畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）畢業(yè)論文題目：液壓驅(qū)動式自動上下料機(jī)械手設(shè)計二級學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院學(xué)院專業(yè)：班級：學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：職稱：評閱教師：職稱：2023年4月畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）摘要液壓驅(qū)動式自動上下料機(jī)械手是一種新型的自動化操作裝置，它可模仿人的手部動作，根據(jù)作業(yè)要求，按照預(yù)先確定的程序、軌跡通過液壓系統(tǒng)實現(xiàn)抓取和搬運操作完成一定的作業(yè)。本次設(shè)計的四自由度液壓搬運機(jī)械手根據(jù)規(guī)定的動作順序，綜合運用所學(xué)的基本理論、基本知識和相關(guān)的機(jī)械設(shè)計專業(yè)知識，完成對機(jī)械手的設(shè)計，并繪制必要裝配圖、液壓系統(tǒng)圖。機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用油缸、螺桿、導(dǎo)向筒等機(jī)械器件組成；在液壓傳動機(jī)構(gòu)中，機(jī)械手的手臂伸縮采用伸縮油缸，手腕回轉(zhuǎn)采用回轉(zhuǎn)油缸，立柱的轉(zhuǎn)動采用齒條油缸，機(jī)械手的升降采用升降油缸，立柱的橫移采用橫向移動油缸；通過控制電磁閥的開關(guān)來控制機(jī)械手進(jìn)行相應(yīng)的動作循環(huán)，當(dāng)按下連續(xù)停止按鈕后，機(jī)械手在完成一個動作循環(huán)后停止運動。本設(shè)計擬開發(fā)的上料機(jī)械手可在空間抓放物體，動作靈活多樣，它可在繁重、高溫和多粉塵等勞動條件極差的作業(yè)中，部分代替人工操作，可抓取重量較大的工件?？梢愿纳苿趧訔l件，避免人身事故?？梢詼p少人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：機(jī)械手液壓控制回路

AbstractHydraulicdriveautomaticloadingandunloadingmanipulatorisanewtypeofautomaticoperationdevice,whichcanimitatehumanhandmovements,accordingtotheoperationrequirements,accordingtothepredeterminedprocedures,trajectorythroughthehydraulicsystemtoachievegraspingandhandlingoperationstocompletecertainoperations.Thefour-degree-of-freedomhydraulichandlingmanipulatordesignedthistimecomprehensivelyusesthebasictheory,basicknowledgeandrelatedmechanicaldesignexpertiselearnedaccordingtothespecifiedactionsequence,completesthedesignofthemanipulator,anddrawsthenecessaryassemblydrawingsandhydraulicsystemdiagrams.Themechanicalstructureofthemanipulatoriscomposedofmechanicaldevicessuchascylinders,screws,guidecylinders,etc.;Inthehydraulictransmissionmechanism,thearmtelescopiccylinderofthemanipulatoradoptstelescopiccylinder,thewristrotationadoptstherotarycylinder,therotationofthecolumnadoptsarackcylinder,theliftingofthemanipulatoradoptsaliftingcylinder,andthetraversalofthecolumnadoptsalateralmovingcylinder;Bycontrollingtheswitchofthesolenoidvalve,themanipulatoriscontrolledtocarryoutthecorrespondingactioncycle,andwhenthecontinuousstopbuttonispressed,themanipulatorstopsmovingaftercompletinganactioncycle.Thefeedingmanipulatorproposedinthisdesigncangraspobjectsinspace,flexibleanddiverseactions,itcanpartiallyreplacemanualoperationinheavywork,hightemperatureanddustyandotherextremelypoorworkingconditions,andcangraspheavyworkpieces.Itcanimproveworkingconditionsandavoidpersonalaccidents.Manpowercanbereducedandrhythmicproductionisfacilitated.Keywords:ManipulatorHydraulicControlloop

目錄摘要 2Abstract 3第一章緒論 61.1研究背景及意義 61.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 6第二章機(jī)械手設(shè)計方案的論證 72.1機(jī)械手的總體設(shè)計 72.1.1機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)的類型 72.2機(jī)械手腰座回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計 82.2.1機(jī)械手腰座回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求 82.2.2機(jī)械手腰部和基座的受力分析 82.2.3腰部回轉(zhuǎn)運動驅(qū)動力矩的計算 92.3機(jī)械手手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計 112.3.1機(jī)械手手臂的設(shè)計要求 112.3.2手臂部分設(shè)計的受力分析 112.3.3機(jī)械手手臂結(jié)構(gòu)具體采用方案 142.4機(jī)械手腕部的結(jié)構(gòu)設(shè)計 142.4.1機(jī)器人手腕結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求 142.4.2腕部回轉(zhuǎn)缸所受載荷轉(zhuǎn)矩的計算 152.4.3機(jī)械手腕部結(jié)構(gòu)具體采用方案 162.5機(jī)械手末端執(zhí)行器（手爪）的結(jié)構(gòu)設(shè)計 172.5.1機(jī)械手末端執(zhí)行器的設(shè)計要求 172.5.2機(jī)器人夾持器的運動和驅(qū)動方式 172.5.3機(jī)器人夾持器的典型結(jié)構(gòu) 182.5.4手爪受力分析 182.5.5機(jī)械手末端執(zhí)行器（手爪）結(jié)構(gòu)具體采用方案 202.6機(jī)械手的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計 202.6.1工業(yè)機(jī)器人傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的問題 202.6.2工業(yè)機(jī)器人常用的傳動機(jī)構(gòu)形式 212.6.3機(jī)械手的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)具體采用方案 212.7機(jī)械手驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計 222.6.1機(jī)器人各類驅(qū)動系統(tǒng)的特點 222.6.2機(jī)械手驅(qū)動系統(tǒng)具體采用方案 22第三章理論分析和設(shè)計計算 233.1機(jī)械手主要設(shè)計參數(shù) 233.2確定運動速度 233.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 233.3.1計算液壓缸的總機(jī)械載荷 233.3.2手爪執(zhí)行液壓缸工作壓力計算 243.3.3無桿活塞油缸（亦稱齒條活塞油缸） 253.3.4液壓缸主要參數(shù)的確定 253.3.5液壓缸強度的較核 263.4計算和選擇液壓元件 273.4.1液壓泵的計算 273.4.2控制元件的選擇 273.4.3油管及其他輔助裝置的選擇 273.5液壓系統(tǒng)原理設(shè)計及草圖 283.5.1液壓原理圖 283.5.2電磁鐵動作順序表 283.5.3各部分運動過程分析 30第四章三維建模 32結(jié)論 34致謝 35參考文獻(xiàn) 36

