机械手夹持器设计(含装配图CAD图) 第10页
5.1驱动系统设计要求
本次设计的工业机械手属坐标式液压驱动机械手。具有手臂伸缩，回转，升降，手腕回转四个自由度。因此，相应地有手腕回转机构、手臂伸缩机构，手臂回转机构，手臂升降机构等构成。各部分均用液压缸或液压马达驱动与控制。
设计要求
（1）满足工业机械手动作顺序要求。动作顺序的各个动作均由电控系统发讯号控制相应的电磁铁，按程序依次步进动作而实现。
（2）机械手伸缩臂安装在升降大臂上，前端安装夹持器，按控制系统的指令，完成工件的自动换位工作。伸缩要平稳灵活，动作快捷，定位准确，工作协调。
（3）液压控制系统设计要满足伸缩臂动作逻辑要求，液压缸及其控制元件的选择要满足伸缩臂动力要求和运动时间要求
5.2驱动系统设计方案
采用叶片泵供油，动作顺序：从原位开始——升降臂下降——夹持器夹紧——升降臂上升——底座快进回转——底座慢进——手腕回转——伸缩臂伸出——夹持器松开——伸缩臂缩回；待加工完毕后，伸缩臂伸出——夹持器夹紧——伸缩臂缩回——底座快退(回转)——底座慢退——手腕回转——升降臂下降——夹持器松开——升降臂上升到原位停止，准备下次循环。
上述动作均由电控系统发讯号控制相应的电磁铁（电磁换向阀），按程序依次步进动作而实现。
（1）各液压缸的换向回路
为便于机械手的自动控制，采用可编程控制器进行控制，前分析可得系统的压力和流量都不高，选用电磁换向阀回路，以获得较好的自动化成都和经济效益。液压机械手采用单泵供油，手臂伸缩，手腕回转，夹持动作采用并联供油，这样可有效降低系统的供油压力，此时为了保证多缸运动的系统互不干扰，实现同步或非同步运动，换向阀采用中位“O”型换向阀。
（2）调速方案
整个液压系统只用单泵工作，各液压缸所需的流量相差较大，各液压缸都用液压泵的全流量是无法满足设计要求的。尽管有的液压缸是单一速度工作，但也需要进行节流调速，用以保证液压缸的平稳运行。各缸可选择进油路或回油路节流调速，选用节流阀调速。
单泵供油系统以所有液压缸中需流量最大的来选择泵的流量。系统较为简单，所需元件较少，经济性好，考虑到系统功率较小，其溢流损失也较小。
（3）缓冲回路
伸缩臂处设置缓冲回路，使用单向节流阀
（4）系统安全可靠性
夹紧缸在夹紧工件时，为防止失电等意外情况，设置锁紧保压回路。
手臂升降缸在系统失压的情况下会自由下落或超速下行，所以在回路中设置平衡回路。
5.3驱动系统设计
5.3.1分功能设计分析
（1）夹持器采用单出杆双作用缸，保证运动过程中不使工件下掉，夹持器夹紧工件后，锁紧回路由先导型顺序阀和单向阀组成。顺序阀的设置在夹持器松开回油过程中起到缓冲作用。
（2）底座回转采用摆动液压缸，正反方向均采用单向调速阀调速。由于回转部分的重量大，回转长度长，因此手臂回转时具有很大的动能。为此，除采用调速阀的回油节流阀调速阀外，还在回油路上安装双溢流阀，进行减速缓冲。
（3）手臂伸缩采用单出杆双作用缸，手臂伸出时，由单向阀和节流阀组成的调速回路进行回油节流调速。手臂缩回时，回油路设置调速阀以完成缓冲作用。
（4）手臂升降运动采用单出杆双作用缸，上升和下降均由单向调速阀回油节流。因为升降缸为立式，在其液压缸下腔油路中安装单向顺序阀，避免因整个手臂运动部分的自重而下降，起支撑平衡作用。
（5）伸缩臂进油路设置蓄能保压回路，伸出完全后，进油路压力升高，压力继电器发出电信号导致换向阀通电，泵卸荷，单向阀自动关闭，由蓄能器保压。
（6）单泵供油，采用先导型溢流阀卸荷，设置二位二通换向阀。
5.3.2液压泵的确定与所需功率计算
系统各执行元件最大需用流量
夹紧缸：Q =1.5 L/min
伸缩缸：Q =15 L/min
升降缸：Q =7.536 L/min
回转缸：Q =17.34 L/min
b、泵的排量
c、泵工作时的最高压力
夹紧缸：
伸缩缸：
升降缸：
回转缸：
包括油液流经流量阀和其他元件的局部损失，管路沿程损失等
为0.2 0.5Mpa
作为压力储备，可选额定压力为5Mpa
选择YB-A16B型号泵，其主要性能参数如表5.1所示
排量 压力 输入功率 额定转速 最低转速 最高转速
YB-A16B 16.3ml/r 5Mpa 1.69Kw 1000r/min 600r/min 1800r/min
5.3.3确定泵的电机功率N
p—泵的实际最大工作压力 kgf/cm
Q—泵在p压力下的实际流量 l/min
η --泵的总效率 0.65 0.75
考虑到压力损失，故按标准选用1.5kw的电机
5.3.4液压元件的选择,如表5.2所示
表5.2
编号 元件名称 阀最大通过流量L/min 型号 公称流量L/min
1 滤油器（粗） 19.074 XU-CJ45 50BS
40
3 溢流阀 19.074 YF3-10L 63
4 电磁换向阀 23DO-B8C 22
6 滤油器（精） XU-CJ45 30BS
40
9 电磁换向阀（夹紧）
10、11 液控单向阀 CPT-03-04-50 40
13 压力继电器 HE O /35
14 电磁换向阀（伸缩） 15 34DF30-E10B-D 25
15 单向调速阀 AQ -10C
30
17 电磁换向阀（回转） 17.34 34DF30-E10B-D 25
18 、19 单向调速阀 AQ -10 21 电磁换向阀（升降） 7.536 DG55-5
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