机械手液压系统解读
液压机械手臂
想必大家都有见过挖掘机吧,挖掘机的强大动力来源就是它的液压杆，而且挖掘机本身就是一种机械臂。
现在很多的工厂都会使用机械臂，机械有着他独特的优势，比如说工作效率高，动作速度快，投入低，产出高，工作时间长受到了很多工厂老板的欢迎。
我没知道目前的机械臂的动力来源一般有三种，一种是液压式的，一种是气动式，还有一种是电动式。
下面就来和大家介绍一下。
1.液压式。
这种机械臂通常是由液动机、伺服阀、油泵、油箱等部分组成驱动系统，由驱动机械臂的执行机构进行工作。
通常它具有很大的抓举能力，其特点是结构紧凑，动作平稳，耐冲击，耐振动，防爆性好，但对液压元件有较高的制造精度和密封性能要求，否则漏油将污染环境。
液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。
一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。
液压系统可分为两类：液压传动系统和液压控制系统。
液压传动系统以传递动力和运动为主要功能。
液压控制系统则要使液压系统输出满足特定的性能要求（特别是动态性能），通常所说的液压系统主要指液压传动系统。
芜湖大正百恒智能装备有限公司是一家专业研发生产销售机械手的智能科技公司，其生产的各类机械手(双臂回斜式机械手、回斜式机械手、双截单臂回斜式机械手、立式注塑机专用机械手、单臂回斜式机械手、中型一轴伺服横走式机械手、中型两轴伺服横走式机械手、CNC悬挂式全伺服机械手、CNC开放式全伺服机械手、中型三轴牛头式伺服机械手、重型三轴牛头式机械手、重型三轴牛头式伺服机械手)，类型丰富，控制精度高，性能优异，价格实惠，是您减省工人、提高效率、降低成本、提高产品品质、提升工厂形象的好选择。
芜湖大正百恒智能装备有限公司位于安徽省芜湖市，专业研发、制造、销售注塑机械手，车床、磨床、冲压上下料机械手及周边自动化设备。
产品广泛适用于基础工业，汽车零部件，电子通信，环保化粪池，检查井、垃圾桶、托盘、食品包装，PET瓶坯，家电设备，光学制造等。
四自由度工业装夹机械手液压系统的设计与分析
工 业 生产 中应 用 的机 械手 被 称 为工业 机 械手 ，是 典 型 的机 电一体
化产 品。
Ｌ 立下— 大收． 小旋． 放工 柱降 — 臂缩－ 臂转＿ 件 ＿ — － —
图 ３ 机械 手工作循环示意图
工 业 机 械 手 是 近 几 十 年 发 展 起 来 的一 种 高 科 技 自动 生 产 设
为 了使 机械 手 能够 准确 地 工作 ，可 用步 进 电机 来 驱动 基 座 的
备 ， 业机 械手 也 是 工业 机器 人 的一 个重 要 分支 。它 的 特 点是 ： 工 可 旋 转 ， 柱 和大 臂 的伸 缩可 用 液动 的方 式 驱动 ， 臂 的旋转 则 通过 立 小 以通 过 编程 完 成各 种 预期 的 作业 ，在 构造 和 性能 上 兼有 人 和机 器 立柱 与 小臂 之 间连 杆 的伸缩 来 控制 ， 连杆 的 收缩 可 与立 柱 、 而 大臂
０ 引 言
整 个机 械 手 的工作 循环 示 意 图如 图 ３ 示 。 所
启动 ——＋ 原点 ——＋ 立柱上升 ——＋大臂拉伸 ——＿Ｉ 、 按照预定的程序、 轨迹及
其 他 要求 ， 现抓 取 、 实 搬运 工 件或 操 作工 具 的 自动化 机 械装 置 。在
分 的定 义如 图 ２所 示） 四 自由度 分 别为 基座 的旋转 、 ， 立柱 的 升 降 、 手的手部时采用了保持机械手的活动部位 的活动原理不变，而手 的根 部和 手指 之 间使 用 了可 拆卸 的螺 栓 联接 ，也 就 是手 爪 部设 计 大臂 的伸 缩 以及 小 臂 的旋转 。
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图 ４ 机械手 的二维 示意图
图 １ 机械手 的三维 模型 图 ２ 机械手 的二维 示意图
五自由度液压搬运机械手”设计
五自由度液压搬运机械手”设计首先，结构设计是机械手设计的基础，决定了机械手的运动能力和稳定性。
五自由度液压搬运机械手通常由基座、旋转臂、移动臂、升降臂和手爪等五个部分组成。
基座用于支撑机械手，使其能够固定在工作台上。
旋转臂具有360度无级旋转能力，可以实现机械手在平面内的旋转运动。
移动臂可以沿着旋转臂的轴线进行水平移动。
升降臂可以沿着移动臂的轴线进行上下升降运动。
手爪可以张合，用于抓取和释放物品。
这五个部分的组合可以实现机械手在三维空间内的自由移动和搬运物品的能力。
其次，控制系统设计是机械手实现各项功能的关键，涉及了位置控制、速度控制和力控制等方面。
位置控制是指控制机械手的各个部件按照预定轨迹进行移动，使机械手能够到达指定的位置。
速度控制是指控制机械手的各个部件的运动速度，以实现对机械手的运动精度和响应速度的控制。
力控制是指机械手能够根据搬运物品的重量和形状调整手爪的力度，以实现安全和稳定的搬运操作。
控制系统设计需要结合传感器和执行器，通过信号的传输和处理，实现对机械手的精准控制。
最后，动力系统设计是为机械手提供所需的动力和能源，以实现其运动和搬运的功能。
液压系统是一种常见的动力系统，可以利用液体的压力和流动性质来驱动机械手的各个部件。
液压系统需要包括液压泵、液压缸和液压阀等组件，以实现对机械手的动力输出和控制。