第一章緒論1.1研究背景及意義機(jī)械手首先是從美國開始研制的。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機(jī)械手。他的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的。它是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分。這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸形成一門新興的學(xué)科——機(jī)械工程。在自動化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和移動工件功能的自動化裝置，它是在機(jī)械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術(shù)特別是電子計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實現(xiàn)與機(jī)械化和自動化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手能代替人類完成危險、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動強度，提高勞動生產(chǎn)力。機(jī)械手越來越廣泛的得到了應(yīng)用，在機(jī)械行業(yè)中它可用于零部件組裝，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床上使用更普遍。目前，機(jī)械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中一個重要組成部分。把機(jī)床設(shè)備和機(jī)械手共同構(gòu)成一個柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元，它適應(yīng)于中、小批量生產(chǎn)，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，而且適應(yīng)性很強。當(dāng)工件變更時，柔性生產(chǎn)系統(tǒng)很容易改變，有利于企業(yè)不斷更新適銷對路的品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量，更好地適應(yīng)市場競爭的需要。而目前我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低，機(jī)械手的研究和開發(fā)直接影響到我國自動化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。因此，進(jìn)行機(jī)械手的研究設(shè)計是非常有意義的。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀20世紀(jì)50年代，美國推出的世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人通過實驗以來，用編程的方式控制機(jī)械人，便開始實現(xiàn)機(jī)器手控制運動方式的突破，新時代也自此也拉開了帷幕。二十世紀(jì)六十年代美國聯(lián)合控制公司研制出了有固定回轉(zhuǎn)長臂的機(jī)械手，為實現(xiàn)順利抓放工件，結(jié)構(gòu)上臂頂部安裝上電磁塊保證抓取工件順利進(jìn)行，但是它的控制系統(tǒng)采用了示教型使得機(jī)器人可重復(fù)操作。二十世紀(jì)八十年代，我們熟知的著名的斯坦福機(jī)械手，在斯坦福大學(xué)問世，該機(jī)械手首次實現(xiàn)了機(jī)械手和的完美結(jié)合，第一次實現(xiàn)了通過達(dá)到對機(jī)械手的控制。雖然斯坦福機(jī)械手已經(jīng)研究出很多年，對未來的機(jī)械手的發(fā)展人有很高的參考價值，目前仍在對其進(jìn)行進(jìn)一步的研究。國外一些發(fā)達(dá)國家相繼在七十年代以后對不同的機(jī)械手進(jìn)行廣泛研究和應(yīng)用，按照不同類型機(jī)械手應(yīng)用到不同的自動化設(shè)備當(dāng)中。目前，在國內(nèi)外各種機(jī)器人和機(jī)械手的研究成為科研的熱點，其大體方向有兩個：其一是機(jī)器人的智能化，多傳感器、多控制器，先進(jìn)的控制算法，復(fù)雜的機(jī)電控制系統(tǒng)；其二是與生產(chǎn)加工相聯(lián)系，滿足相對具體的任務(wù)的工業(yè)機(jī)器人，主要采用性價比高的模塊，在滿足工作要求的基礎(chǔ)上，追求系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、簡潔、可靠，大量采用工業(yè)控制器，市場化、模塊化的元件。

第二章機(jī)械手設(shè)計方案的論證2.1機(jī)械手的總體設(shè)計2.1.1機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)的類型工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式主要有直角坐標(biāo)結(jié)構(gòu)，圓柱坐標(biāo)結(jié)構(gòu)，球坐標(biāo)結(jié)構(gòu)，關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)四種。如圖2-1所示。各結(jié)構(gòu)形式及其相應(yīng)的特點，分別介紹如下。圖2-1四種機(jī)器人坐標(biāo)形式（1）直角坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)直角坐標(biāo)機(jī)器人的空間運動是用三個相互垂直的直線運動來實現(xiàn)的，如圖2-1.a。由于直線運動易于實現(xiàn)全閉環(huán)的位置控制，所以，直角坐標(biāo)機(jī)器人有可能達(dá)到很高的位置精度（μm級）。但是，這種直角坐標(biāo)機(jī)器人的運動空間相對機(jī)器人的結(jié)構(gòu)尺寸來講，是比較小的。因此，為了實現(xiàn)一定的運動空間，直角坐標(biāo)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)尺寸要比其他類型的機(jī)器人的結(jié)構(gòu)尺寸大得多。直角坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間為一空間長方體。直角坐標(biāo)機(jī)器人主要用于裝配作業(yè)及搬運作業(yè)，直角坐標(biāo)機(jī)器人有懸臂式，龍門式，天車式三種結(jié)構(gòu)。（2）圓柱坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)圓柱坐標(biāo)機(jī)器人的空間運動是用一個回轉(zhuǎn)運動及兩個直線運動來實現(xiàn)的，如圖2-1.b。這種機(jī)器人構(gòu)造比較簡單，精度還可以，常用于搬運作業(yè)。其工作空間是一個圓柱狀的空間。（3）球坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)球坐標(biāo)機(jī)器人的空間運動是由兩個回轉(zhuǎn)運動和一個直線運動來實現(xiàn)的，如圖2-1.c。這種機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，但精度不很高。主要應(yīng)用于搬運作業(yè)。其工作空間是一個類球形的空間。（4）關(guān)節(jié)型機(jī)器人結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)型機(jī)器人的空間運動是由三個回轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)的，如圖2-1.d。關(guān)節(jié)型機(jī)器人動作靈活，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。相對機(jī)器人本體尺寸，其工作空間比較大。此種機(jī)器人在工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，如焊接、噴漆、搬運、裝配等作業(yè)，都廣泛采用這種類型的機(jī)器人。