机械手设计
五自由度机械手毕业设计
五自由度机械手毕业设计简介毕业设计项目是基于五自由度机械手的设计与调试。
机械手作为一种重要的自动化设备，被广泛应用于各种工业场景中。
本项目旨在设计和实现一个五自由度机械手，以达到特定的工作任务，并对其进行调试和性能优化。
设计目标本项目的设计目标如下：1.组装一台五自由度机械手，包括底座、前臂、手臂和手爪等组成部分。
2.实现机械手的运动控制和精确定位，以可靠地完成给定的任务。
3.进行机械手的调试和性能优化，以提高其准确性和灵活性。
设计流程步骤一：机械手构建首先，需要根据机械手的设计要求，选择合适的机械结构和零件。
设计一个稳定的底座来支持机械手的运动。
然后，设计前臂和手臂以实现机械手的五自由度运动。
最后，设计一个手爪用于抓取目标物体。
步骤二：运动控制系统设计一个运动控制系统，用于实现机械手的精确定位和运动控制。
可以使用传感器来获取机械手当前的位置和姿态信息，并使用控制算法来计算和控制机械手的运动。
可以选择合适的传感器和控制器来实现这个功能。
步骤三：系统调试完成机械手的组装和运动控制系统的搭建之后，需要进行系统的调试和测试。
在调试过程中，可以逐步验证机械手的各个自由度的运动是否准确，并优化运动控制系统的参数以提高机械手的运动准确性和稳定性。
步骤四：任务实现完成机械手的调试之后，可以设计和实现一系列的任务来验证机械手的性能和应用能力。
可以设计一些基础任务，如抓取、放置和搬运物体等。
还可以设计更复杂的任务，如拧螺丝、组装零件等，以验证机械手在复杂环境中的运动控制和应用能力。
预期成果通过完成本毕业设计项目，预期实现以下成果：1.完整的五自由度机械手，包括底座、前臂、手臂和手爪等组成部分。
2.可靠的运动控制系统，能够实现机械手的精确定位和运动控制。
3.调试和优化完毕的机械手，具有较高的运动准确性和稳定性。
4.完成的任务实现，验证机械手的性能和应用能力。
时间计划本项目的时间计划如下：•第一周：项目立项和需求分析•第二周：机械结构设计和零件采购•第三周：机械手组装和基本运动控制实现•第四周：运动控制系统调试和优化•第五周：任务实现和性能测试•第六周：项目总结和报告编写结论通过本毕业设计项目，将能够全面了解五自由度机械手的设计和调试过程，掌握机械手的运动控制原理和实现方法，并对机械手的性能和应用能力进行验证和提升。
机械手设计说明书
1 设计项目名称机械装备项目--机械手课程设计2 设计目的利用设计的机械手夹起形状为正六边体，质量为5kg工件，并运送到工作台。
设计的过程主要解决的问题如下：（1）工件的重量和外形尺寸问题：工件质量5kg，半径在90-110mm范围内。
（2）工件的外形问题：工件的横截面为正六边形，夹紧的过程要解决夹到棱边的问题。
（3）各零部件的工艺问题：零部件应有良好的工艺性，可用最简单，常见的工艺（铸，车，铣，钻等），实现零部件的加工。
（4）整体的稳定性，灵活性保证问题：各部件协调工作，保证装配体的工作稳定：如齿轮齿条配合，连杆配合等的稳定性考虑；保证机械手总体质量小，惯性小，灵活可靠。
3 设计方案说明3.1机械手工作原理图1 拆去底板装配图工作过程：液压缸产生推力，推动齿条来回移动，齿轮与齿条啮合旋转，齿轮带动四连杆转动，连杆推动夹板夹住工件。
3.2结构说明3.2.1执行机构：夹板图2 夹板1）特点夹板在竖直方向上有采用铰接，可自动调整到与工件位置相平行的状态，夹板上有滚花工艺，增大摩擦系数，保证夹起的工件不滑落。
2）尺寸根据工件的外形尺寸，确定夹板长×宽为：80×50，根据经验，采用厚度为5mm的钢板。
