基于CATIA的五自由度液壓機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計,答辯人：,一、設(shè)計方案的確定,此液壓手臂由四個液壓缸和一個旋轉(zhuǎn)氣缸實現(xiàn)五自由度的空間運(yùn)動。三維總裝圖如下,機(jī)械手底部通過兩條滑軌較大行程的液壓缸實現(xiàn)水平位移。,設(shè)計方案,液壓油缸與前后搭檔板法蘭連接,回轉(zhuǎn)裝置通過液壓缸活塞桿帶動齒條并驅(qū)動回轉(zhuǎn)齒輪完成180度水平回轉(zhuǎn)運(yùn)動。,設(shè)計方案,軸承座支撐板限位并導(dǎo)向齒條直線往復(fù)運(yùn)動,采用較大尺寸推力圓柱滾子軸承分擔(dān)重量，由軸承座上端延伸圓凸臺內(nèi)徑定位。,設(shè)計方案,升降裝置通過液壓缸和兩滑軌及其附屬直線軸承實現(xiàn)Y軸升降運(yùn)動。,液壓油缸因行程較小采用前端法蘭裝配,活塞桿直徑經(jīng)校核符合設(shè)計要求,設(shè)計方案,小臂俯仰裝置通過液壓缸活塞桿與小臂鉸接實現(xiàn)較小行程的俯仰運(yùn)動。,,大小臂關(guān)節(jié)處通過雙深溝球支撐關(guān)節(jié)裝配方案實現(xiàn)自由回轉(zhuǎn)。,設(shè)計方案,手腕部通過直接選型的旋轉(zhuǎn)氣缸帶動銷軸回轉(zhuǎn)實現(xiàn)手爪俯仰。,,旋轉(zhuǎn)氣缸由于尺寸原因，通過小臂側(cè)面外墊一法蘭圓盤安裝。,二、主要零件設(shè)計選用,主要零件包含四個液壓油缸、一個smc旋轉(zhuǎn)氣缸、齒輪、齒條、回轉(zhuǎn)軸和手爪部分。液壓缸選用通過公式 可以算出液壓缸最小缸內(nèi)徑值，并通過相關(guān)手冊尺寸對照表設(shè)計出液壓缸缸徑(回轉(zhuǎn)裝置的F通過計算轉(zhuǎn)動慣性力矩和摩擦力矩求出。）經(jīng)計算，缸內(nèi)徑分別為32mm、40mm、40mm、50mm。,主要零件,,2. 回轉(zhuǎn)軸尺寸確定回轉(zhuǎn)軸尺寸由具體裝配要求確定，軸徑通過扭矩強(qiáng)度校核。 軸上端由圓螺母定位。,主要零件,,3. 齒輪齒條設(shè)計通過齒面彎曲強(qiáng)度校核，齒輪齒條選取較大模數(shù)，齒數(shù)確定為36。,油路系統(tǒng)方案確定,,4. 手爪單活塞氣缸驅(qū)動手爪兩側(cè)連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)抓緊、松開的手指運(yùn)動。,三、總結(jié)展望,此五自由度機(jī)械手臂可勝任很多場合，液壓與氣壓的驅(qū)動方式具有綠色環(huán)保、工作穩(wěn)定的優(yōu)點。但同時此設(shè)計依然存在不足：手臂活動較為緩慢笨拙；液壓系統(tǒng)易臟并不易維護(hù)。希望在不斷學(xué)習(xí)過程中可以設(shè)計出更加完美的機(jī)械手臂。,感謝老師的聆聽與指導(dǎo),答辯人：金東澤,