學 位 論 文 誠 信 聲 明 書本人鄭重聲明：所呈交的學位論文（設(shè)計）是我個人在導師指導下進行的研究（設(shè)計）工作及取得的研究（設(shè)計）成果除了文中加以標注和致謝的地方外，論文（設(shè)計）中不包含其他人或集體已經(jīng)公開發(fā)表或撰寫過的研究（設(shè)計）成果，也不包含本人或其他人在其它單位已申請學位或為其他用途使用過的成果與我一同工作的同志對本研究（設(shè)計）所做的任何貢獻均已在論文中做了明確的說明并表示了致謝申請學位論文（設(shè)計）與資料若有不實之處，本人愿承擔一切相關(guān)責任學位論文（設(shè)計）作者簽名： 日期： 學 位 論 文 知 識 產(chǎn) 權(quán) 聲 明 書本人完全了解學校有關(guān)保護知識產(chǎn)權(quán)的規(guī)定，即：在校期間所做論文（設(shè)計）工作的知識產(chǎn)權(quán)屬西安XX大學所有學校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版本人允許論文（設(shè)計）被查閱和借閱；學校可以公布本學位論文（設(shè)計）的全部或部分內(nèi)容并將有關(guān)內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或其它復制手段保存和匯編本學位論文保密論文待解密后適用本聲明學位論文（設(shè)計）作者簽名： 指導教師簽名： 年 月 日論文題目：液壓傳動機械手的設(shè)計專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)本 科 生： （簽名）_____________指導教師： （簽名）_____________摘 要隨著工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)越來越發(fā)達，工業(yè)自動化要求越來越高，工業(yè)機器人在工業(yè)生產(chǎn)中的作用越來越重要，本次設(shè)計主要是針對工業(yè)中用于搬運的液壓傳動機械手的機械部分和液壓部分的設(shè)計。

本次設(shè)計在論述液壓機械手的發(fā)展及國內(nèi)外發(fā)展概況、機械手的應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對機械手的整體結(jié)構(gòu)類型進行分析及選擇，并給出了機械手工作時的性能參數(shù)同時介紹該液壓傳動的搬運機械手的設(shè)計理論及思路，進行方案設(shè)計詳盡論述了液壓傳動機械手的手部、手腕、手臂以及機身的主要零部件的結(jié)構(gòu)選擇和設(shè)計計算，并設(shè)計出各部件的結(jié)構(gòu)，畫出裝配圖關(guān)鍵詞：機械手；液壓缸；液壓傳動；Subject: The design of the hydraulically powered Manipulator used for handingAbstractWith the development of industry, the production technology is becoming more and more developed and the demand for industrial automation is getting higher and higher. In industrial production, the function of industrial manipulator plays a more and more important role. In this subject, the job is mainly aim at the design and calculation for the mechanical parts and the hydraulic system of the hydraulically powered manipulator used for handing in industry.The subject mainly introduces the development and the application of the hydraulically powered manipulator at home and abroad, the composition and classification of the manipulator. Through the analysis, the overall construction is chosen and the performance parameter of manipulator is given.At the same time, the paper introduces the design theories and ideas of the hydraulically powered manipulator used for handing in industry. The paper give a detailed description of the calculation of structure selection and design of main parts of the hydraulically powered manipulator used for handing of the hand, the wrist, the arm and the base, draw the various parts of the structure, and make the assembly drawing.Keywords: manipulator; hydraulic cylinder; hydraulic transmission;目 錄1緒論 11.1前言 11.2工業(yè)機械手在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 11.3工業(yè)機械手在工業(yè)中的應(yīng)用 21.4工業(yè)機械手的發(fā)展前景及應(yīng)用趨勢 21.5工業(yè)機械手設(shè)計目的及意義 21.6本文主要研究內(nèi)容 21.7本章小結(jié) 32機械手的總體方案設(shè)計 42.1機械手的組成 42.1.1執(zhí)行機構(gòu) 42.1.2驅(qū)動機構(gòu) 42.2機械手基本形式的選擇 42.3機械手的系統(tǒng)工作原理 52.4機械手的主要部件及運動 52.5驅(qū)動機構(gòu)的選擇 62.6機械手部分參數(shù) 62.7本章小計 73機械手手部結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算 83.1手部設(shè)計的基本要求[11] 83.2手部結(jié)構(gòu)的基本類型 83.3機械手抓的設(shè)計計算 83.3.1手抓的類型及夾緊裝置的選擇 83.3.2手抓的力學分析 93.3.3手部夾緊力及驅(qū)動力的計算 103.3.4液壓缸的設(shè)計計算 113.3.5活塞和活塞鏈接螺釘?shù)脑O(shè)計計算 123.4本章小結(jié) 134機械手手腕的設(shè)計計算 144.1手腕設(shè)計的基本要求 144.2手腕的結(jié)構(gòu)以及選擇 144.2.1手腕結(jié)構(gòu)的典型類型 144.2.2 手腕結(jié)構(gòu)的選擇 144.3手腕結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算 154.3.1手腕的力學分析 154.3.3手腕擺動液壓缸的尺寸設(shè)計及校核 164.3.4擺動液壓缸蓋螺釘?shù)倪x取 174.3.5動片和輸出軸間的連接螺釘 184.4本章小結(jié) 185機械手手臂部的設(shè)計計算 195.1手臂設(shè)計的基本要求 195.2手臂結(jié)構(gòu)類型及選擇 195.3手臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算 195.3.1手臂的力學分析 195.3.2手臂伸縮液壓缸的尺寸設(shè)計及校核 215.3.3手臂伸縮液壓缸蓋螺釘?shù)倪x取 215.4本章小結(jié) 226機械手機身的設(shè)計計算 236.1機身設(shè)計的基本要求 236.2機身的整體設(shè)計 236.3手臂擺動液壓缸的設(shè)計 246.3.1手臂擺動液壓缸的力學分析 246.3.2手臂擺動液壓缸的尺寸設(shè)計及校核 266.3.3手臂擺動液壓缸蓋螺釘?shù)倪x取 276.3.4動片和輸出軸間的連接螺釘 286.4手臂升降液壓缸的設(shè)計 296.4.1工件、手部、手腕和手臂偏重力的計算 306.4.2機身升降液壓缸的力學分析 306.4.3機身升降液壓缸偏心重力矩的計算 306.4.4手臂做升降運動不自鎖條件 316.4.5手臂做升降運動的液壓缸驅(qū)動力的計算 316.4.6機身升降液壓缸尺寸設(shè)計及計算 326.4.7升降液壓缸蓋螺釘?shù)倪x取 336.5本章小結(jié) 347機械手液壓系統(tǒng)的設(shè)計 357.1液壓系統(tǒng)的簡介[14] 357.2液壓系統(tǒng)原理 358總結(jié) 39致 謝 40參考文獻 411緒論1.1前言用于再現(xiàn)人手功能的技術(shù)裝置稱為機械手[1]。