3.2.2传动链1、四连杆机构图4 四连杆机构1）特点四连杆机构铰链连接的部分采用滑动轴承，安装尺寸小，润滑方便，四连杆运动摩擦小；连杆机构在未到达死点的位置下工作，机构工作可靠；连杆机构可以保证使夹板平行运动，从而保证夹板与工件表面平行，夹板接触工件时受力均匀，可平稳夹住工件，增强了整体装夹的稳定性。
2）尺寸计算图5 结构简图确定L2：因为机械手要夹紧的工件的范围是90～110mm，故L2＝L1=(110+19×2-40)÷2=54mm留下一定的设计余量，选L2=60mm。
确定L3：为了能够装夹不同高度的工件，同时选择L5=40mm，连杆的长度L3应满足：L3=L5+h=87.5mm，取L3=90mm。
四自由度机械手毕业设计
四自由度机械手毕业设计
四自由度机械手的毕业设计可以从以下几个方面入手：
1. 机械结构设计：根据所需的工作空间、负载要求、运动速度等参数，设计出四自由度机械手的整体结构。
其中，四自由度机械手的自由度一般包括三个旋转自由度和一个平移自由度。
2. 控制系统设计：根据机械手的运动方式和运动范围，设计出相应的控制系统。
可以采用传统的PID控制算法或者基于神经网络的控制算法，确保机械手的稳定性和精度。
3. 动力学分析：对机械手进行动力学分析，研究机械手在运动过程中的力学特性，比如加速度、速度、角加速度等参数，为机械手的优化提供理论依据。
4. 实验验证：经过机械结构设计、控制系统设计和动力学分析后，可以进行实验验证。
通过实验对机械手的运动精度、稳定性、负载承载能力等参数进行测试，对设计方案进行调整和优化。
以上只是一些可以从不同方面入手的思路，毕业设计的具体内容和难度还需要根据实际情况和要求进行具体确定。
机械手的整体设计
机械手的整体设计机械手是一种能够模拟人手动作的机器装置，主要由结构、传动、控制和感知系统组成。
其整体设计需要考虑几个关键方面。
首先，机械手的结构设计要符合其应用场景和功能需求。
结构设计包括关节布置、臂长、工作空间以及末端执行器等。
关节布置决定了机械手的灵活性和工作能力，可以根据不同的任务需求选择串联或并联的关节布置。
臂长和工作空间决定了机械手的工作范围和工件的大小。
末端执行器根据实际需要可以设计成夹爪、吸盘、工具等各种形式，以满足不同的抓取和操作需求。
其次，机械手的传动系统设计要考虑到工作精度和负载能力。
传动系统一般采用电机和减速器、齿轮系统、链条或带传动等来实现。
电机和减速器的选型要根据所需的转速和扭矩来确定。
齿轮系统要考虑到传动效率和减震能力。
链条或带传动可以实现远距离传输力矩，适合大范围操作。
第三，机械手的控制系统设计必须保证其精确度和稳定性。
控制系统要能够实时获得机械手的位置、速度和力矩等信息，并能够根据需求进行实时调节和反馈。
控制系统一般包括传感器、运动控制器和执行器等。
传感器用于检测机械手各关节的位置和力量信息。
运动控制器负责解析传感器数据，计算运动轨迹和控制机械手的运动。
执行器对机械手进行动力输出，实现各关节的运动。
最后，机械手的感知系统设计要能够实时感知并识别环境中的物体和障碍物，以实现精确的操作。
感知系统一般包括视觉、力觉和力矩传感器等。
视觉传感器可以采集环境中物体的形状、颜色等信息，并通过图像处理算法进行识别和测量。
力觉传感器可以测量机械手与工件或环境之间的力量信息，实现更加精确的操作。
力矩传感器可以测量机械手各关节的力矩和负载情况，对控制系统提供实时反馈。
总而言之，机械手的整体设计需要考虑结构、传动、控制和感知等方面，以实现各种复杂的抓取和操作任务。
从结构设计到传动系统，再到控制和感知系统的设计，都要保证各个部分之间的协调和稳定性，以满足机械手在工业自动化、物流仓储、医疗卫生等领域的应用需求。
夹持式机械手方案设计