动力系统设计还需要考虑能源的供给，可以采用电动机、气动元件等形式。
总结起来，五自由度液压搬运机械手的设计涉及结构设计、控制系统设计和动力系统设计三个方面。
通过合理地设计和优化这些方面，可以实现机械手的多方向移动和搬运物品的能力，提高生产效率和工作安全性。
液压系统简介
液压原理培训教材第一章液压系统简述一、液压传动的工作原理1、液压传动是以液体为工作截止来传递动力的2、液压传动用液体的压力能来传递动力，它与液体动能的液力传动是不相同的。
3、液压传动中的工作介质是在受控制，受调节的状态下进行工作的，因此液压传动和液压控制常常难以截然分开。
二、液压传动的组成部分1、动力装置―――把机械能转换成油液液压能的装置，最常见的形式就是液压泵，它给液压系统提供压力油。
2、执行装置―――把油液的液压能转换成机械能的装置，它可以是作直线运动的液压缸，也可以是作回转运动的液压马达。
3、控制调节装置―――对系统中油液的压力、流量、或流动方向进行控制或调节的装置，例如溢流阀，节流阀、换向阀、先导阀等，这些元件的不同组合形成了不同功能的液压系统。
4、辅助装置―――上述部分以外的其它装置，例如油箱、滤油器、油管等。
三、液压传动的控制方式液压传动的“控制方式”有两种不同的涵义，一种指对传动部分的操控调节方式，另一种是指控制部分本身结构组成形式。
液压传动的操纵调节方式可以概略的分为手动式，半自动式、和全自动式。
而液压系统中控制部分的结构组成形式有开环和闭环式的两种。
如平台的液压猫头就是开式的手动控制系统。
而顶驱机械手的液压控制系统为闭环控制。
四、液压传动的优缺点优点：1、在同等体积下，液压装置能比电气装置产生出更多的动力。
在同等功率下，液压装置的体积小，重量轻，结构紧凑。
液压马达的体积和重量只有同等功率电机的12％左右。
2、液压装置工作比较平稳。
3、液压装置能在大范围内实现无极调速，它还可以在运动状态下进行调速。
4、液压装置易于实现自动化。
当液压控制和电气控制。
电子控制或气动控制结合起来使用的时候，整个传动装置能实现很复杂的顺序动作。
接收远程控制。
5、液压装置易于实现过载保护。
6、由于液压元件已实现标准化，系列化和通用化。
液压装置的设计、制作和使用都比较方便。
7、用液压装置实现直线运动比机械传动简单。
热处理机械手---液压系统设计
热处理上下料机械手的液压系统设计摘要作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。
与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。
液压机械手主要用于将沉重的零件或者是重复简单的劳动的设备，适用于热处理炉的上下料和一般工件工序的自动化生产。
本文根据热处理上下料机械手的用途﹑特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。
热处理上下料机械手的设计是轨道小车移动，液压支撑架的上下移动，结构简单，方便快捷，并应用自动电气控制，达到机电液一体化的生产，自动化程度高。
关键词液压系统；过载保护；机电液一体化Heat Treatment Unloading ManipulatorHydraulic SystemAbstractAs one of the modern machinery equipment transmission and control important technical means, hydraulic technology in the field of national economy has been widely used. Compared with other transmission control technology, hydraulic technology has high energy density, flexible and convenient configuration, large speed range, rapid and smooth work ability, easy to be controlled and overload protection, easily realized automation and electromechanical integration ,system integration design ,easy maintenance in manufacturing operation and other significant advantages in technology , which make it become the basic technology of modern mechanical engineering and the basic technology of modern control engineering.The hydraulic press and pressure machine is the main equipment for molding plastic injection and repressing material formation, such as stamping, bending, flanging, metal