。c 应保证工件在手指内的夹持精度 应保证每个被夹持的工件在手指内部有准确的相对位置。d 要求结构紧凑，重量轻，效率高 在保证本身刚度，强度的前提下，尽量可能使结构结构紧凑，重量轻，以利于减轻手臂的负载。e 应考虑通用性和特殊要求 一般情况下

19、，手部多是专用的，为了扩大它的使用范围，提高它的通用化程度，以适应夹持不同尺寸和形状的工件需要，通常采取手指可调整的办法。2.3夹钳式手部的计算与分析2.3.1夹紧液压缸的计算手指加在工件上的夹紧力，是设计手部的主要依据。必须对其大小，方向和作用点进行分析，计算。一般来说，夹紧力必须克服工件重力所产生的静载荷以及工件运动状态变化所产生的载荷（惯性力或惯性力矩）。以使工件保证可靠的夹紧状态。 手指加在工件上的夹紧力可按下式计算: (2-1)式中：安全系数,通常取1.2-2.0工作情况系数，主要考虑惯性力的影响性力的影响.可近似按下式估算 (2-2)其中：a运载工件时重力方向的最大上升加速度g重力

20、加速度a可按下式估算 (2-3)式中: 运载工件时重力方向的最大上升速度 系统达到最高速度的时间；根据设计参考选取.一般取0.030.5s设计中取0.1方位系数，根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定 设计中选取 =4G：被抓取工件所受重力 G=图2-1 夹钳式手抓形状图假设 =2， = =4那么夹紧力 驱动力 = =724.212 N考虑手爪的机械效率取0.85那么 N2.3.2液压缸直径的确定表2-1 液压缸压力与载荷关系载荷 KN50工作压力 MPa5根据载荷选取工作压力 P=10 Mpa取 d=0.5D根据 所以 = =0.04804 m =48.04 mm表2-2 液压缸内

21、径尺寸系列81012162025324050638090100110125140160180200220根据表2-2 选取 内径 D=63 mm所以 活塞杆直径为 d=0.5D=32 mm第三章 手臂的设计手臂的设计通常是先进行粗略的估算,或类比同类结构,根据运动参数初步确定有关机构的主要尺寸,在进行校核计算,修正设计,如此反复数次,绘出最终的结构.3.1手臂作升降运动的液压缸驱动力计算根据液压缸运动时所需要克服的摩擦、回油背压及惯性等几个方面的阻力，来确定液压缸所需的驱动力。3.1.1液压缸活塞的驱动力的计算 (3-1)式中 摩擦阻力。 密封装置处的摩擦阻力。 液压缸回油腔低压油液所造成的阻

22、力。 启动或者制动时，活塞杆所受的平均惯性。 G 零部件及工件所受的总重力。a) 的计算 =G f (3-2) N其中 f取0.16那么 根据式(3-2)可求出=320.1880.16=52.23 Nb) 的计算 = (3-3)活塞与活塞杆处都采用“O”形密封圈，液压缸密封处的总摩擦力为： (3-4) (3-5)式中 F 驱动力 P 工作压力（Pa） d 伸缩油管的直径(m) l 密封的有效长度（m）为了保证“O”形密封圈装入密封沟槽，并与配合件接触后起到严格的密封，在加工密封沟槽时考虑密封圈的预压缩量 (3-6)K=0.08-0.14 (3-7)设计时取K=0.1 初步拟订=0.6mm d=

23、5mm 那么 根据式(3-6)可求出 mm 又根据式(3-7)求出 =5.23mm求出以上2个结果后，可根据式(3-5)求出=82.111 pac) 的计算 (3-8)式中 参与运动的零部件所受的总重力（包括工件重量） g 重力加速度，取9.81 由静止加速到常速的变化量 起动过程时间。一般取0.010.5 s，对轻载低速运动部件取较小值，对重载取较大值初步设计时取 =0.1 m/s 取0.02 S N那么 = Nd) 的计算 一般背压阻力较小，可按 =0.05F计算。e) 驱动力的确定 根据以上分析，结合式(3-1)可知： =52.23+163.194+0.03F+82.811+0.05F+