2.1.2機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)具體采用方案具體到本設(shè)計，因為設(shè)計要求搬運的加工工件的質(zhì)量達(dá)60KG，且長度達(dá)500MM，同時考慮到數(shù)控機(jī)床布局的具體形式及對機(jī)械手的具體要求，考慮在滿足系統(tǒng)工藝要求的前提下，盡量簡化結(jié)構(gòu)，以減小成本、提高可靠度。該機(jī)械手在工作中需要4種運動,其中手臂的伸縮和立柱升降、橫移為三個直線運動,另一個為手臂、手腕的回轉(zhuǎn)運動,綜合考慮，機(jī)械手自由度數(shù)目取為4，坐標(biāo)形式選擇圓柱坐標(biāo)形式，即一個轉(zhuǎn)動自由度、三個移動自由度，其特點是:結(jié)構(gòu)比較簡單,手臂運動范圍大,且有較高的定位準(zhǔn)確度。如圖圖2-2所示。圖2-2機(jī)械手工作布局圖2.2機(jī)械手腰座回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計進(jìn)行了機(jī)械手的總體設(shè)計后，就要針對機(jī)械手的腰部、手臂、手腕、末端執(zhí)行器等各個部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。2.2.1機(jī)械手腰座回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求實現(xiàn)手臂回轉(zhuǎn)運動的機(jī)構(gòu)形式是多種多樣的，常用的有回轉(zhuǎn)缸、齒輪傳動機(jī)構(gòu)、鏈輪傳動機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)等。本機(jī)械手采用齒條缸式臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，如圖7所示，回轉(zhuǎn)運動由齒條活塞桿7驅(qū)動齒輪，帶動配油軸和缸體一起轉(zhuǎn)動，再通過缸體上的平鍵8帶動外套一起轉(zhuǎn)動實現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)。實現(xiàn)手臂回轉(zhuǎn)運動的機(jī)構(gòu)形式是多種多樣的，常用的有回轉(zhuǎn)缸、齒輪傳動機(jī)構(gòu)、鏈輪傳動機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)等。本機(jī)械手采用齒條缸式臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，如圖2-3所示，回轉(zhuǎn)運動由齒條活塞桿7驅(qū)動齒輪，帶動配油軸和缸體一起轉(zhuǎn)動，再通過缸體上的平鍵8帶動外套一起轉(zhuǎn)動實現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)。圖2-3腰部回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2.2.2機(jī)械手腰部和基座的受力分析在機(jī)械設(shè)計中，旋轉(zhuǎn)固定非常重要，它不僅能保證機(jī)械手在進(jìn)給過程中具有一定的剛度和精度，而且能旋轉(zhuǎn)到進(jìn)給位置。本設(shè)計的機(jī)械臂使用液壓缸在腰部上下移動機(jī)械臂，底座通常是機(jī)械臂的基礎(chǔ)，用于維護(hù)和固定機(jī)械臂的其他器官以及與外部器官的連接，結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)機(jī)械臂的功能特點和具體需要而定。控制臺和基礎(chǔ)配置在一定程度上反映了機(jī)械手的總體布局。在這種機(jī)械化設(shè)計中，機(jī)身被設(shè)計為一個基座，這樣機(jī)械師可以形成一個獨立的個體和一個獨立的綜合體，這有利于機(jī)械化產(chǎn)品，也可以自由安裝和移動，還可以設(shè)計為移動機(jī)構(gòu)的機(jī)械手，以便于移動。在這項工作中，物料輸送機(jī)械支架需要一定的剛度才能起到定位作用。因此，機(jī)械臂的底座采用固定形式。根據(jù)經(jīng)濟(jì)要求，機(jī)械臂底座采用嵌入式形式。肩部位于框架支架之間，即安裝在腰部。這在旋轉(zhuǎn)機(jī)械手中最常見。肩部可以在皮帶上上下移動，以獲得較大的提升沖程。對于一般機(jī)械手來說，升降過程由步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶有螺旋柱的升降液壓缸提供臂的上下運動。手的旋轉(zhuǎn)運動由電機(jī)執(zhí)行。電機(jī)驅(qū)動齒輪到減速器軸上，然后本體旋轉(zhuǎn)以滿足機(jī)械手的自由度要求，從而滿足按規(guī)定軌跡機(jī)械進(jìn)給的過程。顯然，根據(jù)材料處理功能，對于模塊，機(jī)械手需要處理材料，以便旋轉(zhuǎn)圓柱體可以連接到其基座上。2.2.3腰部回轉(zhuǎn)運動驅(qū)動力矩的計算臂部回轉(zhuǎn)運動驅(qū)動力矩應(yīng)根據(jù)啟動時產(chǎn)生的慣性力矩與回轉(zhuǎn)部件支承處的摩擦力矩來計算。由于啟動過程一般不是等加速度運動，故最大驅(qū)動力矩要比理論平均值大一些，一般取平均值的1.3倍。故驅(qū)動力矩Mq可按下式計算：式中Mm為各支承處的總摩擦力矩；Mg為啟動時慣性力矩，一般按下式計算：式中J為手臂部件對其回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量（kg·m）；為回轉(zhuǎn)手臂的工作角速度（rad/s）；△t——回轉(zhuǎn)臂啟動時間（s）。當(dāng)Mm=84(N·m)，對于活塞、導(dǎo)向套筒和油缸等的轉(zhuǎn)動慣量都要做詳細(xì)計算，因為這些零件的重量較大或回轉(zhuǎn)半徑較大，對總的計算結(jié)果影響也較大，對于小零件則可作為質(zhì)點計算其轉(zhuǎn)動慣量，對其質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量忽略不計。對于形狀復(fù)雜的零件，可劃分為幾個簡單的零件分別進(jìn)行計算，其中有的部分可當(dāng)作質(zhì)點計算?？梢詤⒖肌豆I(yè)機(jī)器人》表。由于機(jī)械手的臂和機(jī)械手的腰部通過水平臂連接在一起，在這個位置，伸縮液壓缸只執(zhí)行水平臂支撐板，因此支撐板上的固定部件可以上下移動。在這個過程中，液壓缸的負(fù)載是垂直的，其上的負(fù)載是機(jī)械手、機(jī)械臂和材料質(zhì)量。然而，為了使連接座上的螺釘獲得較大的傾覆扭矩，需要在此測試螺釘?shù)膹姸?。圖2-3顯示了螺紋和桿的負(fù)載狀態(tài)。機(jī)械手臂水平連接座受力示意如圖2-3所示。圖2-4機(jī)械手臂水平連接座受力示意圖（1）腰部升降缸驅(qū)動計算在計算過程中，設(shè)計了升腰油缸來實現(xiàn)機(jī)械臂的上下運動。提升夾具時，最大負(fù)載為。因此，根據(jù)最大負(fù)載量，提升油缸只需計算無腔無手柄（提升臂）的工作狀態(tài)，當(dāng)油中有桿時，整個腰部液壓缸將被加載。這里沒有分析。升降缸所受的工作載荷包括升降臺自身重力和機(jī)械手臂部分總重，總的合力方向沿升降液壓桿的方向，因此有FmG總機(jī)械手腰部液壓缸所受載荷總重量估算：總臺輔缸s30529.8823.2（2）腰部升降液壓缸的結(jié)構(gòu)確定在腰部提升液壓缸的設(shè)計中，液壓缸的負(fù)載只能用于機(jī)械手抓取被加工零件并最大限度地提升液壓缸，而提升缸提供的能量最大，其他負(fù)載條件相對較小。因此，根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊液壓缸額定油壓P=2.5MPa。腰部升降液壓缸示意如圖2-4所示。2-5腰部升降液壓缸示意圖2.3機(jī)械手手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計2.3.1機(jī)械手手臂的設(shè)計要求機(jī)器人手臂的作用，是在一定的載荷和一定的速度下，實現(xiàn)在機(jī)器人所要求的工作空間內(nèi)的運動。在進(jìn)行機(jī)器人手臂設(shè)計時，要遵循下述原則：（1）應(yīng)盡可能使機(jī)器人手臂各關(guān)節(jié)軸相互平行；相互垂直的軸應(yīng)盡可能相交于一點，這樣可以使機(jī)器人運動學(xué)正逆運算簡化，有利于機(jī)器人的控制。（2）機(jī)器人手臂的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)滿足機(jī)器人工作空間的要求。工作空間的形狀和大小與機(jī)器人手臂的長度，手臂關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動范圍有密切的關(guān)系。但機(jī)器人手臂末端工作空間并沒有考慮機(jī)器人手腕的空間姿態(tài)要求，如果對機(jī)器人手腕的姿態(tài)提出具體的要求，則其手臂末端可實現(xiàn)的空間要小于上述沒有考慮手腕姿態(tài)的工作空間。