高炉上料机械手液压系统设计.docx

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高炉上料机械手液压系统设计

摘要：

本次毕业设计的题目是高炉上料机械手液压系统的设计，首先对高炉上料机械手的工况进行分析，此上料机械手完成小臂上下俯仰、大臂正反向回转、行走装置进退三个自由度，以及手爪的开启和闭合等动作，然后给出该高炉上料机械手的液压系统的电磁元件动作循序表和液压系统原理图。

本械手由大臂结构，小臂、旋转结构和驱动机构组成。

该设计能实现三个自由度，分别为手爪的开合，旋转，小臂的上下摆动以及大臂的旋转等等功能。

关键词：

高炉上料机械手,液压系统,自由度,功能

Abstract：

Thisgraduationprojectmainlyhadthenumericalcontrolenginebedandtheprogrammingintroduction,theearcomponentstechnologicalanalysiscraftparameterchoicecuttingtoolchoice,thecomponentsproceduremanualestablishment,theproceduresimulation,themodellingandtheentitysimulationprocessingfinallyhasmadethedesignsummary,theacknowledgmentlanguage,thereferencetabulationandtheappendix.Articleprimarycoverageforcomponentscraftanalysis.

Thiscomponentsmanualprogramming,butalsohastomakeengineer'smodellingandtheentitysimulationprocessing.Usedthecirculararcinterpolationinstructioninthecomponentsmanualprogramming;drillhole;M98transfersubroutineinstruction.

Keywords:

auto-focus，Industrialrobot,degreesoffreedom,actuatingmechanism.fucation

第一章绪论1

1.1本课题研究的内容1

1.2国内外发展状况2

1.3机械手的组成和分类4

1.4液压传动的基础知识6

第二章高炉上料机械手的设计方案8

2.2高炉上料机械手的工作原理10

第三章高炉上料机械手结构的设计11

3.1夹持式手部结构12

3.1.1手指的形状和分类13

3.1.2设计时考虑的几个问题14

3.1.3手部夹紧液压缸的设计14

3.2液压缸驱动力矩的计算16

3.3液压缸驱动力矩的计算校核17

3.4电机的选型计算18

3.5直线导杆的选型计算20

第四章高炉上料机械手中关键零部件的强度计算与校核23

4.1齿轮的强度计算与校核24

4.2轴的强度计算与校核25

高炉上料机械手液压系统的设计26

5.1液压系统原理图的确定27

5.2电磁元件动作循序表的确定29

总结30

致谢31

参考文献32

第一章绪论

　工业机械手技术和产品强度的可靠性得到了增强，有望应用于教学，免费的产品系统和一些新的领域。

只有我们创建的模式可十分完美地与网络技术结合在一起，才能建立一个满是生机的社会环境，帮助型机械手也才能服务大众的各类活动。

如果多个应用程序可以为我们创造的，他们提供快速，安全的服务，满足他们的需求，将是非常愉快的。

所以，我们应该抓紧实现建设这样一个好的平台。

此外，因为教育是人才的培养，社会和工业的各个领域也要由它来服务。

教育以及教育系统以机械手为目标的不仅得提高应付难处的能力；他们也喜欢传统的技术，在不同的方向、在合作领域，但关键是要把机械手技术对社会和高级人才使用。

对于很多特殊地方，像危险性很大或我们难以到达的，比如拆除炸弹，未知探测等相应领域，对以上危险状况深入探寻通常需要机械手来实现。

微小型步行机械手是机械手的一个重要分支，步行机械手与超过六英尺，八条腿的机械手相比，由于承载能力强，稳定性好，具有结构简单的优点，所以，全球大批研究者，开始普遍重视它。