24、320.188 =671.43N3.2 确定液压缸的结构尺寸3.2.1液压缸内径的计算如图3-1图3-1 双作用液压缸示意图当油进入无杆腔时：当油进入有杆腔时：液压缸的有效面积：故有： （无杆腔） (3-9) （有杆腔） (3-10)式中 F 驱动力（N） 液压缸的工作压力（pa） d 活塞杆的直径（m） D 液压缸的直径（m） 液压缸的机械效率。初步设计中取机械效率为0.85。代入已求得的F值 可得D=0.07259 m根据表（2-2）可选取液压缸直径D=100mm3.2.2液压缸壁厚计算a 中等壁厚：即163.2时 (3-11)式中 P液压缸内工作压力强度系数（当为无缝钢管时）计入管壁公差

25、及侵蚀的附加厚度，一般圆整到标准壁厚值液压缸内径（m）b 薄壁：即16时 (3-12)c 厚壁：即当3.2时 (3-12)式中 =材料抗拉强度n安全系数， n=3.55一般常用缸体材料的许用应力锻纲=110120MPa铸铁=60MPa无缝钢管=100110MPa通过以上分析选厚壁，缸体材料无缝钢管=100110Mpa因此根据式(3-12)可计算出壁厚为m3.3缸盖螺钉的计算缸盖的受力为保证联接的紧密性,必须规定螺钉的间距t，然后决定螺钉的数目.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 F 驱动力（N） Z螺钉数目 P工作压力（pa） 预紧力 =K K=1.51.8 D危险剖

26、面直径(m)螺钉的强度条件为 (3-13)式中 计算载荷（N）;=1.3抗拉许用应力(MPa) n=1.22.5螺纹内径 螺钉材料屈服极限（见表3-1）表3-1 常用螺钉材料的屈服极限钢 号 10 Q215 Q235 35 45 40Cr（MPa) 210 220 240 320 360650900 9000根据以上分析 取 k=1.5 n=1.5螺钉数目Z=8 选择刚的材料为Q235 =240 MPa所以 = MPa=2512 N=K=1.52512=3768 N所以根据式（3-13） m 第四章 手臂回转液压缸的设计4.1 手臂回转时所需要的驱动力矩采用回转液压缸实现手臂回转运动时，其受力

27、情况可简化成图4-1图4-1 手臂运动时的受力简图驱动手臂回转的力矩，应该与手臂起动时所产生的惯性力矩及各密封装置处的摩擦力矩相平衡。 （4-1）式中 密封装置处的摩擦力矩（NM） （4-2） （4-3）式中 回转缸动片的角速度变化量（），在起动过程中= 起动过程的时间 手臂回转部件（包括工件）对回转轴线的转动惯量 若手臂回转零件的重心与回转轴的距离为，则 （4-4）式中 回转零件对重心轴线的转动惯量 回转缸回油腔的背压反力矩 （4-5） 初定b=5 cm R=4 cm r=2cm =0.5 cm =0.2所以 =0.025 mm=37.5=1.8=13.5=1.8+13.5=15.3工件转动

28、惯量：根据圆柱体的转动惯量计算公式： (4-6)平行轴定理： (4-7)已知：m=8kg R=0.04m d=0.36m代入上式（4-6）和式（4-7）可得： =0.0064 Nm=0.0064+80.1296=1.0432 Nm夹紧缸的转动惯量：根据空心圆柱转动惯量计算公式： (4-8)已知：m=10kg R=0.04m r=0.02m d=0.41m代入式(4-8)和（4-7）可得： =0.01 Nm =0.01+1.681 =1.691 Nm由以上分析可得手臂包括工件对回转轴线的转动惯量 =1.0432+1.691 =2.7342 Nm根据式(4-3)取=0.1 =0.5 可得=0.54