（3）為了提高機(jī)器人的運動速度與控制精度，應(yīng)在保證機(jī)器人手臂有足夠強度和剛度的條件下，盡可能在結(jié)構(gòu)上、材料上設(shè)法減輕手臂的重量。力求選用高強度的輕質(zhì)材料，通常選用高強度鋁合金制造機(jī)器人手臂。（4）機(jī)器人的手臂相對其關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)軸應(yīng)盡可能在重量上平衡，這對減小電機(jī)負(fù)載和提高機(jī)器人手臂運動的響應(yīng)速度是非常有利的。在設(shè)計機(jī)器人的手臂時，應(yīng)盡可能利用在機(jī)器人上安裝的機(jī)電元器件與裝置的重量來減小機(jī)器人手臂的不平衡重量，必要時還要設(shè)計平衡機(jī)構(gòu)來平衡手臂殘余的不平衡重量。2.3.2手臂部分設(shè)計的受力分析機(jī)械臂作為機(jī)械手的主要執(zhí)行部件，在整個運動過程中運動量最大。它的主要功能是刺激爪子在預(yù)先選擇的路線上的機(jī)械運動，并將把手運送到空間中的任何點。其最大功能是支撐臂并引導(dǎo)臂進(jìn)行空間旋轉(zhuǎn)和伸縮運動，其結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)滿足機(jī)械手工作時的空間要求。手的伸縮運動由液壓缸驅(qū)動。在總體設(shè)計中，伸展臂越小，臂越短，剛度越小。因此，在設(shè)計機(jī)械臂時，必須保證機(jī)械臂的剛度，并使用輕質(zhì)材料，以節(jié)省材料能量，提高機(jī)械臂的運動靈活性，減少運動慣性，從而減少運動沖擊。

由于機(jī)械手在設(shè)計計算過程中的復(fù)雜性，為了簡化計算，將機(jī)械手簡化為懸臂梁，軌道上的牽引載荷如圖2-5所示。在設(shè)計中，為了增強機(jī)械手的剛度，在移動桿的過程中使用了雙導(dǎo)桿，導(dǎo)桿合理分布在伸縮油缸的兩側(cè)，并使用伸縮桿液壓油缸進(jìn)行移動。手臂導(dǎo)軌受力示意圖如圖2-3所示。圖2-6 手臂導(dǎo)軌受力示意圖(1)伸縮中摩擦計算導(dǎo)向桿擦機(jī)械臂的導(dǎo)軌桿設(shè)計對稱配置，導(dǎo)軌蓋用于安裝定位。由于兩側(cè)導(dǎo)軌桿的受力相對均勻，因此可以在計算中對單個導(dǎo)軌桿進(jìn)行載荷分析和計算。要確定A點的力矩：MA0即：GSL平衡計算得：GSFbFa其中：GS為夾取物料時物料及其他零部件所受的重力總量；摩擦系數(shù)參考機(jī)械設(shè)計手冊表確定。表2-1不同運動狀態(tài)下的摩擦系數(shù)運動狀態(tài)啟動低速高速μ0.15～0.20.1～0.120.05～0.08為了確保伸縮臂油缸平穩(wěn)移動，在懸臂梁的情況下，必須確保足夠的手部剛度。因此，必須選擇高剛度和高剛度的導(dǎo)桿材料。此處，導(dǎo)桿材料應(yīng)從鋼中選擇，導(dǎo)桿支架應(yīng)為鑄鐵。計算中的長度L由伸縮臂油缸筒的最大沖程確定。機(jī)械手的伸縮行程長度為500mm，此處L=600mm。導(dǎo)向支架a采用200mm設(shè)計：0機(jī)械手臂部分總重量估算:手爪工件輔5609.8676.2NGS缸676.2159.8823.2N這里機(jī)械臂的液壓缸系統(tǒng)仍然屬于低壓系統(tǒng)。水平啟動時，機(jī)械臂抓住加工件，液壓缸獲得最大負(fù)載。此時，伸縮油缸提供的功率是最大的，這可以看出，在其他工作場所，負(fù)載差異很小。因此，根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊4見第二章。表23，4-2，選擇壓力液壓缸P=3.0MPa。缸筒內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定，雙作用液壓缸示意，如圖3-5所示。2-7雙作用液壓缸示意圖考慮到工件夾緊時機(jī)械手液壓缸的負(fù)載大于無夾緊時液壓缸的輸出，這里只考慮夾緊過程，P2為進(jìn)油口，P表2-2 液壓缸往復(fù)速度比推薦值液壓缸工作壓力（MPa）1010～20>20往復(fù)速度比v1.331.46～22在這里，選取往復(fù)速度比V=1.33計算得活塞桿直徑：d0.47D將數(shù)據(jù)代入得：D=42.2mmd=19.8mm對D圓整取D=43mm，根據(jù)設(shè)計手冊液壓傳動部分表20-6-2，選內(nèi)徑為：D=50mm。計算活塞桿內(nèi)徑：d500.4723.5mm對d值圓整后取d=24,根據(jù)液壓傳動部分20-6-2，選取d=20mm。（2）缸筒長度L的確定氣缸的長度由最大工作行程決定。該零件的最大工作路徑是機(jī)械臂的伸縮行程。根據(jù)設(shè)計參數(shù)，膨脹路徑為L=500mm，因為活塞行程大于400mm。根據(jù)系統(tǒng)優(yōu)先級和編號R10GB/T321，因此，氣缸的最大工作路徑為：L=550mm。2.3.3機(jī)械手手臂結(jié)構(gòu)具體采用方案機(jī)械手的垂直手臂（大臂）升降和水平手臂（小臂）的伸縮運動都為直線運動。直線運動的實現(xiàn)一般是氣動傳動，液壓傳動以及電動機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠來實現(xiàn)?？紤]到搬運工件的重量較大，考慮加工工件的質(zhì)量達(dá)60KG，屬中型重量，同時考慮到機(jī)械手的動態(tài)性能及運動的穩(wěn)定性，安全性，對手臂的剛度有較高的要求。綜合考慮，兩手臂的驅(qū)動均選擇液壓驅(qū)動方式，通過液壓缸的直接驅(qū)動，液壓缸既是驅(qū)動元件，又是執(zhí)行運動件，不用再設(shè)計另外的執(zhí)行件了；而且液壓缸實現(xiàn)直線運動，控制簡單，易于實現(xiàn)計算機(jī)的控制。因為液壓系統(tǒng)能提供很大的驅(qū)動力，因此在驅(qū)動力和結(jié)構(gòu)的強度都是比較容易實現(xiàn)的，關(guān)鍵是機(jī)械手運動的穩(wěn)定性和剛度的滿足。因此手臂液壓缸的設(shè)計原則是缸的直徑取得大一點（在整體結(jié)構(gòu)允許的情況下）。同時，因為控制和具體工作的要求，機(jī)械手的手臂的結(jié)構(gòu)不能太大，若僅僅通過增大液壓缸的缸徑來增大剛度，是不能滿足系統(tǒng)剛度要求的。因此，在設(shè)計時另外增設(shè)了導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，小臂增設(shè)了兩個導(dǎo)桿，與活塞桿一起構(gòu)成等邊三角形的截面形式，盡量增加其剛度；大臂增設(shè)了四個導(dǎo)桿，成四邊形布置，為減小質(zhì)量，各個導(dǎo)桿均采用空心結(jié)構(gòu)。通過增設(shè)導(dǎo)桿，能顯著提高機(jī)械手的運動剛度和穩(wěn)定性，比較好的解決了結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性的問題。2.4機(jī)械手腕部的結(jié)構(gòu)設(shè)計機(jī)器人的手臂運動（包括腰座的回轉(zhuǎn)運動），給出了機(jī)器人末端執(zhí)行器在其工作空間中的運動位置，而安裝在機(jī)器人手臂末端的手腕，則給出了機(jī)器人末端執(zhí)行器在其工作空間中的運動姿態(tài)。機(jī)器人手腕是機(jī)器人操作機(jī)的最末端，它與機(jī)器人手臂配合運動，實現(xiàn)安裝在手腕上的末端執(zhí)行器的空間運動軌跡與運動姿態(tài)，完成所需要的作業(yè)動作。2.4.1機(jī)器人手腕結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求（1）機(jī)器人手腕的自由度數(shù)，應(yīng)根據(jù)作業(yè)需要來設(shè)計。機(jī)器人手腕自由度數(shù)目愈多，各關(guān)節(jié)的運動角度愈大，則機(jī)器人腕部的靈活性愈高，機(jī)器人對對作業(yè)的適應(yīng)能力也愈強。但是，自由度的增加，也必然會使腕部結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，機(jī)器人的控制更困難，成本也會增加。因此，手腕的自由度數(shù)，應(yīng)根據(jù)實際作業(yè)要求來確定。在滿足作業(yè)要求的前提下，應(yīng)使自由度數(shù)盡可能的少。一般的機(jī)器人手腕的自由度數(shù)為2至3個，有的需要更多的自由度，而有的機(jī)器人手腕不需要自由度，僅憑受臂和腰部的運動就能實現(xiàn)作業(yè)要求的任務(wù)。因此，要具體問題具體分析，考慮機(jī)器人的多種布局，運動方案，選擇滿足要求的最簡單的方案。（2）機(jī)器人腕部安裝在機(jī)器人手臂的末端，在設(shè)計機(jī)器人手腕時，應(yīng)力求減少其重量和體積，結(jié)構(gòu)力求緊湊。為了減輕機(jī)器人腕部的重量，腕部機(jī)構(gòu)的驅(qū)動器采用分離傳動。腕部驅(qū)動器一般安裝在手臂上，而不采用直接驅(qū)動，并選用高強度的鋁合金制造。（3）機(jī)器人手腕要與末端執(zhí)行器相聯(lián)，因此，要有標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)接法蘭，結(jié)構(gòu)上要便于裝卸末端執(zhí)行器。（4）機(jī)器人的手腕機(jī)構(gòu)要有足夠的強度和剛度，以保證力與運動的傳遞。（5）要設(shè)有可靠的傳動間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)，以減小空回間隙，提高傳動精度。（6）手腕各關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動要有限位開關(guān)，并設(shè)置硬限位，以防止超限造成機(jī)械損壞。2.4.2腕部回轉(zhuǎn)缸所受載荷轉(zhuǎn)矩的計算手腕的主要功能是連接把手和肩膀。手腕的運動主要用于改變夾具的方向，使其旋轉(zhuǎn)和滾動。它工作更靈活，轉(zhuǎn)動慣量相對較小，本文是為這種自由度的機(jī)械手腕設(shè)計的。這里主要使用帶手腕傳動的可移動旋轉(zhuǎn)氣缸。