夹持式机械手方案设计一、需求背景夹持式机械手在工业自动化领域中发挥着重要的作用。
为满足客户对于夹持式机械手的需求，本文将设计一种夹持式机械手的方案，旨在提高生产效率、降低劳动成本，并同时满足安全可靠的要求。
二、方案设计1. 机械结构设计夹持式机械手的机械结构设计是关键的一环。
我们将采用三段式结构设计，分别为底座、臂和夹具。
底座用于提供机械手的稳定性和支撑力，臂用于实现机械手的柔性运动，夹具用于夹持工件。
机械结构的设计应充分考虑负载能力、运动轨迹和工作范围等因素，以提高机械手的工作效率和稳定性。
2. 控制系统设计控制系统设计是实现夹持式机械手自动化的关键。
我们将采用PLC （可编程逻辑控制器）作为控制核心，通过输入输出模块和传感器实现对机械手的控制与监测。
控制系统设计需要考虑机械手的运动控制、夹持力控制和安全保护等功能，以确保机械手的正常操作和工作安全。
3. 电气系统设计电气系统设计是机械手运行的动力保障。
我们将采用三相交流电作为机械手的供电方式，通过电气控制柜实现对电气元件的控制和保护。
电气系统设计应考虑机械手的供电要求、电源稳定性和电气安全等因素，以确保机械手的稳定运行和安全使用。
4. 软件系统设计软件系统设计是实现机械手智能化的核心。
我们将采用基于编程的方法，编写适应夹持式机械手功能的软件程序，实现机械手的自动化控制和操作。
软件系统设计应充分考虑机械手的运动规划、路径控制和异常处理等功能，以提高机械手的灵活性和智能化水平。
三、方案实施在方案实施过程中，我们将按照以下步骤进行：1. 机械结构的制造和组装：根据设计方案，制造并组装机械手的底座、臂和夹具等组成部分，在此过程中，要确保机械结构的质量和精度，以确保机械手的正常运行。
2. 控制系统的搭建和调试：根据设计方案，搭建PLC控制系统，并通过输入输出模块和传感器与机械手进行连接。
在此过程中，需要进行各个功能模块的调试与联调，确保控制系统的正常工作。
机械手设计方案
机械手设计方案机械手设计方案引言：机械手是一种能模拟人手动作、完成复杂而重复的工作的机械装置。
本方案旨在设计一种功能全面、结构合理、操作简便的机械手。
一、功能设计：该机械手主要用于工业生产中的自动化操作。
设计中考虑到以下几个方面的功能需求：1.抓取能力：机械手需要具备稳定的抓取能力，能够根据需要抓取各种形状的物体。
2.运动自由度：机械手需要具备足够多的运动自由度，能够在空间中灵活操作。
3.力度控制：机械手需要根据不同任务的要求，能够对抓取力度进行精确控制。
4.操作平稳性：机械手的运动应平稳、精确，以实现高效的生产操作。
5.可编程性：机械手应具备可编程功能，可以根据不同任务需求进行多样化的操作。
二、结构设计：机械手主要分为下列几个部分：1.机械臂：机械臂是机械手的核心部分，应具备足够多的关节，以实现多自由度的运动。
同时，机械臂需要采用轻量化设计，以减小自身质量，提高运动效率。
2.末端执行器：末端执行器是机械手抓取物体的部分，应设计可自由伸缩的抓取夹具，以适应不同尺寸的物体。
3.传动系统：传动系统是机械手的动力系统，应选择高效可靠的传动装置，如电机和减速器组合，以保证机械手运动的精确性和稳定性。
4.控制系统：控制系统是机械手的智能核心，应具备高速、高精度、可编程的控制器，以实现机械手的自动化操作。
同时，控制系统应提供友好的人机界面，方便操作者使用。
三、操作流程：机械手的操作流程可分为如下几个步骤：1.输入任务指令：操作者通过控制系统输入任务指令，包括抓取位置、力度等参数。
2.开机准备：机械手启动后，进行预热和校准动作，以确保机械手处于正常工作状态。
3.感应物体：机械手的传感器感应物体位置和大小，确定抓取位置和姿态。