sheet drawing, etc. Also it can be engaged in the adjustment, the mounting indentation, the grinding wheel formation, the swaging metal parts formation, the plastic products and the powder products suppressed formation. This article according to the usage, characteristics and requirements of the purposes of the YB32-150 type hydraulic pressure press machine uses the basic principle of hydraulic transmission, draws up a reasonable hydraulic system and undergoes the necessary calculation to determine the parameters of hydraulic system which determine to choose hydraulic components and system structure of the specification. The hydraulic system of YB32-150 hydraulic pressure press Machine is rectangulararrangement .its' external appearance is new and original beautiful, the driving force system adopts hydraulic pressure system that makes the structure simple and compact, the action quick and reliable. This machine is equipped with the foot switch which can realize the semiautomatic craft movement circulation.Keywords hydraulic system;overload protection;electromechanical integration目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (6)1.1 液压传动的发展概况 (6)1.2 液压传动在机械行业中的应用 (6)1.3 液压机械手的发展及工艺特点 (7)1.4 液压系统的基本组成 (8)1.5 本章小结 (8)第2章液压系统的计算和元件选型 (9)2.1 确定液确定液压缸主要参数 (9)2.1.1 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定 (9)2.1.2 液压缸实际所需流量计算 (10)2.2 液压元件的选择 (10)2.2.1 确定液压泵规格和驱动电机功率 (10)2.2.2 阀类元件及辅助元件的选择 (12)2.2.3 管道尺寸的确定 (12)2.3 液压系统的验算 (16)2.3.1 系统温升的验算 (17)2.4 本章小结 (17)第3章机械手的液压系统原理设计 (19)3.1 热处理上下料机械手的基本结构 (19)3.2 确定液压系统原理 (19)3.2.1 液压油的选择 (19)3.2.2 确定供油方式 (19)3.2.3 同步回路的设计 (20)3.2.4 保压回路的设计 (20)3.3 液压系统图的总体设计 (21)3.3.1 升降缸运动工作循环 (21)3.3.2 伸缩缸运动工作循环 (22)3.3.3 夹紧缸工作循环 (22)3.4 本章小结 (23)第4章液压站结构设计 (24)4.1液压站的结构型式 (24)4.2 液压泵的安装方式 (24)4.3 液压油箱的设计 (24)4.3.1液压油箱有效容积的确定 (24)4.3.2 液压油箱的外形尺寸设计 (25)4.3.3 液压油箱的结构设计 (25)4.4 液压站的结构设计 (27)4.4.1 电动机与液压泵的联接方式 (27)4.4.2 液压泵结构设计的注意事项 (28)4.4.3 电动机的选择 (28)4.5 本章小结 (29)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)第1章绪论1.1液压传动的发展概况液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。
液压传动与气动技术课程教案机械手液压传动系统
液压传动与气动技术课程教案-机械手液压传动系统一、教学目标1. 了解液压传动与气动技术的基本原理及应用。
2. 掌握机械手液压传动系统的组成、工作原理及维护方法。
3. 能够分析并解决机械手液压传动系统常见故障。