手腕的旋轉(zhuǎn)面積按設(shè)計要求為0～180°。此處設(shè)置了機(jī)械臂手腕180°旋轉(zhuǎn)的要求，以便于材料運輸，并使其能夠正確準(zhǔn)確地運送到現(xiàn)場。角速度設(shè)置為60°/s。（1）確定工作場所負(fù)荷的時間t機(jī)械手柄抓取加工零件后，機(jī)械腕力負(fù)載的工作扭矩取決于工件本身的重量以及重心到機(jī)械爪的距離。這里，移動刀具的工作部分和手動部分處于垂直位置，即工件重心和夾具之間的距離為S=0，這使得工作負(fù)載扭矩作用在機(jī)器手腕上。

（2）軸摩擦力矩t直徑的測定此處，軸直徑上的摩擦力矩僅與摩擦系數(shù)、摩擦環(huán)半徑和軸直徑上的載荷有關(guān)。一般情況下，根據(jù)下表2-3選擇摩擦系數(shù)。表2-3 不同工況下的摩擦系數(shù)工況啟動低速高速摩擦系數(shù)0.15～0.200.1～0.120.05～0.08G——旋轉(zhuǎn)部件施加于軸承上的載荷。這里：G爪工輔（5+6+20）9.8=833NG爪——機(jī)械手手爪的重量，估算為5Kg；G輔——其他輔助元件的總重；G工件——所抓取工件的重量；R——軸承支撐處的旋轉(zhuǎn)半徑（m）；——摩擦系數(shù)；（3）慣性力矩Tg的確定當(dāng)機(jī)械手手腕旋轉(zhuǎn)（加速或減速）時，會產(chǎn)生慣性沖擊，慣性沖擊受慣性矩的影響。這里的計算只能是粗略的。Tg（J腕J工件）α（J腕J工件）?式中：α——旋轉(zhuǎn)的角加速度（rad/s2）；J腕——腕部的轉(zhuǎn)動慣量（Kgm2）；J工件——工件的轉(zhuǎn)動慣量（Kgm2）；w——減速或加速時角速度變化值（rad/s）；t——啟動或制動時間（s）；零件J的慣性矩根據(jù)繞水平圓柱體中心線旋轉(zhuǎn)的圓柱體的慣性矩計算，即：J工件(l在設(shè)計中，為了便于后續(xù)計算，假設(shè)：爪、爪驅(qū)動、手腕旋轉(zhuǎn)氣缸和輔助零件，相當(dāng)于直徑為170mm、高度為300mm的氣缸規(guī)則；圍繞一些質(zhì)量m=25kg；機(jī)加工零件的直徑約為150mm，長度為400mm，重量為60kg。以恒定速度（t=0.3s）啟動或停止機(jī)器：w=20180π=0.349（4）最大載荷轉(zhuǎn)矩的確定考慮到液壓馬達(dá)運動過程中的功率損失，此處應(yīng)考慮液壓馬達(dá)的機(jī)械效率ηw，其總效率范圍（0.9-0.99）為ηw=0.92;由于啟動過程中的加速、均勻狀態(tài)和負(fù)載扭矩加載過程中的減速，分析結(jié)果表明，在啟動過程中的加速模式下，腕部負(fù)載扭矩最大，因此此處僅計算啟動過程中的加速狀態(tài)，即：T綜TgT徑T載2.263.305.56Nm有效狀態(tài)最終載荷轉(zhuǎn)矩為:T=T綜ηw=5.560.922.4.3機(jī)械手腕部結(jié)構(gòu)具體采用方案通過對數(shù)控機(jī)床上下料作業(yè)的具體分析，考慮數(shù)控機(jī)床加工的具體形式及對機(jī)械手上下料作業(yè)時的具體要求，在滿足系統(tǒng)工藝要求的前提下提高安全和可靠性，為使機(jī)械手的結(jié)構(gòu)盡量簡單，降低控制的難度，本設(shè)計采用回轉(zhuǎn)油缸驅(qū)動實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運動，回轉(zhuǎn)角度為±90度，手腕增加1自由度，實踐證明這是完全能滿足作業(yè)要求的，4個自由度來實現(xiàn)機(jī)床的上下料完全足夠。2.5機(jī)械手末端執(zhí)行器（手爪）的結(jié)構(gòu)設(shè)計2.5.1機(jī)械手末端執(zhí)行器的設(shè)計要求機(jī)器人末端執(zhí)行器是安裝在機(jī)器人手腕上用來進(jìn)行某種操作或作業(yè)的附加裝置。機(jī)器人末端執(zhí)行器的種類很多，以適應(yīng)機(jī)器人的不同作業(yè)及操作要求。末端執(zhí)行器可分為搬運用、加工用和測量用等。搬運用末端執(zhí)行器是指各種夾持裝置，用來抓取或吸附被搬運的物體。加工用末端執(zhí)行器是帶有噴槍、焊槍、砂輪、銑刀等加工工具的機(jī)器人附加裝置，用來進(jìn)行相應(yīng)的加工作業(yè)。測量用末端執(zhí)行器是裝有測量頭或傳感器的附加裝置，用來進(jìn)行測量及檢驗作業(yè)。在設(shè)計機(jī)器人末端執(zhí)行器時，應(yīng)注意以下問題；（1）機(jī)器人末端執(zhí)行器是根據(jù)機(jī)器人作業(yè)要求來設(shè)計的。一個新的末端執(zhí)行器的出現(xiàn)，就可以增加一種機(jī)器人新的應(yīng)用場所。因此，根據(jù)作業(yè)的需要和人們的想象力而創(chuàng)造的新的機(jī)器人末端執(zhí)行器，將不斷的擴(kuò)大機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域。（2）機(jī)器人末端執(zhí)行器的重量、被抓取物體的重量及操作力的總和機(jī)器人容許的負(fù)荷力。因此，要求機(jī)器人末端執(zhí)行器體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。（3）機(jī)器人末端執(zhí)行器的萬能性與專用性是矛盾的。萬能末端執(zhí)行器在結(jié)構(gòu)上很復(fù)雜，甚至很難實現(xiàn)，例如，仿人的萬能機(jī)器人靈巧手，至今尚未實用化。目前，能用于生產(chǎn)的還是那些結(jié)構(gòu)簡單、萬能性不強的機(jī)器人末端執(zhí)行器。從工業(yè)實際應(yīng)用出發(fā)，應(yīng)著重開發(fā)各種專用的、高效率的機(jī)器人末端執(zhí)行器，加之以末端執(zhí)行器的快速更換裝置，以實現(xiàn)機(jī)器人多種作業(yè)功能，而不主張用一個萬能的末端執(zhí)行器去完成多種作業(yè)。因為這種萬能的執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且造價昂貴。（4）通用性和萬能性是兩個概念，萬能性是指一機(jī)多能，而通用性是指有限的末端執(zhí)行器，可適用于不同的機(jī)器人，這就要求末端執(zhí)行器要有標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械接口（如法蘭），使末端執(zhí)行器實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和積木化。（5）機(jī)器人末端執(zhí)行器要便于安裝和維修，易于實現(xiàn)計算機(jī)控制。用計算機(jī)控制最方便的是電氣式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此，工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主流是電氣式，其次是液壓式和氣壓式（在驅(qū)動接口中需要增加電-液或電-氣變換環(huán)節(jié)）。2.5.2機(jī)器人夾持器的運動和驅(qū)動方式機(jī)器人夾持器及機(jī)器人手爪。一般工業(yè)機(jī)器人手爪，多為雙指手爪。按夾持方式來分，有外夾式和內(nèi)撐式兩種。機(jī)器人夾持器（手爪）的驅(qū)動方式主要有三種：（1）氣動驅(qū)動方式。這種驅(qū)動系統(tǒng)是用電磁閥來控制手爪的運動方向，用氣流調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)其運動速度。由于氣動驅(qū)動系統(tǒng)價格較低，所以氣動夾持器在工業(yè)中應(yīng)用較為普遍。另外，由于氣體的可壓縮性，使氣動手爪的抓取運動具有一定的柔順性，這一點是抓取動作十分需要的。（2）電動驅(qū)動方式。電動驅(qū)動手爪應(yīng)用也較為廣泛。這種手爪，一般采用直流伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)，并需要減速器以獲得足夠大的驅(qū)動力和力矩。電動驅(qū)動方式可實現(xiàn)手爪的力與位置控制。