4.抓取物体：机械手根据输入的指令和感应到的物体信息，进行相应的运动和力度控制，将物体抓取起来。
5.完成任务：机械手将抓取的物体移动到指定位置，完成任务，并将完成情况通过控制系统反馈给操作者。
机械手控制设计_梯形图设计(PLC设计课件)
启动：右位且夹紧到位；左位且放松到位 停止：到达上升位置
输入
I0.5
行程开关SQ4
机械手左限
I0.6
行程开关SQ5
机械手右限
I0.7
行程开关SQ6
机械手夹紧位置
I1.0
行程开关SQ7
机械手放松位置
I0.4
行程开关SQ3
机械手上限
I0.7 I0.6 I1.0 I0.5
Q0.1 I0.4 Q0.3 Q0.2
行程开关SQ5
机械手右限
I0.7
行程开关SQ6
机械手夹紧位置
I1.0
行程开关SQ7
机械手放松位置
I0.4
行程开关SQ3
机械手上限
I0.7 I0.6 I1.0 I0.5
Q0.1 I0.4 Q责，敢担当，勇图强。
三、梯形图设计
机械手自动控制 机械臂升降控制-上升
输入
I0.5
行程开关SQ4
机械手左限
I0.6
行程开关SQ5
机械手右限
I0.7
行程开关SQ6
机械手夹紧位置
I1.0
行程开关SQ7
机械手放松位置
I0.4
行程开关SQ3
机械手上限
I0.7 I0.6 I1.0 I0.5
Q0.1 I0.4 Q0.3 Q0.2
6.右转，离开左侧位
尽职责，敢担当，勇图强。
三、梯形图设计
机械手自动控制 机械臂升降控制-上升
机械臂下降，下降到位置，抓取工件（夹紧），上升，传送带1启动，机械手上升到位置，左转，左转到位，下降，放 置工件（放松），上升，右转，下降，继续抓取工件。
启动：右位且夹紧到位；左位且放松到位 停止：到达上升位置
自动上下料机械手毕业设计
自动上下料机械手毕业设计一、需求分析随着工业自动化水平的提高，自动上下料机械手在工业生产线上的作用越来越重要。
自动上下料机械手能够替代人工完成重复的上下料工作，提高生产效率和产品质量。
因此，设计一个具有自动上下料功能的机械手成为了当前毕业设计的热门课题之一二、系统结构设计在设计自动上下料机械手之前，需要先明确机械手的结构和工作原理。
1.结构设计2.工作原理机械手的工作原理主要分为三个步骤：识别物体位置、抓取物体、放置物体。
a.物体识别机械手需要通过视觉系统或传感器来识别需要上下料的物体位置。
视觉系统可以通过图像处理技术识别物体的形状、颜色和位置信息，传感器可以通过接触或非接触方式感知物体的位置。
b.抓取物体机械手通过夹爪对物体进行抓取。
夹爪可以采用机械夹持、气动夹持或电磁夹持等方式来完成抓取动作。
在抓取物体时需要注意夹爪的力度和抓取位置，以确保物体不会被损坏或滑落。
c.放置物体机械手将抓取的物体放置到目标位置。
在放置物体时同样需要注意放置位置和力度，以确保物体能够准确放置到目标位置。
三、技术选型在设计自动上下料机械手的过程中，需要选取合适的技术和材料。
1.机械结构机械结构可以采用金属、塑料或复合材料制作，具体选材要根据机械手的负荷和精度要求来决定。
2.夹爪夹爪可以根据具体应用选择合适的类型，例如并行夹爪、夹具夹爪或磁力夹爪等。
3.控制系统机械手的运动控制系统可以采用单片机、PLC或伺服电机控制等方式。
选择控制系统时需要考虑运动速度、精度和整体效率等因素。
四、系统实现在设计完机械手的结构和选型之后，需要进行系统的实现。
1.机械结构制作根据设计要求制作机械手的机械结构，包括机械臂、夹爪和固定装置等。
2.控制系统搭建根据选定的控制系统，搭建机械手的运动控制系统。
可以通过编程、电路连接和传感器安装等方式完成。
3.调试和测试完成机械手的组装后，进行调试和测试。