二、教学内容1. 液压传动与气动技术概述液压传动的定义、特点及应用领域气动技术的定义、特点及应用领域2. 液压传动系统的基本原理液压油的性质及作用液压泵的工作原理及类型液压缸的工作原理及类型液压控制阀的工作原理及类型3. 机械手液压传动系统的组成机械手的分类及特点机械手液压传动系统的组成及作用4. 机械手液压传动系统的工作原理液压油的压力、流量和方向的控制机械手各部件的动作协调与控制5. 机械手液压传动系统的维护与故障分析液压油的检查与更换液压泵、液压缸和液压控制阀的维护与故障排除机械手液压传动系统常见故障案例分析三、教学方法1. 讲授法：讲解液压传动与气动技术的基本原理、液压元件的作用及机械手液压传动系统的工作原理。
2. 演示法：展示液压元件的工作原理及机械手液压传动系统的实际运行。
3. 案例分析法：分析机械手液压传动系统常见故障案例，培养学生解决实际问题的能力。
4. 小组讨论法：分组讨论液压传动与气动技术的应用及机械手液压传动系统的维护方法。
四、教学资源1. 教材：液压传动与气动技术相关教材。
2. 课件：液压传动与气动技术及机械手液压传动系统的图片、图表。
3. 液压元件实物：液压泵、液压缸、液压控制阀等。
4. 机械手液压传动系统模型：展示机械手液压传动系统的实际运行。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对液压传动与气动技术基本原理的理解。
2. 小组讨论报告：评估学生在小组讨论中的表现及解决实际问题的能力。
3. 故障分析练习：分析机械手液压传动系统常见故障，评估学生运用所学知识解决实际问题的能力。
4. 期末考试：全面测试学生对液压传动与气动技术及机械手液压传动系统的掌握程度。
六、教学活动安排1. 课时：40分钟2. 教学活动：10分钟：讲解液压传动与气动技术的基本原理及应用。
轴瓦体机械手液压系统设计
轴瓦体机械手液压系统设计摘要轴瓦体机械手是模仿人的手部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。
它特别是在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中，以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作业，因此获得日益广泛的应用。
机械手一般由执行机构、驱动系统、控制系统及检测装置三大部分组成，智能机械手还具有感觉系统和智能系统。
本篇介绍的工业机械手属圆柱坐标式、全液压驱动机械手。
本篇根据液压系统设计的一般程序，分四步详细地介绍了工业机械手液压系统设计过程，其中第3步拟定液压系统原理图是重点。
关键词机械手；液压；电气目录摘要...... . (I)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 机械手的定义与分类 (2)1.3 机械手应用及组成结构 (3)1.4 机械手的发展趋势 (4)1.5 轴瓦体 (5)第2章机械手的工作特点及基本动作 (6)2.1 机械手的工况特点及要求 (6)2.2 轴瓦体传送机械手的基本动作 (6)2.3 液压系统分析 (9)第3章液压系统原理设计 (10)3.1 手部抓取缸 (10)3.2 腕部摆动液压回路 (11)3.3 小臂伸缩缸液压回路 (12)3.4 总体系统图 (13)第4章抓取机构设计 (15)4.1 手部设计计算 (15)4.1.1 对手部设计的要求 (15)4.1.2 拉紧装置原理 (15)4.2 腕部设计计算 (17)4.3 臂伸缩机构计算 (18)第5章机身机座的机构设计 (21)5.1 常用的定位方式 (21)5.2 影响平稳性和定位精度的因素 (21)5.3 机械手运动的缓冲装置 (22)第6章机械手的控制 (23)致谢 (24)参考文献 (25)第1章绪论1.1课题背景随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，生产工况也有趋于恶劣的态势，这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求，同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。
机械手(码垛机)液压与PLC系统的设计与仿真
组员：xxx
目录
液压系统的设计 PLC控制 触摸屏
引言
PLC控制的机械手（码垛机）工作性能稳定、 结构简单、灵活多样、故障率低、维修经费低、 易保养、维修。整个控制操作可在触摸屏上实现， 操作简单，通用性强。通过更换机械手的抓手即 可完成对不同货物的码垛及拆垛，相对降低了生 产成本，降低了客户的购买成本。 基于 PLC 的机械手控制系统具有较高的性价 比，在自动化生产线上得到较好地应用。本文介 绍以 PLC 为控制核心的机械手控制系统设计。
机械手结构图
整个机械手结构由机械手躯干及机械手夹紧机构组成。其中机械手 （码垛机）用于生产 上将工件从A点搬运到B点。结构示意图如图所示：
流程图
根据结构示意图及对机械手的控制要求分析，机械手的动作流程如图所 示：
本次设计要求
1）当检测到信号时，机械手下降并夹紧，夹紧到 位上升，到达上限位时机械手实现左移动并下降 松开砖（放5层），原路返回到原点，并循环此工 作过程。 2）在机械手运行过程中，若按下急停按钮，则油 泵电机停止运转和机械手停止运行。 3）要实现手动工作过程和自动工作过程。 4）按下停止按钮则停止工作。
报警视图
谢谢观看！
Plc外部接线图