但是，這種驅(qū)動方式不能用于有防爆要求的條件下，因為電機(jī)有可能產(chǎn)生火花和發(fā)熱。（3）液壓驅(qū)動方式。液壓驅(qū)動系統(tǒng)傳動剛度大，可實現(xiàn)連續(xù)位置控制。2.5.3機(jī)器人夾持器的典型結(jié)構(gòu)（1）連桿杠桿式手爪這種手爪在活塞的推力下，連桿和杠桿使手爪產(chǎn)生夾緊（放松）運動，由于杠桿的力放大作用，這種手爪有可能產(chǎn)生較大的夾緊力。通常與彈簧聯(lián)合使用。（2）齒輪齒條式手爪這種手爪通過活塞推動齒條，齒條帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生手爪的夾緊與松開動作。2.5.4手爪受力分析該設(shè)計要求手動機(jī)械抓取的材料重量為60kg。因此，考慮到機(jī)械抓取凸輪（吸附和夾緊）的優(yōu)缺點，最好使用夾具，它不僅可以抓取較重的工作，而且還具有一定的承載能力，可以抓取軸、盤和零件的等級，通常超過兩個手指。在確定腳的抓地力時，考慮加工產(chǎn)品的重量，以及轉(zhuǎn)移或操作過程中的慣性和振動，以確保產(chǎn)品不會松弛或撕裂。工件的最大開閉角應(yīng)根據(jù)工件的開閉角來考慮。為了保持爪和夾緊部件的準(zhǔn)確相對位置，必須根據(jù)夾緊產(chǎn)品的表面形狀，即尺寸或內(nèi)孔，以及產(chǎn)品的重量和尺寸，選擇相應(yīng)的手指結(jié)構(gòu)。通常，手指的表面是平的、平的、平的，帶有外部夾子和內(nèi)部支架。手指的數(shù)量有雙指、多指和雙指。傳動機(jī)構(gòu)通過手指執(zhí)行夾緊任務(wù)。其傳動結(jié)構(gòu)具有更廣泛的性能，如杠桿觸發(fā)槽、杠桿楔塊、齒輪齒條、杠桿彈簧等?？紤]到抓取精度和可靠性，機(jī)械手驅(qū)動采用液壓驅(qū)動齒輪。手部示意圖如圖2-7所示。1棒料、2爪片、3軸、4活塞、5齒輪、6螺釘圖2-8手部示意圖工作過程：活塞4的運動帶動活塞桿在直線齒條上上下移動，使齒輪5可以前后轉(zhuǎn)動，從而帶動爪形離合器移動。在此過程中，爪的嚙合角為60°C，這要求活塞往復(fù)平行運動有一個固定的距離。機(jī)械手的規(guī)格主要取決于所持零件的空間尺寸和待運輸材料的重量。據(jù)推測，該材料的最大直徑為32厘米，質(zhì)量為60公斤。手部受力分析如圖3-2所示。圖2-9手部受力分析得G=588N。在用腳抓取材料的過程中，齒輪O2上齒輪齒條的張力旋轉(zhuǎn)齒輪O1并驅(qū)動腳的運動（張力）。在整個運動過程中，扭矩是相等的，即：F推r2FNL1M根據(jù)設(shè)計，這里取齒輪2的半徑r1r250mm，受力分析得：FNG式中：=30°；由此得FN=588N；計算：FNK1K2K3G式中：K1——取1.2～2.0；K2——工作狀態(tài)系數(shù)；K2式中：機(jī)械手在搬運過程中豎直（重力）方向的最大上升加速度，其值按Vmaxg——重力系數(shù)取g9.8m/s2；

vmax——運送工件最大上升速度取67mm/s；vmax——以67mm/S的最大提升速度交付產(chǎn)品；

t——當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到最大速度時，選擇0.03～0.5.在這里取0.3；在本機(jī)械手中，選?。?.8K11.5，K210.067/0.31.023K30.59.8已知條件代入公式得：機(jī)械手夾緊力：1.51.0230.5609.8451.13N手爪的驅(qū)動力：2.5.5機(jī)械手末端執(zhí)行器（手爪）結(jié)構(gòu)具體采用方案結(jié)合具體的工作情況，本設(shè)計采用齒輪齒條式的手爪。驅(qū)動活塞往復(fù)移動，通過活塞桿端部齒條，中間齒條及扇形齒條使手指張開或閉合。手指的最小開度由加工工件的直徑來調(diào)定。本設(shè)計按照工件的直徑為160mm來設(shè)計。手爪的具體結(jié)構(gòu)形式如圖2-3所示。圖2-10機(jī)械手末端執(zhí)行手爪結(jié)構(gòu)圖2.6機(jī)械手的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計2.6.1工業(yè)機(jī)器人傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的問題機(jī)器人是由多級聯(lián)桿和關(guān)節(jié)組成的多自由度的空間運動機(jī)構(gòu)。除直接驅(qū)動型機(jī)器人以外，機(jī)器人各聯(lián)桿及各關(guān)節(jié)的運動都是由驅(qū)動器經(jīng)過各種機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動的。機(jī)器人所采用的傳動機(jī)構(gòu)與一般機(jī)械的傳動機(jī)構(gòu)相類似。常用的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)主要有螺旋傳動、齒輪傳動、同步帶傳動等。由于傳動部件直接影響著機(jī)器人的精度、穩(wěn)定性和快速響應(yīng)能力，因此，應(yīng)設(shè)計和選擇滿足傳動間隙小，精度高，低摩擦、體積小、重量輕、運動平穩(wěn)、響應(yīng)速度快、傳遞轉(zhuǎn)矩大、諧振頻率高以及與伺服電動機(jī)等其它環(huán)節(jié)的動態(tài)性能相匹配等要求的傳動部件。在設(shè)計機(jī)器人的傳動機(jī)構(gòu)時要注意以下問題：（1）為了提高機(jī)器人的運動速度及控制精度，要求機(jī)器人各運動部件的重量要輕，慣量要小。因此，機(jī)器人的傳動機(jī)構(gòu)要力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，體積小。（2）系統(tǒng)傳動部件的靜摩擦力應(yīng)盡可能小，動摩擦力應(yīng)是盡可能小的正斜率，若為負(fù)斜率則易產(chǎn)生爬行，精度降低，壽命減小。因此，要采用低摩擦阻力的傳動部件和導(dǎo)向支承部件，如滾珠絲杠副、滾動導(dǎo)向支承等。（3）選用最佳傳動比，以達(dá)到提高系統(tǒng)分辨率、減少等效到執(zhí)行元件輸出軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量，盡可能提高加速能力。2.6.2工業(yè)機(jī)器人常用的傳動機(jī)構(gòu)形式（1）齒輪傳動機(jī)構(gòu)在機(jī)器人中常用的齒輪傳動機(jī)構(gòu)有圓柱齒輪、圓錐齒輪、蝸輪蝸桿傳動等。機(jī)器人系統(tǒng)中齒輪傳動設(shè)計的一些問題：1）齒輪傳動形式及其傳動比的最佳匹配選擇。齒輪傳動部件是轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的變換器。齒輪傳動比應(yīng)滿足驅(qū)動部件與負(fù)載之間的位移及轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的匹配要求，其輸入電動機(jī)為高轉(zhuǎn)速，低轉(zhuǎn)矩，而輸出則為低轉(zhuǎn)速，高轉(zhuǎn)矩。故齒輪傳動系統(tǒng)要有足夠的剛度，還要求其轉(zhuǎn)動慣量盡量小，以便在獲得同一加速度時所需的轉(zhuǎn)矩小，即在同一驅(qū)動功率時，其加速度響應(yīng)最大。齒輪的嚙合間隙會造成傳動死區(qū)（失動量），若該死區(qū)是閉環(huán)系統(tǒng)中，則可能造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，常使系統(tǒng)產(chǎn)生低頻振蕩，因此要盡量采用齒側(cè)間隙小，精度高的齒輪；為盡量降低制造成本，要采用調(diào)整齒側(cè)間隙的方法來消除或減小嚙合間隙，從而提高傳動精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2）各級傳動比的最佳分配原則。當(dāng)計算出傳動比后，為使減速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，滿足動態(tài)性能和提高傳動精度的要求，要對各級傳動比進(jìn)行合理的分配，原則如下：a．輸出軸轉(zhuǎn)角誤差最小原則。為了提高齒輪傳動系統(tǒng)的運動精度，各級傳動比應(yīng)按“先小后大”的原則分配，以便降低齒輪的加工誤差、安裝誤差及回轉(zhuǎn)誤差對輸出轉(zhuǎn)角精度的影響。b．等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則。利用該原則設(shè)計的齒輪系統(tǒng)要使換算到電動機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量最小，各級傳動比也是按照“先小后大”的次序分配，以使其結(jié)構(gòu)緊湊。（2）絲杠螺母副傳動它主要是用來將旋轉(zhuǎn)運動變換為直線運動或?qū)⒅本€運動變換為旋轉(zhuǎn)運動。螺旋傳動有傳遞能量為主的，如螺旋壓力機(jī)、千斤頂?shù)龋挥幸詡鬟f運動為主的，如機(jī)床工作臺的進(jìn)給絲杠。