通过调试和测试可以发现和解决机械手运动、抓取和放置等环节出现的问题，并对系统进行优化和改进。
机械手设计 毕业设计题目
有关“机械手设计”的毕业设计机械手设计是自动化和机器人领域的一个重要主题。
有关“机械手设计”的毕业设计如下：1.确定设计目标：在开始设计之前，明确你的设计目标是非常重要的。
这可能包括机械手的功能、应用领域、预期的精度和成本预算等。
2.调研和分析：在开始设计之前，进行充分的调研和分析是必要的。
了解当前市场上已有的机械手设计，分析其优缺点，并确定你的设计如何与它们区分开来。
3.机械手结构选择：根据设计目标，选择合适的机械手结构。
这可能包括机械臂、手指或其他运动部件。
了解不同类型的机械手结构及其运动特性，选择最适合你设计的结构。
4.运动规划：确定机械手的运动轨迹和操作方式。
这可能涉及确定关节角度、运动范围和速度等参数。
使用运动学方程或计算机仿真软件来验证和优化运动规划。
5.控制系统设计：设计用于控制机械手运动的控制系统。
这可能包括电机驱动、传感器输入和控制器算法等。
选择合适的控制系统硬件和软件，并编写控制程序以实现所需的运动和操作。
6.材料选择：选择用于制造机械手的材料。
这可能包括金属、塑料或其他复合材料。
考虑材料的强度、刚度、耐磨性和成本等因素。
7.制造和装配：将设计转化为实际的机械手结构。
这可能涉及制造工艺、装配和调试等步骤。
确保制造过程中保持精度和质量标准。
8.测试和评估：对制造完成的机械手进行测试和评估。
这可能包括性能测试、精度测试和可靠性测试等。
根据测试结果对设计进行必要的调整和优化。
9.文档编写和报告：完成设计后，编写详细的文档和报告，包括设计说明、制造流程、测试结果等。
这将有助于展示你的设计和理解，并为你的毕业设计提供全面的记录。
机械手的设计
机械手的设计机械手是一种具有高度灵活性和准确性的自动化设备，广泛应用于工业生产线、医疗手术、装配和包装等领域。
机械手的设计需要考虑多方面因素，包括机械结构、电气控制和运动学算法等，下面我将从这几个方面详细介绍机械手的设计。
一、机械结构机械结构是机械手设计的核心，主要包括机械臂、关节和执行器三部分。
机械臂是机械手的主体，负责完成各种运动和动作。
关节是连接机械臂的组件，能够使机械臂在多个方向进行运动。
执行器负责将机械臂传输的运动信号转化为物理动作，例如抓取、旋转等。
机械结构的设计需要考虑以下因素：1. 功能需求：根据机械手的应用需求，确定机械手需要具备哪些功能和动作，例如抓取、旋转、移动等。
2. 机械臂的结构：机械臂的结构决定了机械手的可达性、波动和抗外力等性能。
通常有三种设计方式：串联式、并联式和混合式。
3. 关节和执行器选型：需要考虑负载、精度、速度、控制方式等因素，选择合适的关节和执行器。
4. 材料选择和加工：需要根据机械手的负载、速度和精度要求，选择合适的铝合金、碳纤维等材料，并采用先进的加工技术进行制造。
二、电气控制电气控制是机械手的另一个重要组成部分。
它负责将机械手进行的任何运动和动作转换为电信号，从而实现自动化控制和精确调节。
电气控制主要包括传感器、执行器和控制系统三个方面。
电气控制的设计需要考虑以下因素：1. 传感器：传感器能够感知机械手周围的环境信息，例如位置、速度、力矩等。
需要选择合适的传感器，避免传感器数据的误差，提高机械手的运动精度和稳定性。
2. 执行器：执行器是将电信号转换为物理动作的组件。
采用先进的执行器能够提高机械手的运动速度和精度。
3. 控制系统：控制系统是机械手的大脑，负责控制机械手的运动和动作。
需要采用先进的控制系统来保证机械手的运动稳定性和精度。
