设计描述：

文档包括:
Word版说明书一份，45页，约18000字
翻译一份

CAD版本图纸，共6张
PLC程序一份
2008届毕业设计（论文）课题任务书

内容及任务
 
    本次设计的液压传动机械手根据规定的动作顺序，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识，完成对机械手的设计，并绘制必要装配图、液压系统图、PLC控制系统原理图。机械手的机械结构采用油缸、螺杆、导向筒等机械器件组成；在液压传动机构中，机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸，手腕回转采用回转油缸，立柱的转动采用齿条油缸，机械手的升降采用升降油缸，立柱的横移采用横向移动油缸；在PLC控制回路中，采用的PLC类型为FX2N，当按下连续启动后，PLC按指定的程序，通过控制电磁阀的开关来控制机械手进行相应的动作循环，当按下连
续停止按钮后，机械手在完成一个动作循环后停止运动。
    本设计拟开发的上料机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高
温和危险的作业区进行作业，可抓取重量较大的工件。

拟达到的要求或技术指标 

1、装配夹具装配图及主要零件工作图（折合0#图2.5张），
2、设计说明书（不少于40页、字数不得少于10000字），
3、相关论文英文翻译。
4、手腕回转角度±115°，手臂伸长量150mm，手臂回转角度±115°，手臂升降行程170mm，手臂横向运动行程100mm。

主要参考资料 [1]  邓星钟. 机电传动控制[M]. 华中科技大学出版社， 2002
[2]  孙志礼、冷兴聚、魏延刚等 . 机械设计[M]. 东北大学出版社， 2003
[3]  徐灏. 机械设计手册[M]第5卷. 机械工业出版社， 1992
[4]  吴宗泽. 机械设计师手册[M]. 机械工业出版社， 2002
[5]  成大先. 机械设计图册[M]. 化学工业出版社， 2002年
[6]  罗洪量 . 机械原理课程设计指导书[M]（第二版）. 高等教育出版社，1986
[7]  JJ.杰克（美）. 机械与机构的设计原理[M]（第一版）. 机械工业出版社，1985
[8]  王玉新.  机构创新设计方法学[M]（第一版）. 天津大学出版社， 1996
[9]  张建民. 工业机器人[B][M].  北京理工大学出版社，1992
                                                                                                                 