29、68又根据式（4-1） =0.5468+15.3+37.5 =53.3468 Nm4.2回转缸内径D的计算如图4-2所示回转液压缸的进油腔压力油液，作用在动片上的合成液压力矩即驱动力矩图4-2 回转液压缸计算图 （4-9）根据 （4-10）式中 D 回转缸内径（m） 作用在动片的外载荷力矩(Nm) P 回转缸工作压力（pa） d 输出轴与共片联接处的直径（m） 初步设计时按=1.52.5选取 b 动片宽度（m） 为减少动片与输出轴的联接螺钉所受的载荷及动片的悬伸长度，选择选片宽度（及液压缸宽度）时，可选用 D 回转液压缸内径（m） 根据以上分析以及式（4-10）可得 = =0.1687m 根据

30、表2-2 选取 内径 D=180mm4.3缸盖联接螺钉和动片联接螺钉计算4.3.1缸盖联接螺钉计算 缸盖与回转液压缸的缸体用螺钉联接时，其螺钉的强度计算方法与伸缩液压缸缸盖螺钉强度计算方法相同。根据3.3节讲述的方法可算出缸盖连接螺钉 mm4.3.2动片与输出轴联接螺钉计算动片与输出轴用螺钉联接，其结构简图如图4-3。联接螺钉一般为偶数，对称地安装，并用两个销钉定位。联接螺钉的作用是：使动片与输出轴的配合面紧密接触不留间隙，当油腔通高压油时，动片受油压作用，产生一个合成液压力矩，克服输出轴上所受的外载荷力矩。图4-3 动片与输出轴连接方式及动片受力图根据动片所受力矩的平衡条件，有：于是得 （4

31、-11）式中 每个螺钉的预紧力动片的宽度回转液压缸的工作压力动片外径动片与输出轴配合处直径螺钉数目被联接件配合面间的摩擦系数，刚对刚取=0.15 螺钉的强度条件为 （4-12）式中 d螺钉的底径 计算载荷，=1.3 螺钉材料的许用应力，见表3-1选取材料235 =240 MPa 设计中取螺钉数目Z=4，工作压力P=1.0Mpa，结合以上章节所计算出的结果，根据式 （4-11）和（4-12）可得螺钉的底径mm4.4轴的校核4.4.1许用弯曲应力的计算：由弯矩产生的弯曲应力应有以下关系式：，由材料力学可得到： （4-13）式中 回转缸扭转时的当量弯矩（）； 花键轴截面抗扭系数，查机械设计得 （渐开

32、线花键轴）；又 （4-14）式中 根据该换转缸性质而定的应力校正系数， 取； 回转时产生的扭矩；则有 N.mm N.mm因此 = N.mm 故设计满足要求！4.4.2花键剪应力的计算又由于花键轴在径向受到抗扭矩的作用且作用在花键最小截面上产生最大剪应力，即 （4-15）式中 螺钉数目；螺钉宽度；则有： 所以故设计合理！第五章 液压驱动系统5.1机械手驱动系统的选择5.1.1各类驱动系统的特点工业机械手的驱动系统,按动力源分为液压,气动和电动三大类.根据需要也可由这三种基本类型组成复合式的驱动系统。a液压驱动系统 由于液压技术是一种比较成熟的技术,它具有动力大,力(或力矩)惯量比大,快速响应高,

33、易于实现直接驱动等特点,适用于承载能力大,惯性大以及在防爆环境中工作的机械手。b气动驱动系统 具有速度快,系统结构简单,维修方便,价格低等特点,适用于中,小负载的系统中，但难于实现伺服控制,多用于程序控制的机械手中。如在上,下料和冲压机械手中应用较多。c电动驱动系统 由于低惯量,大转矩的交,直流伺服电机及配套的伺服驱动器(交流变频器,支流脉冲调制器)的广泛采用,这类驱动系统在机械手中被大量选用。5.1.2工业机械手驱动系统的选择原则设计机械手时,选择哪一类驱动系统,要根据机械手的用途,作业要求,机械手的性能,规范,控制功能,维护的复杂程度,运行的功耗,性能与价格比以及现有的条件等综合因素加以考