三、运动学算法运动学算法是机械手设计的重要组成部分。
它的作用是根据机械手的运动学模型，计算机械手各关节的运动轨迹和角度，从而实现机械手的各种动作和运动。
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课程设计工业机械手设计姓名院（系）机电工程学院专业班级机械设计及其自动化学号指导教师小臂伸缩目录1、机械系统课程设计任务书 (3)2、手臂伸缩结构设计 (5)2.1、设计方案： (5)2.2、基本要求 (5)2.3、手臂伸缩驱动力计算 (5)2.3.1、手臂摩擦力的分析与计算 (6)2.3.2、手臂密封处的摩擦阻力的计算 (7)2.3.3、手臂惯性力的计算 (7)2.4、手臂伸缩油缸结构的确定 (8)2.4.1、确定液压缸的结构尺寸： (8)2.5、活塞杆的计算 (10)2.5.1、活塞杆的尺寸要满足活塞(或液压缸)运动的要求和强度的要求。
(10)2.5.2、活塞杆的稳定性校核 (11)P (11)2.5.3、大柔度杆的临界力K2.5.4、缸筒材料的选择： (12)2.6、油缸端盖的连接方式及强度计算 (12)2.6.1、缸盖螺钉的计算 (12)2.6.2、缸体螺纹计算 (14)2.6.3、底板的设计计算说明 (14)2.7导向杆的结构设计 (16)2.7.1、导向机构的作用 (16)2.7.2导向杆的外型尺寸及材料 (16)3、臂部液压传动与控制系统计设 (17)3.1臂部伸缩油缸 (17)3.2、液压元件的计算和选择 (19)3.3、臂部液压原件及工作原理 (20)4、PLC控制系统设计 (23)4、1机械手可编程顺序控制 (23)4.2、机械手PLC控制梯形图 (26)参考文献 (31)总结 (32)机械手课程设计1、机械系统课程设计任务书1、设计题目：通用工业机械手设计（圆柱坐标）2、运动简图：3、主要参数：抓重：300N自由度：4个臂部运动参数：运动名称符号行程范围速度伸缩X 600mm <250mm/s 回转0d-200d <70d/s 升降Z 400mm <70mm/s 腕部参数：运动名称符号行程范围速度回转0d-180d <110d/s小臂伸缩定位方式：电位器（或接近开关等）设定，点位控制；手指夹持范围：棒料直径ø50~ø70mm ，长度450～1200mm驱动方式：液压（中、低压系统）定位精度：+/-3mm控制方式：PLC控制4、设计任务要求⑴装配图一张，零件图2张；⑵PLC梯形图一张；⑶PLC接线图一张；⑷说明书一份。
机械手课程设计2、手臂伸缩结构设计2.1、设计方案：本设计选用双导向杆手臂伸缩结构与双作用液压缸。
其特点为手臂的伸缩缸安装在两根导向杆之间，由导向杆承受弯曲作用，活塞杆只受拉压作用，受力简单，传动平稳，外形整齐美观，结构紧凑。
2.2、基本要求臂部设计的基本要求为：a 承载能力大，刚度好，自重轻b 运动速度高，惯性小c 动作灵活手臂动作应灵活d 位置精度要高2.3、手臂伸缩驱动力计算先进行粗略的估算，或类比同类结构，根据运动参数初步确定有关机构的主要尺寸，再进行校核计算，修正设计。
如此反复，绘出最终的结构。
做水平伸缩直线运动的液压缸的驱动力根据液压缸运动时所克服的摩擦、惯性等几个方面的阻力，来确定来确定液压缸所需要的驱动力。
液压缸活塞的驱动力的计算为=+++F F F F F回摩密惯小臂伸缩2.3.1、手臂摩擦力的分析与计算图一由于导向杆对称配置，两导向杆受力均衡，可按一个导向杆计算。
