济南大学毕业设计毕业设计题 目 液压搬运机械手的设计 摘 要液压搬运机械手是一种被设计用于深孔镗床上下料，可以重复编程、具有多种功能的专用设备，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化。通过文献检索、企业调研，对液压搬运机械手的整机结构、功能特点进行归纳分析，对国内外工业机械手的发展状况进行了总结。本文对液压搬运机械手的主要结构进行了详细的设计，其中对上下料机械手的总体结构，运动过程都做了详细的讨论。同时对机械手的手指夹紧，小手臂伸缩以及大、小手臂俯仰等动作进行了分析、计算，最终确定其尺寸。而后，介绍了搬运机械手液压驱动系统的工作原理及液压元件的选用及设计过程。最后，简要介绍了液压搬运机械手的电气控制系统部分。通过计算分析校核，液压搬运机械手的设计基本达到了预期的设计要求，实现了机械手承载能力大、运动平稳和任意位置安全自锁等性能要求。关键词：机械手；液压系统；搬运机构ABSTRACTHydraulic carrying manipulator is designed for a deep hole boring machine loading and unloading, reprogrammable, multifunctional equipment. It can replace human heavy labor to achieve the mechanization and automation of production. Through literature search, business research, I have summarized and analyzed the hydraulic manipulators whole structure and function characteristics, summarized domestic and foreign industrial robots development. In this paper, the main structure of hydraulic carrying manipulator is designed in detail, in which the overall structure of the loading and unloading robot, motion process is discussed in detail. At the same time, the clamping fingers, small telescopic arm, small and large pitch arm and other activities of the manipulator were analyzed, calculated and its size is ultimately determined. Then, working principle of hydraulic drive system and the selection and design process of hydraulic components of the hydraulic handling manipulator are introduced. Finally, the electrical control system of the hydraulic handling manipulator is descripted in brief. Through calculation and analysis, the design of hydraulic carrying manipulator has reached the design requirements which is expected, the manipulator carrying capacity, smooth movement and arbitrary position safe self-locking etc performance requirements is realized.Key words：Manipulator; Hydraulic system; Handling agencies目 录摘要.IABSTRACT.II1 前言 .11.1液压搬运机械手发展方向.11.2液压搬运机械手设计目的.11.3 液压搬运机械手设计任务.2 1.3.1 设计方案.21.3.2设计要求.22液压搬运机械手的机构设计.42.1 液压搬运机械手运动简图.42.2液压搬运机械手手部结构设计及计算.42.2.1 “滑槽杠杆式”手部结构的设计与计算.52.2.2手指夹紧力计算.62.2.3手指夹紧缸驱动力计算.72.2.4手指夹紧液压缸的计算.72.2.5液压缸缸盖联接方式与强度计算.92.3液压搬运机械手横移腕部结构设计及计算.112.3.1腕部横移液压缸驱动力计算.112.3.2腕部液压缸的计算.132.3.3液压缸缸盖联接方式与强度计算.152.4液压搬运机械手小臂伸缩缸设计及计算.152.4.1小臂伸缩液压缸驱动力计算.162.4.2小臂伸缩液压缸的计算.182.4.3液压缸缸盖联接方式与强度计算.192.5液压搬运机械手小臂俯仰液压缸设计及计算.202.5.1小臂俯仰液压缸驱动力矩计算.202.5.2小臂俯仰液压缸驱动力的计算.212.5.3小臂俯仰液压缸的计算.222.5.4液压缸缸盖联接方式与强度计算.232.6液压搬运机械手大臂俯仰液压缸设计及计算.232.6.1大臂俯仰液压缸驱动力矩计算.232.6.2大臂俯仰液压缸驱动力的计算.252.6.3大臂俯仰液压缸的计算.252.6.4液压缸缸盖联接方式与强度计算.263液压驱动系统设计.273.1液压驱动系统传动方案的确定.273.2计算和选择液压元件.283.2.1液压泵及电动机的选择.283.2.2油箱容积的计算.293.2.3液压元件的选定.304电气控制系统简介.325 结论.34参考文献.35致谢.37附录.38- V -济南大学毕业设计1 前言1.1 液压搬运机械手发展方向机械手是一种被设计用来搬运物体、部件、工具或特定设备的，可以重复编程、具有多种功能的操作器。它通过一系列可变的程控动作来完成各种各样的任务。进入20世纪90年代以来，由于具有一般功能的传统工业机械手的应用趋向饱和，而许多高级生产和特种应用则需要具有各种智能的机械手参与，因而促使智能机械手获得较为迅速的发展。无论从国际或国内的角度来看，复苏和继续发展机器人产业的一条重要途径就是开发具有各种功用的机械手，以求提高机械手的性能，扩大其功能和应用领域。回顾近10多年来国内外机械手技术的发展历程，可归结出下列趋势：1）传感型机械手发展较快2）开发新型智能技术3）采用模块化设计技术4）机器人工程系统呈上升趋势5）微型机械手的研究有所突破6）应用领域向非制造业和服务业扩展液压机械手在国内外从20世纪60年代开始使用，最近三四十年发展尤为迅速，而且机械手进入了一个快速发展的时期。随着新技术的不断出现，特别是液压技术的应用，给机械手带来了更为广阔的发展空间。液压技术与微电子技术、计算机控制技术以及传感技术的紧密结合大大提高了机械手的自动化程度，从而进一步提高了生产效率，降低了成本，提高了作业舒适性，使其安全性、可靠性、使用寿命和操作性能都更上一层楼。从整个工业领域来看，对工业机械手的需求越来越大，性能指标越来越高。运动学系统是工业机械手的底层核心部分，对其关键技术，如运动学建模、运动学方程的求解、运动空间插值算法等的研究，将从很大程度上决定着一个机械手系统的基本性能。随着科技的发展，机器人已成为工业的现代化程度的标志。总的来说，对机械手控制及运动系统的研究在理论和应用上都具有重要的意义。1.2 液压搬运机械手设计目的在机械制造工业中，工业机械手常用作在单机或自动线上抓取传送工件、刀具、材料等，可以使操作工人从繁重、单调、重复的体力劳动中解放出来。因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门，特别是在高温、危险的作业环境（放射性、有害气体、粉尘、易燃、易爆等）中代替人的部分操作，不仅能大大减轻人的劳动强度，提高产品质量和生产效率而且保证了人生安全。本次设计的目的有如下几点：（1）通过液压搬运机械手的设计，把有关课程的中所获得的理论知识在实际中综合的加以运用，使这些知识得到巩固和发展，并使理论知识和生产密切的结合起来。因此，液压搬运机械手设计是今后走上工作岗位从事专业设计的基础。（2）通过本次设计，培养自己独立的机械整机设计