絲杠螺母傳動分為普通絲杠（滑動摩擦）和滾珠絲杠（滾動摩擦），前者結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、制造成本低，具有自鎖能力；但是摩擦阻力矩大、傳動效率低（30%~40%）。后者雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高，但是其最大的優(yōu)點是摩擦阻力矩小、傳動效率高（92%~98%），其運動平穩(wěn)性好，靈活度高。而且同步性好，使用可靠、潤滑簡單、壽命長，因此滾珠絲杠在機(jī)器人中應(yīng)用很多。2.6.3機(jī)械手的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)具體采用方案具體到本設(shè)計，因為選用了液壓缸作為機(jī)械手的水平手臂和垂直手臂，由于液壓缸實現(xiàn)直接驅(qū)動，它既是關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，又是動力元件。故不需要中間傳動機(jī)構(gòu)，這既簡化了結(jié)構(gòu)，同時又提高了精度。而機(jī)械手腰部的回轉(zhuǎn)運動采用液壓擺動驅(qū)動，必須采用傳動機(jī)構(gòu)來減速和增大扭矩。經(jīng)分析比較，選擇圓柱齒輪傳動，為了保證比較高的精度，盡量減小因齒輪傳動造成的誤差；以使機(jī)械手的運動平穩(wěn)，動態(tài)性能好。這里只采用一級齒輪傳動，采用大的傳動比（大于10），齒輪采用高強度、高硬度的材料，高精度加工制造。2.7機(jī)械手驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計2.6.1機(jī)器人各類驅(qū)動系統(tǒng)的特點工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動系統(tǒng)，按動力源分為液壓、氣動和電動三大類。根據(jù)需要也可這三種基本類型組合成復(fù)合式的驅(qū)動系統(tǒng)。這三類基本驅(qū)動系統(tǒng)的主要特點如下。（1）液壓驅(qū)動系統(tǒng)由于液壓技術(shù)是一種比較成熟的技術(shù)，它具有動力大、力（或力矩）與慣量比大、快速響應(yīng)高、易于實現(xiàn)直接驅(qū)動等特點。適合于在承載能力大，慣量大以及在防火防爆的環(huán)境中工作的機(jī)器人。但是，液壓系統(tǒng)需要進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換（電能轉(zhuǎn)換成液壓能），速度控制多數(shù)情況下采用節(jié)流調(diào)速，效率比電動驅(qū)動系統(tǒng)低，液壓系統(tǒng)的液體泄露會對環(huán)境產(chǎn)生污染，工作噪音也較高。（2）氣動驅(qū)動系統(tǒng)具有速度快，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，維修方便、價格低等特點。適用于中、小負(fù)荷的機(jī)器人中采用。但是因難于實現(xiàn)伺服控制，多用于程序控制的機(jī)器人中，如在上、下料和沖壓機(jī)器人中應(yīng)用較多。（3）電動驅(qū)動系統(tǒng)由于低慣量、大轉(zhuǎn)矩的交、直流伺服電機(jī)及其配套的伺服驅(qū)動器（交流變頻器、直流脈沖寬度調(diào)制器）的廣泛采用，這類驅(qū)動系統(tǒng)在機(jī)器人中被大量采用。這類驅(qū)動系統(tǒng)不需要能量轉(zhuǎn)換，使用方便，噪聲較低，控制靈活。大多數(shù)電機(jī)后面需安裝精密的傳動機(jī)構(gòu)。直流有刷電機(jī)不能直接用于要求防爆的工作環(huán)境中，成本上也較其他兩種驅(qū)動系統(tǒng)高。但因為這類驅(qū)動系統(tǒng)優(yōu)點比較突出，因此在機(jī)器人中被廣泛的使用。2.6.2機(jī)械手驅(qū)動系統(tǒng)具體采用方案具體到本設(shè)計，在分析了具體工作要求后，綜合考慮各個因素。機(jī)械手腰部的旋轉(zhuǎn)運動需要一定的定位控制精度采用擺動缸驅(qū)動來實現(xiàn)即可；因為采用液壓執(zhí)行缸來做水平手臂和垂直手臂，故大小臂均采用液壓驅(qū)動；同時考慮隨著機(jī)床加工的工件的不同，水平手臂伸出長度是不同的。因此，要求水平手臂具有伺服定位能力，故采用電液伺服液壓缸進(jìn)行驅(qū)動。而手爪的張開和夾緊通過液壓柱塞缸活塞與中間齒輪和扇形齒輪配合來實現(xiàn)，即手爪在柱塞缸推力作用下通過活塞桿端部齒條、中間齒輪及扇形齒輪使手指張開和閉合。

第三章理論分析和設(shè)計計算3.1機(jī)械手主要設(shè)計參數(shù)根據(jù)手臂的動作要求，采用圓柱坐標(biāo)型機(jī)械手；機(jī)械手的自由度數(shù)為四個，分別實現(xiàn)大臂的升降和回轉(zhuǎn)運動，小臂的伸縮運動，手腕的回轉(zhuǎn)運動；機(jī)械手手部結(jié)構(gòu)采用兩支點回轉(zhuǎn)型；機(jī)械手驅(qū)動方式采用液壓驅(qū)動，點位程序控制方式。抓重:60公斤；最大工作半徑:1.7米；手臂最大中心高:2.3米；手臂運動參數(shù):手臂伸縮范圍:0～0.5米；伸縮速度:伸出0.15米/秒，縮回0.2米/秒；手臂升降范圍:0～0.6毫米，升降速度:上升0.1米/秒，下降0.15米/秒；手臂回轉(zhuǎn)范圍:0°～200°(實際使用為95°)，回轉(zhuǎn)速度:63°/秒；手腕運動參數(shù)：手腕回轉(zhuǎn)范圍:0°～180°,回轉(zhuǎn)速度：60°/秒。3.2確定運動速度機(jī)械手各動作的最大行程確定之后，可根據(jù)生產(chǎn)需要的工作拍節(jié)分配每個動作的時間，進(jìn)而確定各動作的運動速度。液壓上料機(jī)械手要完成整個上料過程，需完成夾緊工件、手爪升降、伸縮、回轉(zhuǎn)、平移等一系列的動作，這些動作都應(yīng)該在工作拍節(jié)規(guī)定的時間內(nèi)完成，具體時間的分配取決于很多因素。根據(jù)各種因素反復(fù)考慮，對分配的方案進(jìn)行比較，才能確定。機(jī)械手的總動作時間應(yīng)小于或等于工作拍節(jié)，如果兩個動作同時進(jìn)行，要按時間長的計算分配各動作時間應(yīng)考慮以下要求：（1）給定的運動時間應(yīng)大于電氣、液壓元件的執(zhí)行時間。（2）伸縮運動的速度要大于回轉(zhuǎn)運動的速度，因為回轉(zhuǎn)運動的慣性一般大于伸縮運動的慣性。在滿足工作拍節(jié)要求的條件下，應(yīng)盡量選取較底的運動速度。機(jī)械手的運動速度與臂力、行程、驅(qū)動方式、緩沖方式、定位方式都有很大關(guān)系，應(yīng)根據(jù)具體情況加以確定。（3）在工作拍節(jié)短、動作多的情況下常使幾個動作同時進(jìn)行。為此驅(qū)動系統(tǒng)要采取相應(yīng)的措施以保證動作的同步。液壓上料機(jī)械手的各運動速度如下：手腕回轉(zhuǎn)速度（腕回）=60°/秒手臂伸縮速度（臂伸）=伸出0.15米/秒，縮回0.2米/秒手臂回轉(zhuǎn)速度（臂回）=63°/秒手爪升降速度（爪升）=上升0.1米/秒，下降0.15米/秒3.3確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量，他們是設(shè)計液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷，流量取決于液壓執(zhí)行元件的運動速度和結(jié)構(gòu)尺寸。3.3.1計算液壓缸的總機(jī)械載荷根據(jù)機(jī)構(gòu)的工作情況液壓缸所受的總機(jī)械載荷為式中，為外加的載荷，因為水平方無外載荷，故為0；為活塞上所受的慣性力；為密封阻力；為導(dǎo)向裝置的摩擦阻力；為回油被壓形成的阻力；（1）的計算式中，為液壓缸所要移動的總重量，取為40KG；為重力加速度，；為速度變化量；啟動或制動時間，一般為0.01~0.5，取0.2s。將各值帶入上式，得：=1.02。（2）的計算式中，克服液壓缸密封件摩擦阻力所需空載壓力，如該液壓缸工作壓力<16，查相關(guān)手冊取=0.2；為進(jìn)油工作腔有效面積；啟動時565N；運動時：283N。（3）的計算機(jī)械手水平方向上有兩個導(dǎo)桿，內(nèi)導(dǎo)桿和外導(dǎo)套之間的摩擦力為式中，為機(jī)械手和所操作工件的總重量，取為40KG；為摩擦系數(shù)，取f=0.1；帶入數(shù)據(jù)計算得：=98。（4）的計算回油背壓形成的阻力按下式計算式中，為回油背壓，一般為0.3~0.5，取=0.3；為有桿腔活塞面積，考慮兩邊差動比為2。將各值帶入上式有。分析液壓缸各工作階段受力情況，作用在活塞上的總機(jī)械載荷為3.3.2手爪執(zhí)行液壓缸工作壓力計算手爪要能抓起工件必須滿足：式中，為所需夾持力；為安全系數(shù)，通常取1.2~2；為動載系數(shù)，主要考慮慣性力的影響可按如下公式估算：k2為機(jī)械手在搬運工件過程的加速度，，為重力加速度；為方位系數(shù)，查表選??