0AM=∑b G L aF =总得b G L F a =总0Y =∑b a G F F +=总得a L a F G a +⎛⎫= ⎪⎝⎭总 ''a b a bF F F F F μμ=+=+摩摩摩'2L a F G a μ+⎡⎤∴=⎢⎥⎣⎦总摩式中 G 总——参与运动的零部件所受的总重力（含工件）（N ）.估算G 总=(600+400+300)N=1300N ；L ——手臂与运动的零部件的总重量的重心到导向支撑的前端的距离（m ）; a ——导向支撑的长度（m ）;'μ——当量摩擦系数，其值与导向支撑的截面有关。
机械手课程设计对于圆柱面：()μμππμ57.1~27.12~4=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=‘μ——摩擦系数，对于静摩擦且无润滑时： 钢对青铜：取5.0~1.0=μ 钢对铸铁：取3.0~18.0=μ 计算：导向杆的材料选择钢，导向支撑选择铸铁.30.51.20=⨯='μ， N 1300=总G ，L=500mm,导向支撑a 设计为160mm 将有关数据代入进行计算=⎪⎭⎫ ⎝⎛+'=a a L G F 2μ总摩1300⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯1601605002.30=2827.5N2.3.2、手臂密封处的摩擦阻力的计算不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂设计中，采用O 型密封圈，当液压缸工作压力小于10Mpa 。
液压缸处密封的总摩擦阻力可以近似为： 封F =0.03F 。
2.3.3、手臂惯性力的计算惯F =0.1tvG ∆∆⋅总 式中 总G ——参与运动的零件的总重力（包括工件）(N)；v ∆——从静止加速到工作速度的变化量(m/s)； t ∆——启动时间(s)，一般取0.01~0.5；设启动时间为0.2s ，v ∆最大为0.200m/s 。
则：惯F =.20002.013001.0⨯⨯=130N 由于背压阻力较小，可取回F =0.05F所以 F =摩F +惯F +封F +回F =2827.5+130+0.03F+0.05F F =3215N所以手臂伸缩驱动力为F =3215N 。
小臂伸缩2.4、手臂伸缩油缸结构的确定表1 液压缸的工作压力作用在活塞上外力F （N ） 液压缸工作压力M Pa 作用在活塞上外力F（N ） 液压缸工作压力M Pa 小于5000 0.8~1 20000~30000 2.0~4.0 5000~10000 1.5~2.0 30000~50000 4.0~5.0 10000~200002.5~3.050000以上5.0~8.0经过上面的计算，确定了液压缸的驱动力F=590N ，根据表1选择液压缸的工作压力P=0.8MPa ；2.4.1、确定液压缸的结构尺寸： 液压缸内径的计算，如图2所示图2 双作用液压缸示意图当油进入无杆腔： ηπη4211D P P F ==当油进入有杆腔： ηπη4)(2212d D P P F -==液压缸的有效面积： 1P PS =(mm 2) 所以 ηηπ⋅=⋅=1113.14P PP P D （无杆腔） 214d P PD +⋅=ηπ （有杆腔） 式中P ——活塞驱动力(P)；1p ——油缸的工作压力(M Pa)；机械手课程设计d ——活塞杆直径；η——油缸机械效率，工程机械中用耐油橡胶可取η=0.96； 由上节求得驱动力F=590N ，1p =0.8MPa ，机械效率η=0.96将数据代入得：ηηπ⋅=⋅=1113.14P PP P D =8.06.9032153.11⨯=0.083m=83mm 根据表4-2（GB ／T2348-93)，选择标准液压缸内径系列，选择D=80mm. 液压缸壁厚计算，按中等壁厚进行计算：估取壁厚8mm δ=中等壁厚，即16 3.2Dδ〉〉时，0.8 1.28088.34(2.3[])(2.31000.8 1.2)P D c mm mm P δσφ⨯⨯=+=+=-⨯-⨯计计 (4-13)故壁厚符合要求。