34、虑。在注意各类驱动系统特点的基础上,综合上述各因数,充分论证其合理性,可行性,经济性及可靠性后进行最终的选择。一般情况下机械手驱动系统的选择大致按如下原则:a 物料搬运(包括上，下料）用有限点位控制的程序控制机械手，重负载的可选用液压驱动系统，中等负载的可选用电动驱动系统，中等负载的选用电动驱动系统，轻负载的可选用气动驱动系统。冲压机械手用气动系统。b 用于点焊和弧焊及喷涂作业的机械手，要求具有任意电位和轨迹控制功能，需采用伺服驱动系统。只有采用液压或电动驱动系统才能满足要求。5.2 液压驱动系统液压系统自60年代初到现在，已在机械手中获得广泛应用目前，虽在中等负载以下的机械手中有采用电机驱动

35、系统，但在简易经济型，重型的工业机械手和喷涂作业的机械手中采用液压系统的任然占有较大比例。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。5.2.1程序控制机械手的液压系统这类机械手属非伺服控制机械手，在只有简单搬运作业功能的机械手中，常常采用简易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，只有在以下方面须加以重视。a 液压缸设计：

36、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b 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缩紧装置c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5.2.2液压系统传动方案的确定5.2.2.1各液压缸的换向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，系统的压力和流量都不高，因此一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.液压机械手一般采用单泵或双泵供油，手臂伸缩，手臂俯仰和手臂旋转等机构采用并联供油，这样可有效降低系

37、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“O”型换向阀。5.2.2.2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一速度工作，但也需要进行节流调速，用以保证液压缸运行的平稳运行。各缸可选择进油路或回油路节流调速，因为系统为中底系统，一般适宜选用节流阀调速。机械手的手臂伸缩和手臂俯仰或升降缸采用两个单向节流阀来实现，若只用一节流阀调速时，则进油达到最大允许速度来调节。当无杆腔进油时，其速度就少于最大允许速度，但仍然符合设计需求。在一般情况下，机械手的各个部

38、位是分别动作的，手腕回转缸和手臂回转缸（或升降）所需的流量较为接近，手腕回转缸和手臂回转缸及夹紧缸所需流量较为接近，且它们两组缸所需的流量相差较大，这样不但可以选择单泵供油系统，也可选择双泵供油系统。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，缺点是当所需流量较少的液压缸（如手腕回转缸，夹紧缸等）动作时，系统的溢流损失较大，能源利用率低.对于系统功率较小的场合是可取的。 双泵供油系统,它在需要大流量动作的缸运动时,双泵同时为其供油,在需小流量动作液压缸运动时,则用小流量泵供油,而大流量泵低压卸荷。双泵供油系统避免了溢流损失过大,而且可以

39、用双联泵代替双泵,其优缺点与单泵供油系统相反。5.2.2.3减速缓冲回路通用工业机械手要求可变行程,它是由微机控制,可在行程中任意点定位,故应在液压系统中采用缓冲装置,形成缓冲回路。当液压缸运动快到希望点时,由位置检测检测装置(电位器)发讯号给微机,然后微机控制电磁铁通电切断二位二通阀的通路,液压缸的回路改经节流阀回油箱,增大了回油路的阻力,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。也可以在油路中设置单向行程节化程度和通用性方面不如上述方案。5.2.2.4系统安全可靠性手臂俯仰缸（或手臂升降缸）在系统失压情况下会自由下落或超速下行，所以应在回路中增加平衡回路，方法可用单向顺序阀做平衡阀。手臂伸缩缸有俯仰状态时，亦应同样考虑。