；為被抓持工件的重量60；帶入數(shù)據(jù)，計算得：理論驅(qū)動力的計算：式中，為柱塞缸所需理論驅(qū)動力；為夾緊力至回轉(zhuǎn)支點的垂直距離；為扇形齒輪分度圓半徑；為手指夾緊力；齒輪傳動機(jī)構(gòu)的效率，此處選為0.92；其他同上。帶入數(shù)據(jù)，計算得，計算驅(qū)動力計算公式為：式中，為計算驅(qū)動力；安全系數(shù)，此處選1.2；工作條件系數(shù)，此處選1.1；其他同上。帶入數(shù)據(jù)，計算得：而液壓缸的工作驅(qū)動力是由缸內(nèi)油壓提供的，故有式中，為柱塞缸工作油壓；為柱塞截面積；經(jīng)計算，所需的油壓約為：。3.3.3無桿活塞油缸（亦稱齒條活塞油缸）圖3-1齒條活塞缸計算簡圖（1）流量、驅(qū)動力的計算當(dāng)D=103mm,d=40mm,=0.95rad/s時,Q=952N。（2）作用在活塞上的總機(jī)械載荷P其中P工為工作阻力；P封為密封裝置處的摩擦阻力；P慣為慣性阻力；P回為背壓阻力。P=66+108+208=382（N）（3）油缸內(nèi)徑的計算根據(jù)作用在齒條活塞上的合成液壓力即驅(qū)動力與總機(jī)械載荷的平衡條件，求得3.3.4液壓缸主要參數(shù)的確定針對本設(shè)計是一個機(jī)械手的特點考慮，機(jī)械手系統(tǒng)的剛度及其穩(wěn)定性是很重要的。因此，先從剛度角度進(jìn)行液壓缸缸徑的選擇，以盡量優(yōu)先保證機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和運動的穩(wěn)定性、安全性。至于液壓缸的工作壓力和缸的工作速度，放在液壓系統(tǒng)設(shè)計階段，通過外部的液壓回路、采用合適的調(diào)速回路和元件來實現(xiàn)。經(jīng)過仔細(xì)分析，綜合考慮各方面的因素，初步確定各液壓缸的基本參數(shù)如下:表3-1手爪執(zhí)行柱塞缸參數(shù)缸內(nèi)徑壁厚桿直行程工作壓力70518803~6注：手爪柱塞缸工作壓力由系統(tǒng)壓力閥調(diào)定。表3-2水平伸縮液壓缸參數(shù)缸內(nèi)徑壁厚桿直徑行程工作壓力6010254001因為伸縮缸的作用主要是實現(xiàn)伸縮直線運動這個運動形式，在其軸向上并不承受顯性的工作載荷（因為手爪夾持工件，受力方向為垂直方向），軸向主要是克服摩擦力矩，其所受的載荷主要是徑向載荷，載荷性質(zhì)為彎矩，使其產(chǎn)生彎曲變形。而且因為機(jī)械手要求具有一定的柔性，水平液壓缸活塞桿要求具有比較大的工作行程。同時具有比較大的彎矩和比較長的行程，這對液壓缸的穩(wěn)定性和剛度問題有較高的要求。因此，在水平伸縮缸的設(shè)計上，一是增大其抗彎能力，二是通過合理的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計，使其具有盡量大的剛度。為了達(dá)到這個目的，設(shè)計中采用了兩個導(dǎo)向桿，以滿足長行程活塞桿的穩(wěn)定性和導(dǎo)向問題。另一方面，為增大結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性，將兩個導(dǎo)向桿與活塞桿布局成等邊三角形的截面形式，以增大抗彎截面模量，也大大增加了液壓缸的工作剛度。表3-3垂直液壓缸參數(shù)缸內(nèi)徑壁厚桿直徑行程工作壓力6010301701因為垂直液壓缸所承受的載荷方式既有一定的軸向載荷，又存在著比較大的傾覆力矩（由加工工件的重力引起的）。作為液壓執(zhí)行元件，滿足此處的驅(qū)動力要求是輕而易舉的，要解決的關(guān)鍵問題仍然是它的結(jié)構(gòu)設(shè)計能否有足夠的剛度來抗傾覆。這里同樣采用了導(dǎo)向桿機(jī)構(gòu)，圍繞垂直升降缸設(shè)置四根導(dǎo)桿，較好的解決了這一問題。3.3.5液壓缸強度的較核（1）缸筒壁厚的較核當(dāng)D/時，液壓缸壁厚的較核公式如下：為缸筒試驗壓力，當(dāng)缸的額定壓力時，取為；為缸筒材料的許用應(yīng)力，，為材料抗拉強度，經(jīng)查相關(guān)資料取為650，為安全系數(shù)，此處??；帶入數(shù)據(jù)計算，上式成立。因此液壓缸壁厚強度滿足要求。（2）活塞桿直徑的較核活塞桿直徑的較核公式為式中，為活塞桿上作用力；為活塞桿材料的許用應(yīng)力，此處；帶入數(shù)據(jù)，進(jìn)行計算較核得上式成立，因此活塞桿的強度能滿足工作要求。3.4計算和選擇液壓元件3.4.1液壓泵的計算（1）確定液壓泵的實際工作壓力式中，為計算工作壓力，前以定為；對于進(jìn)油路采用調(diào)速閥的系統(tǒng)，可估為（0.5~1.5），這里取為1。因此，可以確定液壓泵的實際工作壓力為（2）確定液壓泵的流量其中，為泄露因數(shù)，取1.1；為機(jī)械手工作時最大流量。經(jīng)計算得：=3.140帶入上式得：（3）確定液壓泵電機(jī)的功率式中，為最大運動速度下所需的流量，同前，取為3.140；液壓泵實際工作壓力，5；為液壓泵總效率，取為0.8。帶入數(shù)據(jù)計算得：=。3.4.2控制元件的選擇根據(jù)系統(tǒng)最高工作壓力和通過該閥的最大流量，在標(biāo)準(zhǔn)元件的產(chǎn)品樣本中選取各控制元件。這部分在考慮具體的作業(yè)時根據(jù)詳細(xì)的要求再結(jié)合具體情況進(jìn)行詳細(xì)，這里暫從略。3.4.3油管及其他輔助裝置的選擇（1）查閱設(shè)計手冊，選擇油管公稱通徑、外徑、壁厚參數(shù)液壓泵出口流量以3.14L/min計，選?。灰簤罕梦凸苌晕⒋中x擇；其余都選為；（2）確定油箱的容量一般取泵流量的3~5倍，這里取為5倍，有效容積為3.5液壓系統(tǒng)原理設(shè)計及草圖小型自動送料液壓機(jī)械手一般是自動化流水生產(chǎn)線中被廣泛應(yīng)用的物料搬運機(jī)械裝置，特別是是流水作業(yè)線中最重要的的運送單元。由其工作介質(zhì)是油還是水（乳化液）的分類，液壓機(jī)一般可分為油壓機(jī)和水壓機(jī)這兩種，本文設(shè)計的機(jī)械手是以油為單一介質(zhì)的液壓送料機(jī)械手。此液壓機(jī)械手要求液壓系統(tǒng)完成的主要動作是（工件平放）：臂部水平伸出500mm→手部豎直下降500mm→腕部分順時針旋轉(zhuǎn)90°→手爪抓緊圓形棒料→臂部豎直上升500mm→臂部水平收縮500mm→臂繞柱體逆向轉(zhuǎn)動（逆時針）90°→手部豎直下降500mm→腕部逆時針旋轉(zhuǎn)90°→臂部豎直上升500mm→臂部沿順時針方向轉(zhuǎn)動90°整個運動過程要完成所有動作必須由4個液壓缸協(xié)調(diào)動作才能完成整個周期運動，其中包括一個回轉(zhuǎn)液壓缸和3個活塞式液壓缸（伸縮式）。3.5.1液壓原理圖上述機(jī)械手的工作過程及所用液壓缸等傳動方式確定之后，參照其他通用機(jī)械手的液壓系統(tǒng)，液壓機(jī)械手液壓系統(tǒng)原理如圖3-2所示,其作業(yè)程序及電磁閥3-2機(jī)械手液壓系統(tǒng)原理圖3.5.2電磁鐵動作順序表動作順序如表3-4所示。表3-4電磁鐵動作順序表閥門動作1DT2DT3DT4DT5DT6DT7DT8DT9DT液壓泵啟動++伸出++下降--++腕部反轉(zhuǎn)++抓取++上升-++收縮++臂部正轉(zhuǎn)+下降--++腕部正轉(zhuǎn)+-+爪部放松+--+上升-++臂部反轉(zhuǎn)3.5.3各部分運動過程分析(1)機(jī)械手的啟動按下啟動按鈕，PLC指令控制電磁鐵1DT通電吸合，液壓泵經(jīng)單向閥5，流經(jīng)精過濾器，為各缸的通油運動做準(zhǔn)備。(2)機(jī)械手臂的伸出PLC指令控制第一個電磁鐵1DT通電吸合。泵3供油經(jīng)單向閥5，流經(jīng)圖4.1所示第一個三位四通電液伺服閥左位，然后流經(jīng)機(jī)械手臂水平伸縮缸的無桿腔，經(jīng)節(jié)V4中的16調(diào)速閥回流，從而推動機(jī)械手手臂做伸出運動。(3)機(jī)械手臂部下降泵3供油經(jīng)單向閥5，流經(jīng)三位四通電磁閥19右位，然后流經(jīng)V3中的20調(diào)速閥，直接流向大臂垂直升降液壓缸的上腔，再經(jīng)由單向閥5和節(jié)流閥9組成的調(diào)速閥V2回流，從而推動機(jī)械手做下降運動。(4)手腕反轉(zhuǎn)PLC指令控制電液伺服閥中電磁鐵9DT通電吸合。泵3供油經(jīng)單向閥5，流經(jīng)三位四通電液伺服閥右位，然后流入經(jīng)節(jié)流閥16和單向閥5構(gòu)成的調(diào)速閥，直接流向手腕回轉(zhuǎn)液壓缸，從而推動機(jī)械手的手腕做反轉(zhuǎn)（順時針）90°的運動。(5)夾緊工件在整機(jī)啟動的情況下，泵3供油流經(jīng)單向閥5，然后PLC控制程序指令控制電磁鐵6DT通電吸合，此時，該處的二位四通電磁閥處于左位，液壓油經(jīng)節(jié)流閥13和單向閥5構(gòu)成的調(diào)速閥與并聯(lián)的單向閥5之后，直接流進(jìn)機(jī)械手執(zhí)行手爪柱塞液壓缸的無桿腔，從而帶動帶有齒條的活塞下移，于是手部的手爪結(jié)構(gòu)夾緊工件?；亓髁鹘?jīng)調(diào)速閥14，以確保機(jī)械手