1）实现的潜力

2010年，国家各部委进行详细的调查和论证后认为：

智能机械手这个大产业在接下来的几十年内产值和市场占有率都会是井喷式的。

在2013七月，在测量市场大小的根本上行使2010之“机械手产业的市场趋势考查”后续。

情况即中国市场正在急剧膨胀，然后韩国，日本和德国都在拼命瓜分市场。

2）工业机械手的定义和需求

在日本，工业机械手从开始普及到现在已然30年。

工业机械手对全球制造业发展提供了很多的帮助，像战胜了困难的，污浊的，无法掌握的应用情况，供应了优秀的产品品质，补充了贫乏的现场人力。

能理解，在将来数年，由于老龄化加剧，现场人力数目缩小，会发生很多的用人贫乏。

因此，产业机械手的希冀变得更多。

产业机械手在全新范畴的施行（像食物，药剂以及消费物的研发，建设以及制造范围）亦然有很好的远景。

特别是在医学范畴，试剂以及样品分析前处理，可能获得类似于高度精准的技术实验数据。

人力也能够防止于在危急境况下作业，如病毒和细菌。

另一面来说，怎么去教依旧是产业机械手的很大问题。

利用口令进行示范，必须锻炼的非常好，方能娴熟的操纵各式各样产业机械手。

在当下的机械手体系里，多臂互相配合链接操纵的境况下，操纵要用去巨额的工夫。

早前的机械手体系愈来愈艰巨，是让教授更易学的一个大难点。

在将来的时间里边，达成不必讲授成了终极的目的。

更由于这样，智能的机械手会成为不可或缺的。

我们需求各式各类的研发成效，联合科研院所的协助。

3）机械手在社会中的定义和需要

由于全球都迈进了衰老型社会，想让老弱病残幼在存活和环境容纳中获得援手。

估计机械手会给以充分的反馈，好比讯号的供应以及撑持，帮助那些居家讨生活的人，向组建社团给以帮助，缩小休养之包袱，给身体功能施以帮助，以及增加商业设施。

这会能使得老人以及残疾人觉得就是貌似孩子们、孙子们和他们呆在一块儿似的。

历经实践，这是愈来愈明朗，在以后，服务型机械手的成长会加快环境容纳度，我们会使得延续康健的时期愈来愈长，用自帮自助的存在方法，有目的地工作和参与社会。

所以有，它可以变成构建更好环境以及衰老境况乃至世界上生长的能量。

B）机械手服务平台

如果我们必须领会服务机械手体系的运作方法，就得懂得实际情况、顾客还有产品中的悬殊，包括领导大批机械手还给以帮助。

不只是增添了很多额外花费，以及能否赚钱的疑惑。

诚然我们可以建造出来服务机械手体系，若是服务的回报无法回本更无盈利，就更不能扩大利用了。

假如一个多服务系统机械手可以建造出来，可给他人用的崭新的帮助方式已初露锋芒，制造者才敢去想走到了这一步，得到的回报能否顺利地抵消甚至超出用去的本金。

所以，现在极大的障碍是创造出一个体系，这体系会渗透进帮助型机械手的发展范畴，也更容易渗透进IT行业。

　　4）机械手在教育中的定义和需求

C）机械手在教育中的需求

在日本，那样的向来肩负着本国对外竞争力的研发科技、生产制造人员却是在急剧锐减，现在，他们加快应对着居民衰老化，真正境况是，依托相应调研报告，眼下的事实却是，日本群众用在高端科技的精力以及会意程度非常明显的愈来愈少了。

