简述机械手液压控制系统的设计

　　机械手的液压传动是以有压力的油液作为传递动力的。电动机带动油泵输出压力油,是将电动机供给的机械能转换成油液的压力能。压力油经过管道及一些控制 调节装置进入油缸,推动活塞杆运动,从而使手臂伸缩、升降等运动,将油液的压力能转换成机械能。手臂在运动时所克服的摩擦力大小,以及夹持式手部夹紧工件 所需保持的握力大小,均与油液的压力和活塞的有效面积有关。手臂做各种运动的速度决定于流入密封油缸中容积的多少。图1为液压传动系统的组成框图。

　　1　自动上料机械手液压系统原理设计

　　液压传动装置由于使用工作压力高的油性介质,因此机构出力大,机械结构更紧凑、动作平稳可靠、易于调节和噪声较小,但要配置液压泵和油箱,当油液渗漏时易污染环境。一个完整的液压系统是由以下几部分组成的:

　　(1)能源部分。包括泵装置和蓄能器,它们能够输出压力油,把原动机的机械能转变为液体的压力能,并储存起来。

　　(2)执行机构部分。是液压油缸、液动机等,它们用来带动运动部件,将液体压力能转变成使部件运动的机械能。

　　(3)控制部分。是各种液压阀,用于控制流体的压力、流量和流动方向,从而控制执行部件的作用力、运动速度和运动方向,也可以用来卸载,实现过载保护等。

　　(4)辅助部分。是系统中除了上述三部分以外的所有其他元件,如油箱、压力表、管路等。

　　液压系统中机械手主要实现的辅助功能:

　　(1)机械手的伸、缩、回转和工件的松开和拉紧动作等。

　　(2)工件的自动松开、夹紧。

　　(3)工作台的松开夹紧、交换工作台的自动交换动作。

　　(4)机械手的运动部件平衡。如机械手轴箱的重力平衡、机械手的平衡装置等。

　　(5)机械手运动部件的制动和离合器的控制、齿轮拨叉换挡等。

　　(6)机械手的自动开关。

　　液压系统在机械手中所起的作用是通过电-液转换元件把控制信号进行功率放大,对液压动力机构进行方向、位置和速度的控制,进而控制机械手的手臂按给定运动规律动作。液压动力机构多数情况下采用直线液压缸或摆动液压缸,用于实现手臂的伸缩、升降以及手腕的回转。

　　1·1　手部抓取缸

　　1·1·1　手部抓取缸液压原理图如图2所示。

　　1·1·2　泵的供油压力P取10MPa,流量Q取系统所需最大流量即Q=1300ml/s。因此,需安装图2所示的调速阀,流量定为7·2L/min,工作压力P=2MPa。

　　图中采用YF-B10B溢流阀, 2FRM5-20/102调速阀, 23E1-10B二位三通阀。