目   录
1 前言
1.1 工业机器人简介----------------------------------------------------------（1）
1.2 世界机器人的发展--------------------------------------------------------（1）
1.3 我国工业机器人的发展----------------------------------------------------（2）
1.4 我要设计的机械手--------------------------------------------------------（2）
1.4.1 臂力的确定---------------------------------------------------------------------------------------（2）
1.4.2工作范围的确定----------------------------------------------------------------------------------（2）
1.4.3 确定运动速度--------------------------------------------------------（3）
1.4.4 手臂的配置形式------------------------------------------------------（3）
1.4.5 位置检测装置的选择--------------------------------------------------（4）
1.4.6 驱动与控制方式的选择------------------------------------------------（4）
2 手部结构------------------------------------------------------------------------------------------（5）
2.1概述-------------------------------------------------------------------------------------------------------（5）
2.2 设计时应考虑的几个问题----------------------------------------------------------------------------（5）
2.3 驱动力的计算 -----------------------------------------------------------------------------------------（5）
2.4 两支点回转式钳爪的定位误差的分析------------------------------------------------------------（8）
3 腕部的结构---------------------------------------------------------------------------------------（9）
3.1 概述------------------------------------------------------------------------------------------------------（9）
3.2 腕部的结构形式--------------------------------------------------------------------------------------（9）
3.3手腕驱动力矩的计算-----------------------------------------------------（10）
4 臂部的结构-------------------------------------------------------------------------------------（13）
4.1 概述----------------------------------------------------------------------------------------------------（13）
4.2手臂直线运动机构-----------------------------------------------------------------------------------（13）
4.2.1手臂伸缩运动------------------------------------------------------------------------------------（14）
4.2.2  导向装置---------------------------------------------------------------------------------------（14）
4.2.3 手臂的升降运动-------------------------------------------------------------------------------（15）
4.3 手臂回转运动----------------------------------------------------------------------------------------（16）
4.4 手臂的横向移动-------------------------------------------------------------------------------------（16）
4.5 臂部运动驱动力计算------------------------------------------------------------------------------（17）
4.5.1 臂水平伸缩运动驱动力的计算------------------------------------------------------------（17）
4.5.2 臂垂直升降运动驱动力的计算------------------------------------------------------------（18）
4.5.3 臂部回转运动驱动力矩的计算---------------------------------------（18）
5 液压系统的设计-----------------------------------------------------------------------------（20）
5.1液压系统简介---------------------------------------------------------------------------------------（20）
5.2液压系统的组成------------------------------------------------------------------------------------（20）
5.3机械手液压系统的控制回路---------------------------------------------（20）
5.3.1  压力控制回路-------------------------------------------------------------------------------（20）
5.3.2  速度控制回路-------------------------------------------------------------------------------（21）
5.3.3 方向控制回路-----------------------------------------------------------------------------------（21）
5.4 机械手的液压传动系统----------------------------------------------------------------------------（21）
5.4.1 上料机械手的动作顺序----------------------------------------------------------------------（22）
5.4.2 自动上料机械手液压系统原理介绍-------------------------------------------------------（22）
5.5机械手液压系统的简单计算-----------------------------------------------（24）
5.5.1 双作用单杆活塞油缸------------------------------------------------（25）
5.5.2 无杆活塞油缸（亦称齿条活塞油缸）----------------------------------（27）
5.5.3 单叶片回转油缸 ---------------------------------------------------（29）
5.5.4 油泵的选择--------------------------------------------------------（30）
5.5.5 确定油泵电动机功率N ----------------------------------------------（31）
6 PLC控制回路的设计-----------------------------------------------------------------------（32）
6.1 电磁铁动作顺序-------------------------------------------------------------------------------------（32）
6.2 现场器件与PLC内部等效继电器地址编号的对照表---------------------------------------（33）
6.3  PLC与现场器件的实际连接图------------------------------------------------------------------（34）
6.4 梯形图-------------------------------------------------------------------------------------------------（35）
6.5 指令程序-----------------------------------------------------------------------------------------------（36）
7 结束语 -----------------------------------------------------------------------------------------------------（41）
8参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------------（42）
9致 谢 ---------------------------------------------------------------------------------------------------（43）

液压传动机械手的设计
机械设计制造及其自动化        指导老师：

  摘 要 本次设计的液压传动机械手根据规定的动作顺序，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识，完成对机械手的设计，并绘制必要装配图、液压系统图、PLC控制系统原理图。机械手的机械结构采用油缸、螺杆、导向筒等机械器件组成；在液压传动机构中，机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸，手腕回转采用回转油缸，立柱的转动采用齿条油缸，机械手的升降采用升降油缸，立柱的横移采用横向移动油缸；在PLC控制回路中，采用的PLC类型为FX2N，当按下连续启动后，PLC按指定的程序，通过控制电磁阀的开关来控制机械手进行相应的动作循环，当按下连续停止按钮后，机械手在完成一个动作循环后停止运动。
本设计拟开发的上料机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，可抓取重量较大的工件。
 关键词 机械手、液压、控制回路、PLC
The design of the hydraulic manipulator
Machine Design & Manufacture and Automation         Instructor :

Abstract  The design of hydraulic drive manipulator movements under the provisions of the order ， use the basic theory, basic knowledge and related mechanical design expertise comprehensively to complete the design，and drawing the necessary assembly, hydraulic system map, PLC control system diagram . Manipulator mechanical structure using tanks, screw ,guide tubes and other mechanical device component ；In the hydraulic drive bodies ，manipulator arm stretching using telescopic tank ，rotating column of tanks used rack ，manipulator movements using tank movements ，the column takes the horizontal movement of tanks ；The PLC control circuit use the type of FX2N PLC .When pressed for commencement ，PLC in accordance with the prescribed procedures ，through the control of the solenoid valve to control the switch manipulator corresponding moves cycle ，after press the row stop button , the manipulator complete a cycle of action to stop after the hole campaign.
The design of the proposed development of the information on the manipulator can grasp up in space objects ，flexible and varied movements ，can replace the artificial heat and dangerous operation conducted operations，and can grasp the larger workpieces .
Keywords  Manipulator 、Hydraulic、Control Loop 、PLc