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目录
第1章概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
1.1执行系统.....．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
1.2驱动系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
1.3控制系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
第2章方案设计及主要参数的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
2.1方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
2.2主要参数的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
第3章抓取机构的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
3.1抓取机构结构形式的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
3.2夹紧力（握力）的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
3.3夹紧缸驱动力的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
3.4夹钳式抓取机构的定位误差分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
3.5夹紧液压缸主要尺寸的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
3.5.1液压缸内径D的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
3.5.2活塞杆直径d的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
3.5.3液压缸壁厚δ的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
3.5.4液压缸外径D0及长度l的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
3.5.5液压缸行程S的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
第4章送放机构的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
4.1概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
4.2液压系统主要参数的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
4.2.1液压缸工作载荷的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
4.2.2液压缸推力的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
4.2.3液压缸流量的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
4.2.4液压缸基本尺寸的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
4.3机械手的腕部设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
4.3.1腕部结构形式的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
4.3.2腕部回转缸驱动力矩的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
4.3.3腕部回转液压缸尺寸的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
4.3.4腕部摆动缸驱动力矩的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
4.3.5腕部摆动液压缸尺寸的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
4.4机械手的手臂和机身的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
4.4.1手臂和机身结构形式的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
4.4.2手臂驱动力的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
4.5液压系统元件的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
4.6液压系统回路的分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
4.6.1调压回路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
4.6.2缓冲回路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
4.6.3调速回路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
4.6.4换向回路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
4.6.5锁紧回路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
4.6.6保压回路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
第5章控制系统的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
附录1：科技翻译．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
附录2：实习报告．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
2.2主要参数的确定
（1）抓取重量15kg
（2）坐标形式和自由度坐标形式为球坐标式，有五个自由度。
（3）工作行程
工作行程由已知条件及方案分析确定：
最大工作半径1500mm；
手臂最大中心高1000mm；
手臂水平中心高700mm；
手臂伸缩行程450mm；
手臂回转范围：φ=0～270○；
手腕回转范围：翻转θ=0～180○；
腕部摆动范围：转位α=0～90○；
手臂上下摆动角度：β=0～60○。
（4）运动速度
直线运动速度：手臂伸缩行程l=450mm，运动时间t=2s，则手臂伸缩速度为：v= =0.45/2=0.225m/s；
回转运动速度：定为60○/s。
（5）驱动方式
驱动方式采用液压驱动的方式。由于机械手操作时各缸不同时工作，手臂伸缩缸和手臂回转缸所需的流量大，其余各缸所需的流量均较小，因此可选用双联叶片泵。在小流量时，只需高压小流量供油，大流量低压泵卸荷；在大流量时，两泵同时供，这样可以减少系统功率损失，防止油温升高。
（6）定位精度
定位采用机械挡块定位，定位精度为0.5～1mm。
（7）控制方式
采用行程控制系统实现点位控制。
第3章抓取机构的设计
3．1抓取机构结构形式的确定
抓取机构的结构形式主要决定于工件的形状和质量，本课题的抓取工件为250×170×140mm的箱式零件，因此采用平行连杆杠杆式手部结构较为合适。夹紧装置为常开式，当夹紧液压缸通油时，推动活塞带动杠杆机构合拢将工件夹紧。当夹紧液压缸断油时，活塞杆通过弹簧复位，手爪张开。
3．2夹紧力（握力）的确定
当用不同的手部机构夹紧同一种工件时，由于各手部机构的增力倍数不同，所需拉紧油缸的驱动力也不同。当手部机构选定后，由于工件的方位不同（如工件水平放置或垂直放置），钳爪的受力状态不一样，因而所需拉紧油缸的驱动力也不一样。下图（2）为两钳爪式手部机构，由于驱动力P使一对平行钳口对被夹持的工件产生两个作用力N，当忽略工件重量时（即相当于夹紧一块握力表），这两个力大小相等，力N称为由驱动力P产生的夹紧力。
机身
手臂手腕
液压原理图