現(xiàn)在工業(yè)機械手應(yīng)用到很多制造行業(yè)，工業(yè)機器人的發(fā)展為工業(yè)發(fā)展帶來很多積極的影響日益為人們熟知和認識：第一，能夠替代人工作，并且能夠適合在各種復雜的環(huán)境下進行工作，尤其在溫度高壓力大、溫溫度低壓力小，粉塵多、噪音大以及帶有放射性物質(zhì)和有毒性污染等人難以忍受的惡劣場合工作，能夠進行有規(guī)律的生產(chǎn)，使工人的工作條件得到改善，使生產(chǎn)率得到提高，為生產(chǎn)帶來高的經(jīng)濟效益，并且便于控制，在實現(xiàn)人手無法完成的工作中成為了必不可少的機械設(shè)備，；第二，能夠提高生產(chǎn)自動化水平，采用自動控制，由于工況比較穩(wěn)定，從而減少很多事故和不穩(wěn)定情況而停止機械運轉(zhuǎn)，提高機械生產(chǎn)設(shè)備使用安全，而且即使發(fā)生了事故，控制單元能夠?qū)κ鹿蔬M行快速分析，找出原因，解決問題，減少檢修的時間；第三，工業(yè)機械手通過編程實現(xiàn)機械手執(zhí)行各種動作，因此它能根據(jù)生產(chǎn)要求，按照已經(jīng)編譯的程序完成各種工序；第四，機械手是一種自動控制的機械設(shè)備，是可以重新編程以改變運動形式的機器，可在不同環(huán)境中搬運物體1.2工業(yè)機械手在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀工業(yè)機械手最早在美國得到應(yīng)用，時間大約是在上世紀40年代，它的控制系統(tǒng)是主從型的聯(lián)邦德國最初將機械手引用于機器生產(chǎn)中的時間是1970年。

然而日本在1969年從美國引進機械手后，就進行工業(yè)機械手的研究，不斷改造創(chuàng)新目前日本已經(jīng)成為世界上工業(yè)機械手應(yīng)用最多、發(fā)展最快的國家[2]英國工業(yè)機器人的應(yīng)用發(fā)展相對而言比較落后, 但政府已經(jīng)采取了一些振興措施[3]目前，國外工業(yè)發(fā)達的國家都擁有了專門生產(chǎn)機器人的公司或廠家, 而且有專門的機器人研究機構(gòu)從事研究活動, 其研制發(fā)展快, 技術(shù)水平高[4]我國工業(yè)機器手的起步是從80年代開始的，在國家大力幫助下，我國已經(jīng)基本掌握了機器人制造的相關(guān)技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)能夠產(chǎn)生出許多構(gòu)成機器人的重要零件但總的來說，我國工業(yè)機器人設(shè)計制造技術(shù)以及應(yīng)用水平比較低[5]據(jù)1975年5月進行的不完全統(tǒng)計, 目前, 全國機械行業(yè)擁有的各種類型機械手約一千多臺其中專用機械手占絕大多數(shù), 約占總臺數(shù)94%, 通用機械手（簡易型機器人) 約60臺左右, 應(yīng)用較少[6]1.3工業(yè)機械手在工業(yè)中的應(yīng)用工業(yè)機械手完成很多任務(wù)，例如搬運物料、裝配機械、切割物料、焊接噴然等，引用范圍十分廣泛工業(yè)機械手在代替人工作時，能夠完成批量大、質(zhì)量要求高的這類工作，使生產(chǎn)自動化水平和生產(chǎn)率水平得到提高能夠在有害環(huán)境代替工人操作，實現(xiàn)人性化的生產(chǎn)。

據(jù)資料介紹，在美國生產(chǎn)的所有工業(yè)零件中，小批量生產(chǎn)占75%；批量小于50件的金屬零件的生產(chǎn)占；零件真正在機床上加工的時間僅占生產(chǎn)總時間的5%左右從這些數(shù)據(jù)可知，急切實現(xiàn)裝卸搬運工序的自動化，因而就產(chǎn)生了工業(yè)機械手[7]1.4工業(yè)機械手的發(fā)展前景及應(yīng)用趨勢自20世紀60年代初期問世，工業(yè)機械手經(jīng)過近50年發(fā)展，已經(jīng)在制造行業(yè)自動化生產(chǎn)中占十分重要的地位首先，伴隨著科學技術(shù)的快速進步,增強了機械手的重復精度其次，機械手可以具有模塊化機械結(jié)構(gòu)經(jīng)拼裝后，機械手能夠根據(jù)實際工作。