I/O分配表
自动顺序功能图 /自动回原点顺序功能图
触摸屏
本次设计利用Wincc flexible组态软件的MP 270” Touch与S7-200相连接实现对外围设 备的控制操作。
系统主界面
右图为系统主画面点击 操作画面进入操作画 面，点击报警视图， 进入报警画面。
操作画面
2.液压原理图
电磁铁动作顺序表
液压元件选型表
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机械手液压系统
同时 . 手指松开 1YA （ + ） →4（右） 进油路：1→2→3→4（右） →5（上） 5活塞下移 回油路： 5 （下）→ 4（右） →油箱 3 ． 手 指 夹 紧 1YA （ — ） →4（左） 进油路：1→2→3→4（左） →5（下） 5活塞上移 回油路： 5 （上）→ 4（左） →油箱
机械手液压系统
１．手臂上升 5YA（+）→16（右） 进 油 路 ： 1→2→3→16 （ 右 ） →13→14→15（下） 回 油 路 ： 15 （ 上 ） → 12→16 （右）→油箱 15活塞上移 2.手臂前伸 3YA（+）→9(右) ；进油路： 1→2→3→9（右）→11（右） 回油路： 11 （左）→ 10→9 （右） →油箱 11缸体右移
1——滤油器 2——单向定量泵 3——单向阀 4、17——二位四通 电磁换向阀 9、16——三位四通 电磁换向阀 7—— 二位二通电磁 换向阀 10 、 12 、 13—— 单 向调速阀 14——单向顺序阀 6——先导式溢流阀 8——压力表
机械手液压系统
二、工作原理 １．手臂上升 5YA （ + ） →16（右） 进 油 路 ： 1→2→3→16 （ 右 ） →13→14→15（下） 回 油 路 ： 15 （ 上 ） → 12→16 （右）→油箱 15活塞上移 2. 手 臂 前 伸 3YA （ + ） →9(右) ；1YA（+）→4（右） 进 油 路 ： 1→ 2 → 3→ 9 （ 右 ） →11（右） 回油路： 11 （左）→ 10→9 （右） →油箱 11缸体右移 同时. 手指松开 进油路： 1→2→3→4 （右）→ 5 （上） 5活塞下移 回油路： 5（下）→ 4（右）→油 箱 3 ． 手 指 夹 紧 1YA （ — ） → 4 （左） 5活塞上移
机械手液压系统
4．手臂回转 6YA（+）→17（右） 进油路：1→2→3→17（右）→18 （右） 回油路： 18 （左）→ 17 （右）→ 油箱 18叶片逆时针方向转动 5．手臂下降 4YA （ + ） → 16( 左 ) ； 6YA （ + ）→ 17 （右） 进 油 路 ： 1→2→3→16 （ 左 ） →12→15（上） 回油路： 15（下）→ 14→13→16 （左）→油箱 15活塞下移 6．手指松开 1YA（ +）→4（右） 5活塞下移 6YA（+）→17（右） 7．手臂缩回 2YA（ +）→9（左） →11缸左移 6YA（+）→17（右） 8 ． 手 臂 反 转 6YA （ — ） → 17 （左）→18叶片顺时针 9．原位停止 7YA（+）→2泵卸 荷
＋ － ＋ － － － －
1YA
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2YA
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7YA
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手指夹紧
手臂回转 手臂下降 手指松开
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手臂缩回
手臂反转 原位停止
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机械手液压系统
系统特点
1.电磁阀换向方便、灵活； 2.回油路节流调速，平稳性好； 3.平衡回路，防止手臂自行下滑或超速； 4. 失电夹紧，安全可靠； 5.卸荷回路，节省功率，效率利用合理。
机械手液压系统
4．手臂回转 6YA（ + ）→ 17（右） 进油路： 1→2→3→17 （右）→ 18 （右） 回油路： 18 （左）→ 17 （右）→油 箱 18叶片逆时针方向转动 5．手臂下降 4YA（+）→16(左) ； 6YA（+）→17（右） 进 油 路 ： 1→2→3→16 （ 左 ） →12→15（上） 回 油 路 ： 15 （ 下 ） → 14→13→16 （左）→油箱 15活塞下移
机械手液压系统
主讲:石皋莲
机械手液压系统
1.功用： 按程序、轨迹要求，完成 自动抓取、搬运等操作 2.动作要求： 手臂回转：单叶片摆动缸Байду номын сангаас18 手臂升降：单杆活塞缸 15 （缸体固定） 手臂伸缩：单杆活塞缸 11 （活塞固定） 手指松夹：无杆活塞缸5
机械手液压系统
一 系统元件：
机械手液压系统
6．手指松开 1YA（+）→4（右） 5活塞下移 6YA（+）→17（右） 7．手臂缩回 2YA（+）→9（左） →11缸左移 6YA（+）→17（右） 8．手臂反转 6YA （ — ）→ 17 （左）→ 18 叶 片顺时针 9．原位停止 7YA（+）→2泵卸荷
机械手液压系统
动作顺序 手臂上升 手臂前伸