式中 F ——液压缸内工作压力M pa1P ——强度系数(当为无缝钢管时φ=1)C ——计入管壁公差及侵蚀的附加厚度，一般圆整到标准壁厚值;D ——液压缸内径（m ）式中 =nb σσb σ——材料的抗拉强度（M Pa ） n ——安全系数，n=3.5~5一般常用缸体材料的许用应力[ ]σ锻钢[ ]σ=110~120Mpa,取[ ]σ=120Mpa 铸铁[ ]σ=60Mpa无缝钢管[ ]σ=100~110Mpa将计算结果按有关资料选择，如表2油缸外径12+28+8096mm D D δ=⨯=⨯=，根据表2标准液压缸外（JB1068-67） （mm ），取外径为95mm ，缸体为无缝钢管。
小臂伸缩表2标准液压缸外径（JB1068-67） （mm ）油缸内径 40 50 63 80 90 100 110 125 140 （150） 160 180 200 20钢1P <16 50 60 76 95 108 121 133 146 168 180 194 219 24545钢1P <205060 76 95 108121 133146 168180194 219 245图三 小臂液压缸的剖面图2.5、活塞杆的计算2.5.1、活塞杆的尺寸要满足活塞(或液压缸)运动的要求和强度的要求。
对于杆长t 大于直径d 的15倍(即t 15d 〉)活塞杆还必须具有足够的稳定性。
按强度条件决定活塞杆直径d 按拉、压强度计算:2[]4F d σσπ=≤或 442827.518.98[] 3.14100F d mm mm πσ⨯≥==⨯ =nbσσ故活塞杆直径d=20mm 符合要求。
碳钢取[ ]σ=110~120Mpa ，取[ ]σ=100Mpa ；n 一般不小于1.4，取n=1.4;表3活塞杆直径系列（GB/T2348-93）101214 1618 2022 25 28 （30） 32 35 40 45 50 55 （60） 63 （65） 70 （75） 80 （85） 90 （95）注：括号内的尺寸尽可能不用 2.5.2、活塞杆的稳定性校核当括塞杆L>15d 时，一般应进行稳定性校核。
稳定性条件可表示为 KKP P N ≤式中K P ——临界力（N ），可按材料力学有关公式计算。
K N ——安全系数，K N =2—4取K N =4 2.5.3、大柔度杆的临界力K P 当1liμλλ=>时，临界力K P 为K P =22F E πλ式中λ——活塞杆的计算柔度（柔度系数），1400==1004λ⨯ l ——活塞杆的计算长度（m ），油缸支承情况和活塞杆端部支承情况不同，活塞杆计算长度不同，见表4；i ——活塞杆横截面的惯性半径（m ）,42d d 20()==564444J d i F ππ==÷= J ——活塞杆截面对中性轴的惯性矩（4mm ）464d J =,F d ——活塞杆截面积（2mm )和直径（mm ）E ——为弹性横量，52.110E =⨯μ——为长度折算系数，见表4；1λ——为特定的柔度值，1λ=PEσ，P σ为比例极限。
表4K P =22524223.14 2.110 3.1420F==6.50101004E N P πλ⨯⨯⨯⨯⨯≥，故活塞杆的稳定性满足条件。
2.5.4、缸筒材料的选择：(1)缸底材料：选择Q235碳素结构钢，其抗拉强度b σ=375～460aMp(2)缸底厚度 0.960.50.5802.0380bp D mm δσ==⨯=计取缸底厚度为5mm 。