即使如此，机械手和机械手应用工程课堂展示教学也收获了重视，是一种很好的锻炼制造员工以及淡化对科学害怕的技术措施。

机械手活动比赛被承办在各式各样的地区，传统刊物也录用了兴趣者们的作品，还有机械手知识亦然在人民里边传播开来。

电机把持，传感器科学和计算机应用，机构零部件和别的技术归纳在一块，是为机械手技术。

于是，途径PBL——源自困难的进修以及同等的要领，激发了察觉麻烦的本领以及处理的技巧，相当顺应思维培养的组合，其也可增强优化多组件科技以及提升归纳体系的优点。

要实现此方针，不妨面向基础教育的同学达成科学培养，使培养方式和手段得以普遍使用，还有方针即是开始于小学和初中止于科技培养部门工程师。

D）机械手在教育中的挑战

说起机械手培养的要求，如此3种方向在未来数年会当作机械手培养的中心。

首先是对各行各业的外部人力的教导。

比方说，各个社区来负责践诺开放向青少年的机械手培养行径。

全体地区的互动方式中都有他们的身影，比如地方广电局以及私人单位的加入。

然后就是达成社会机械手培养观念的引导。

第五科技根本设计的种种资料已然赞同社会达成了技能的看法。

末了一点，是关于重用高素质的人力。

2005年，日本的几个部委在定期工作资料中早就说明，他的高管以及技能人力的减少源自于本国的群众衰老在加剧。

他呼吁必须善加利用那种高级人才，不要过于限制他们的岁数以及保持工作场所。

这成为一个极度首要的困难，对校企培养来讲。

真正尊重知识人材是处理此困难的一个绝佳思维，针对日本眼下难处来讲。

我们应该建造渠道，传播知识人材得到的技巧、技能和经历的给接下来的工程师。

机械手的培养愈加发展，熟练掌握每种能力的工程师已然能够有所担当，接下来具备雄厚履历的知识人材操作起来也是十分顺手了。

从上面的话，机械手的应用情况中的大量看法被归纳出来，计议了产业机械手的释义以及用途，还有机械手进行培养用处，给人类带来了巨大好处。

共同的希冀是让机械手变成如此般用途的焦点，稳定性很好，物美价廉，还可把感应器与移动电话接洽为一，普遍增加机械手的服务率，如此方能使老弱病残幼的生存容易实现医疗，权利福利得到完整保证，灾害亏损减到最少。

由于产业机械手知识的能力教育和传授技巧是拿去交给很多熟能生巧的工人，还有品种众多的智能化机械手，所以要强调可靠地，并乐意与别人沟通的机械手技能协作。

接下来，还得寻求掌控接口技能以及平台机械手服务打造服务型机械手，能让其巧妙贴切的服务大众，完成运输以及系统IT的服务成长化。

机械手培养的效力可使大众的求知欲以及发展性得到加强。

所以必须得整合可靠地技能，激励所有年龄段人的培养，平时实践中的经历、事件加入、爱好趣味以及文明发展。

要想提升机械手研究和建造的速度，就得冲出那些很能磨练人的职责障碍，一定会更好的服务大众。

1.1本课题研究的内容

本次设计的题目是高炉上料机械手液压系统的设计，本次设计的高炉上料机械手液压系统的主要内容为：

（1）对上料机械手的工况进行分析。

（2）实现上料机械手完成小臂上下俯仰、大臂正反向回转、行走装置进退三个自由度，以及手爪的开启和闭合等动作要求。

（3）给出液压系统的电磁元件动作循序表和液压系统原理图。

1.2国内外发展状况

在日本，工业机械手从开始普及到现在已然30年。

工业机械手对全球制造业发展提供了很多的帮助，像战胜了困难的，污浊的，无法掌握的应用情况，供应了优秀的产品品质，补充了贫乏的现场人力。

能理解，在将来数年，由于老龄化加剧，现场人力数目缩小，会发生很多的用人贫乏。

因此，产业机械手的希冀变得更多。

产业机械手在全新范畴的施行（像食物，药剂以及消费物的研发，建设以及制造范围）亦然有很好的远景。

特别是在医学范畴，试剂以及样品分析前处理，可能获得类似于高度精准的技术实验数据。

人力也能够防止于在危急境况下作业，如病毒和细菌。

另一面来说，怎么去教依旧是产业机械手的很大问题。

利用口令进行示范，必须锻炼的非常好，方能娴熟的操纵各式各样产业机械手。

在当下的机械手体系里，多臂互相配合链接操纵的境况下，操纵要用去巨额的工夫。

早前的机械手体系愈来愈艰巨，是让教授更易学的一个大难点。

在将来的时间里边，达成不必讲授成