目  录

1 绪论………………………………………………………………………………1
1.1 前言………………………………………………………………………1
1.2 工业机械手在生产中的应用……………………………………………3
1.3 机械手的组成………………………………………………………………4
1.3.1执行机构……………………………………………………………4
1.3.2驱动机构……………………………………………………………5
1.3.3控制系统分类………………………………………………………5
2 总体布局设计方案…………………………………………………………………5
2.1 机械手的确定………………………………………………………………5
2.2驱动机构的选择……………………………………………………6
2.3 机械手的技术参数列表…………………………………………………7
3 机械手手部的设计计算……………………………………………………………7
3.1 手部设计时应注意的问题…………………………………………………7
3.2 典型的手部结构……………………………………………………………7
3.3 机械手手部结构及驱动的设计计算………………………………………8
3.3.1选择手部的类型及夹紧装置………………………………………8
3.3.2手指夹紧力及液压缸驱动力的计算液压缸的选用………………8
3.4 机械手手指部的设计计算………………………………………………10
3.4.1齿轮齿条传动机构的设计计算…………………………………10
3.4.2手指指部的设计计算……………………………………………14
3.4.3手指指部齿轮安装销的设计计算………………………………14
4 机械手腕部的设计计算…………………………………………………………14
4.1 机械手腕部结构及运动分析……………………………………………14
4.2 机械手腕部驱动装置的设计计算及选用………………………………14
5 机械手臂部的设计及有关计算…………………………………………………16
5.1 臂部设计时应注意的问题………………………………………………16
5.2 手臂的典型结构以及结构的选择………………………………………16
5.3 手臂Z方向升降运动的受力分析及其计算……………………………17
5.4手臂Z方向升降运动液压缸结构尺寸的设计计算及选用……………19
6 机身的设计…………………………………………………………………20
6.1 机身的概述……………………………………………………………20
6.2 机身设计时应注意的问题……………………………………………21
7 液压元件及动力机的设计选择………………………………………………21
7.1 液压泵的选择……………………………………………………………22
7.2动力机选择……………………………………………………………22
7.3 油管的设计………………………………………………………………22
7.4 油箱的设计………………………………………………………………22
7.5 液压元件的选择…………………………………………………………22
7.6 液压油的选用…………………………………………………………24
8 液压系统的验算………………………………………………………………25
8.1 压力损失的验算…………………………………………………………25
8.1.1回路压力损失的验算……………………………………………25
8.1.2局部压力损失验算……………………………………………26
8.2 计算液压系统的发热温升………………………………………………26
9 液压系统工作过程简述………………………………………………………27
结束语…………………………………………………………………………28
参考文献 ……………………………………………………………………………28
致谢 …………………………………………………………………………………29
附件 …………………………………………………………………………………30

液压控制的翻转机械手的设计

摘要：当今世界许多发达国家高度重视机器人技术的研究，各种用途的机器人越来越多的用于科学研究、现代化工业生产和工业作业当中。机械手是机器人的操作机，是机器人完成各种任务的执行机构。本文主要针对生产线上的自动化设计了一个两自由度的专用翻转机械手，以实现工厂的自动化，减轻了工人劳动强度，提高了劳动生产率。该机械手采用液压驱动，实现了夹紧、垂直移动和展开等动作。为了实现这些动作，采用了部件设计以分别实现动作要求。
关键词：液压驱动；翻转；机械手
                          
The Design Of Turning Manipulator Based On Hydrautic Control
                              Student:Yu Jie
                              Tutor:Zhou Guangyong
(Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)
Abstract: In today's world, many developed countries have been attaching great importance to the study of robotics, meanwhile, more and more robots of various uses have been used in scientific study, modernized industrial production and industrial operations. Robot manipulator is the operator who directs the robot in completing various tasks. This paper, according to the automation of production lines, it aim to develop the design of a dedicated flip with two degrees of freedom manipulator to achieve the goals of factory automation, reducing the labor intensity of workers and improved labor productivity. The use of hydraulic-driven robot has done successfully in clamping, such as vertical movement and action to start. In order to achieve these movements, the author adapts the design of the components to achieve the action requested.
Key words: hydraulic drive; flip; Manipulator

1 绪论
1.1 前言
在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。
20世纪50年代以后﹐机械手逐步推广到工业生产部门﹐用于在高温﹑污染严重的地方取放工件和装卸材料﹐也作为机床的辅助装置在自动机床﹑自动生产线和加工中心中应用﹐完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等作。机械手主要由手部机构和运动机构组成。手部机构随使用场合和作对象而不同﹐常见的有夹持﹑托持和吸附等类型。运动机构一般由液压﹑气动﹑电气装置驱动。机械手可独立地实现伸缩﹑旋转和升降等运动﹐一般有2～3个自由度。机械手广泛用于机械制造﹑冶金﹑轻工和原子能等部门。能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运对象或作工具的自动作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
针对这一问题，本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于移置轴类零件。首先，本文将设计机器人的伸缩臂、机身、横移液压缸和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文还将设计该机器人的液压控制系统。机器人工程是近二十多年来迅速发展起来的综合学科。它集中了机械工程、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多种学科的最新研究成果，是当代科学技术发展最活跃的领域之一，也是我国高科技跟踪国际发展的重要方面。工业机器人的研究、制造和应用水平，是一个国家科技发展和经济实力的象征，正受到许多国家的广泛重视。
目前，机器人的定义，世界各位尚未统一，分类也不近相同。最近联合国组织标准化组织采纳了美国机器人协会给工业机器人下的定义：工业机器人是一种可重复编程的多功能操作装置，可以通过改变动作程序来完成各种工作，主要应用于搬运材料，传递工件。参考国外的定义，综合我国的习惯用语，对工业机器人做如下定义：工业机器人是一种机体独立，动作自由度较多，程序可灵活变更，能任意定位，自动化程度高的自动操作机械。主要用于加工自动线和柔性制造系统中传递和装卸工件或夹具。