【《某爬壁机器人的液压装置结构设计计算案例》1300字】

某爬壁机器人的液压装置结构设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u10944某爬壁机器人的液压装置结构设计计算案例 1118571.1内框架液压装置计算 144151.2外框架液压装置设计 4261751.3液压缸的选择 4229931.4液压动力单元 591131.5液压传动图 51.1内框架液压装置计算设计要求越障高度为10mm，设定安全高度为12mm，液压缸在内框架支撑机器人本体抬升时间为3s，当内框架不支持机器人本体时液压缸快退速度v1=6mm∕s,在不支撑机器人本体快进时，由于最终要将吸盘吸附在玻璃表面，故将快进速度设定为v2=5mm∕s（1）工况分析①启动阶段F=FFfs—fs—静摩擦系数，一般取fsFn—F=F②加速阶段F=FFfd—动摩擦力，fd—动摩擦系数，一般取fdFFm—惯性阻力，Fg—重力加速度，取g=10N∕Kg∆t—为启动或制动时间，设定∆t=0.02s∆v—为速度变化量，∆v=12mm/3s所以由（3.17）得FF=③工进阶段F=F④制动阶段F=F⑤快进/退阶段F=F各阶段负载汇总如表3.4所示。表3.4内框架液压装置各阶段负载工况负载组成负载值推力F∕启动F=10N11.1N加速F=4.1N4.6N工进F=80.9N89.9N制动F=0.9N1N快进/快退F=2.5N2.8N表中工作效率ηmax（2）确定液压装置的主要参数①执行元件的工作压力可按照最大负载来取。表3.5按最大负载选择执行件的工作压力负载F∕KN<55∼1010∼2020∼3030∼50>50工作压力P∕MPa﹤0.81.5∼2.02.5∼3.03.0∼4.04.0∼5.0>1.5最大负载Fmax再根据（GB/T2349-1980）选取P=0.63MPa。②由此可确定液压缸的无杆腔的有效面积A=F液压缸内径D=根据（GB/T2348-1993）取D=50mm。根据快进和快退的速度比D可得d=20.41mm,根据（GB/T2348-1993）取d=22mm。故液压缸无杆腔实际有效面积A1液压缸有杆腔实际有效面积A2③壁厚的计算该值以液压传动装置的重量液压缸壁厚按压在薄壁上的圆筒直径计算，并可用以下公式δ≥Pδ—液压缸壁厚（m）D—液压缸内径（m）Py—实验压力，一般取最大压力的（1.25∼1.5σ—缸筒材料的许用压力，无缝钢管为（100∼110）(MPa)取Py=1.4P，δ≥即可验证液压缸壁厚δ≥0.2mm。④液压缸在各个不同工作过程的压力和流量计算快进阶段：P1q1快退阶段:P2q2工进阶段：p3q3=1.2外框架液压装置设计外框架液压装置和内框架液压装置的设计计算以及它们的工作流程均相似，唯一不同的是二者计算过程中涉及到的静摩擦力计算中的Fn不同，内框架液压装置计算中Fn1=501.3液压缸的选择在此设计中共使用到升降液压缸8个，均采用CX系列薄型油缸，但由于是非标准性，所以需要订购。该系列液压缸工作可靠，直接安装、无需任何配件，节省安装空间。其规格参数如表3.6所示和实物图如图3.9所示。表3.6CX系列薄型油缸规格参数项目设计数据工作压力范围3～140kgf/cm使用速度范围8～100mm/Sec使用温度范围-10～+60°C使用流体液压油运动方式复动油缸本体材质碳素钢图3.9CX系列薄型油缸实物图1.4液压动力单元液压式传动单元采用HS04-350直流式的微型液压站，该微型液压站，通过控制一台直流电机在正反方向的旋转，双向进行压力的输出。由于每个液压缸单独流量都很小，该液压动力单元足够实现家用型窗户玻璃清洗机器人整套液压装置的供给。具体参数如下表3.7所示。表3.7HS04-350直流微型液压站设计参数项目设计数据电压12V电流7A额定压力8MPa最大压力13MPa流量9Ml/s材料铝合金电机温控100°CHS04-350直流微型液压站实物图如图3.10所示。图3.10HS04-350直流微型液压站