对于六自由度装夹机械手液压系统设计

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1、2013年t1月机床与液压NOV．2013第4l卷第22期MACHINET00L&HYDRAULICSV01．41No．22DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．22．027六自由度装夹机械手液压系统设计高勇，李园园，张伟民，陈琪(1．中国地质大学机械与电子信息学院，湖北武汉430074；2．南京航空航天大学航空宇航学院，江苏南京210016)摘要：六自由度装夹机械手是一种新型的上下料工作装置，其供料过程用液压系统控制，从而实现大批量供料自动化。利用三维设计软件SolidWorks进行液

2、压系统结构设计，从结构方案的确定、主要部件的设计计算以及系统原理图的确定和电液伺服系统PID控制等几个方面对六自由度装夹机械手液压系统进行了详细的分析，确保其性能良好。实验和应用证明：该液压系统运转平稳，稳定性和调节性能较好，密封可靠，使用效果良好。关键词：机械手；液压系统；结构设计；尺寸计算中图分类号：TH137文献标识码：B文章编号：1001—3881(2013)22—074—4DesignofHydraulicSystemforSix-DoFClipManipulatorGA0Yong。，LIYuanyuan，

3、ZHANGWeimin，CHENQi(1．FacultyofMechanical&ElectronicInformation．ChinaUniversityofGeosciences，WuhanHubei430074，China；2．CollegeofAerospaceEngineering，NanjingUniverityofAeronauticsandAstronautics，NanjingJiangsu210016，China)Abstract：Thesix—DOFclipmanipulatorisanewty

4、peofdischargingdevice．Inordertoachievehigh—volumeprocessing，thedischargingprocessiscontrolledbyhydraulicsystem．Thestructurewasdesignedby3DdesignsoftwareSolidWorks．Thenthedetermi—nationofthestructure，thedesigncalculationsofthemaincomponents，thedeterminationofthe

5、systemdiagamandPIDcontrolone—lectro—hydraulicsen，osystemwereanalyzedindetail．toensureitsperformance．Experimentsandapplicationsprovethatthedesignedhydraulicsystemhasfineeffectbyitssmoothoperationandreliablesealing．Keywords：Manipulator；Hydraulicsystem；Structurede

6、sign；Dimensioncalculation机械手是模仿人手的部分动作，按给定程序、轨l一机座迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动化机械装2一大臂3一小臂置，也是典型的机电一体化产品。文中所研究的工业4一手部装夹机械手采是用液压驱动控制方式的垂直多关节型45一腕部6一大臂摆动缸工业机械手，主要功能是实现六面体压机上下料过程7一机座回转缸的自动化。其过程控制性好，可为液压控制型机械手8一小臂回转缸9一腕部摆动缸和手部夹紧缸系统的设计提供理论指导，现将其设计过程进行简单l小臂摆动缸介绍。1装夹机械手机械系统图1六

7、自由度装夹机械手1．1机械原理该机械手可实现6自由度关节运动，分别为机座该工业装夹机械手可完成夹紧工件、手臂转位、1绕自身轴线±360。旋转运动，大臂2仰俯250。运松开卸料、手臂复位等基本动作，其三维模型如图1动，小臂3仰俯310。及绕自身轴线±270。旋转运动，所示。腕部4摆动±270。运动和手部4直线夹／松动作。工作循环示意图如图2所示。收稿日期：2012—11—12作者简介：高勇(1988一)，男，硕士研究生，研究方向为先进制造技术。E—mail：mmnn2005@163．com。第22期高勇等：六自由度装夹

8、机械手液压系统设计·75·大臂俯仰小臂俯仰腕部摆动夹持合成块机座回转原点Il大臂俯仰—放置合成块—腕部摆动—小臂俯仰卜．大臂俯仰腕部摆动卜_—小臂俯仰卜_——’{大臂俯仰卜—退出工作空阋卜_小臂俯仰机座回转I．———小臂俯仰——大臂俯仰卜．夹持成品件图2六自由度装夹机械手工作循环示意图1．2末端执行器速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计