图4.5
图中：1为缸盖，2为橡胶防尘圈，3为活塞杆，4为活塞杆导向套。 （3）活塞与缸体得密封。
采用O型密封圈密封。选用36.5内径，截面直径为3.5510.0 其基本形式如下：
图 4.6
图中：1即为O型密封圈，2则为活塞。活塞与缸体之间靠O型密封圈密封。 （4）活塞杆端部结构形式及尺寸
mm.
端部结构形式有：外螺纹的，内螺纹的，光滑的，球形，耳环等等。此处因活塞杆
固定，选用外螺纹连接形式。其基本结构如下：
图4.7
图中各尺寸可查《液压传动设计手册》得，当d＝20mm时，1
d 取5.116M
.
d , )5.1~2.1(L
L=(1.2~1.5)1
4.3.2导向杆机构设计 4.3.2.1导向机构的作用
d 1 ＝
24165.1mm
导向机构的作用是保证液压缸活塞杆伸出时的方向性，提供机构刚度，保证伸缩量
的准确性。
4.3.2.2导向机构的外形尺寸及材料
导向选择矩形导轨导向，导轨为伸缩臂基座上得一部分，经加工而成；滑台则在其
上滑动且滑台得端部靠法兰安装夹持器部分。材料选择为45号钢.，如图4.8所示：
图4.8
图中：1为滑台，2为伸缩臂基座，3为矩形导轨的压板。
此处矩形导轨是直接在基座上加工出来的，滑台在导轨面上滑动，靠压板来固定调
节。
基座臂厚为10mm.。
4.3.2.3矩形导轨的弯曲强度及挠度的校核
max
(1)导轨的弯曲应力
M
W z
1503005.0
6221017.4
mNplM
bh
6
6
150
6max1017.4
97.35Mpa
025.004.0
WZ
M W Z
max
< [ ] 符合要求。
因为只计算了一边得矩形导轨，由结构可知还有另外一边得导轨支撑，故满足条件。 (2)杆的挠度
此杆为一悬臂梁，根据简单载荷作用下梁的挠度和转角公式：
pl2 pl3
f 2 EI ， 3EI I
bh
12
621008.2
式中：EI是截面抗弯刚度
3
5.0300
03.0 6 1008.22003
Bf
本式计算是完全把载荷加在导轨上，实际是载荷由导轨和活塞杆共同承受，所以导
向杆的挠度会更小，符合设计要求。
转角
pl
26EI
22
5.0300
06.0rad
1008.22002 =
符合要求。
4.3
(3)导轨的表面处理及润滑
①导轨表面淬火，可以提高表面硬度增加导向杆的耐磨性，也可以保证导向杆的韧
性，同时需要精加工以提高导轨的精度要求；
②导轨的润滑可采用润滑脂润滑，或是采用润滑油润滑。此处采用润滑脂润滑。
伸缩臂基座与升降臂相连靠伸缩臂基座底部的法兰。其上有4个M12的内六角圆
柱头螺钉。
4.3.2.4伸缩臂范围控制与调整
伸缩臂伸缩范围控制靠行程开关与活动挡块，这里特别解释如下：设备附件活动挡
块，它用在当设备安装好后，可以靠它在小范围内调节臂的伸长量，其结构图如图4.6 所示
此活动挡块可套装在导向杆上，a处可以压住行程开关压柱，从而压动行程开关使
行程开关实现动作。
此外除上述调节外，还可以调节连接件的旋入导向杆和液压活塞杆的长度，实现对
伸长度的微调。保证把工件精确地放在加工机床作业台上。行程开关使用LXW4-11型 微型开关。
图4.9
第五章 驱动系统
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
机械手夹持器毕业设计论文
