一种新型液压机械手制造技术

一种新型液压机械手，是一台采用铰接结构，具有五个自由度和气动张合手爪的液压驱动机械手，它的6个运动为：基座转动，大臂伸缩，小臂伸缩，手腕仰俯，手腕回转。工作可靠、驱动力大、定位准确、液压与气动控制回路简单、电气控制容易实现、成本相对低，很适合用于工业中笨重、单调、频繁的搬运或抓取类工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机械手，特别是一种新型液压机械手。
技术介绍
机械手应是一个柔性的、动力强大且自动运行的装置，它可以模仿人于(手臂)的全部动作，按照预定的程序和轨迹等要求实现自动抓取、搬运及操作。机械手主要由驱动系统、控制系统、检测装置和一手腕旋转(180°)一手指张开一大臂缩同一小臂执行机构组成。其中主要的驱动系统可以是电机驱动(电动)、液压驱动、气动或以上三种方式的组合。液压机械手由于具有在小空间内传动力大、精度较高且相对成本不高的特点，在工业中应用非常广泛。
技术实现思路
本专利技术提出了一种新型液压机械手，工作可靠、驱动力大、定位准确、液压与气动控制回路简单、电气控制容易实现、成本相对低，很适合用于工业中笨重、单调、频繁的搬运或抓取类工作。另外由于该机械手的液压系统可以进行速度调节、执行机构的灵敏度及线性度、故障模拟、机械手在负荷下的重复精度等多项试验，因此可以用于教学实验，且具有良好的示教性。本专利技术所采用的技术方案是：机械手是一台采用铰接结构，具有五个自由度和气动张合手爪的液压驱动机械手，它的6个运动为：基座转动，大臂伸缩，小臂伸缩，手腕仰俯，手腕回转。以上五个运动所对应的执行机构组成为：限位摆动马达；线性液压缸；线性液压缸；限位摆动马达；限位摆动马达。它完成的动作循环为：基座顺时针旋转(90°)→大臂前伸→小臂前伸→手腕俯下→手指张开→手指夹紧→大臂缩回→小臂缩回→基座逆时针旋转→大臂前伸→小臂前伸→手腕旋转(180°)→手指张开→大臂缩同→小臂缩回→基座顺时针旋转复位→手腕旋转复位→手腕仰起→待料，泵卸载。油箱中液压油由冷却水冷却。系统中液压站采用双联泵供油，由三相电机驱动两个液压齿轮泵。大流量泵Pl用于向整个系统供油，小流量泵P2用于向五对由液控单向阀组成的液压锁的控制口供油，由压力继电器控制供油路的压力。P1、P2的吸油口经过两个60μm的过滤器将油从油箱中吸入。由两个方向控制阀s1和s2与安伞阀L1和L2分别组成卸荷回路，当系统中各执行机构的方向控制阀处于中位时，执行机构的位置保持不变，液压泵卸荷，降低油温且节约电机功率。安全阀L1和12的卸油口与整个系统的排油口一起经过热交换器流(循环冷却水)回油箱。此外，液压站中还设有由温控器调节的电阻器。这样，机械手可以在规定的油温下工作(40～50℃)，采用此方法，可以使液压系统的油温在规定温度F保持在±0.5℃内变化，这样可以校准执行机构的运动。液压系统中的五个执行机构均采用双作用缸(马达)，分别用三位四通双电控O形中位机能的方向控制阀控制，其相应的伸缩和回转速度分别采用单向调速阀实现回油节流调速。系统中采用由两个液控单向阀组成的五对液压锁，液压锁的功能是当系统没有压力时，可以保持五个执行机构的当前位置。由于基座旋转、手腕仰俯及手腕回转(1、4、5)控制回路的所需压力较低，在柏应的支路上串联有减压阀，使之获得稳定的低压工作压力(1.5～18MPa)，其压力值可分别从压力表M3、M4和M5中读出。所述机械手大小臂前伸采用行程开关加死挡块保证定位精度，端点到达前发出信号切断油路，滑行缓冲。大小臂回缩采用行程开关发信号，提前切断油路缓冲并定位。另外由于基座回转部分的质量较大也采用行程开关加死挡块保证定位精度。所述机械手采用一个两位三通单电控方向控制阀控制一个单作用气缸，使手爪张合运动。所述机械手的液压回路中全部采用双电控电磁阀作为执行机构的主控阀，气动回路采用一个单电控电磁阀。所以用PLC控制上述机械手的动作顺序非常容易，首先确定输入输出信号(输入信号为行程开关发出的信号，输出信号为驱动电磁阀的信号)；再选择PLC型号；编制程序(略)；进行输入输出配线，联机调试。需要指出的是，机械手除可以实现规定动作顺序地自动循环外，在控制程序中还设有手动调整功能，可以通过手动按钮对每个执行机构进行单个动作调试。本专利技术的有益效果是：工作可靠、驱动力大、定位准确、液压与气动控制回路简单、电气控制容易实现、成本相对低，很适合用于工业中笨重、单调、频繁的搬运或抓取类工作。另外由于该机械手的液压系统可以进行速度调节、执行机构的灵敏度及线性度、故障模拟、机械手在负荷下的重复精度等多项试验，因此可以用于教学实验，且具有良好的示教性。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的机械手结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，机械手是一台采用铰接结构，具有五个自由度和气动张合手爪的液压驱动机械手，它的6个运动为：基座转动1，大臂伸缩2，小臂伸缩3，手腕仰俯4，手腕回转5。以上五个运动所对应的执行机构组成为：限位摆动马达；线性液压缸；线性液压缸；限位摆动马达；限位摆动马达。它完成的动作循环为：基座顺时针旋转(90°)→大臂前伸→小臂前伸→手腕俯下→手指张开→手指夹紧→大臂缩回→小臂缩回→基座逆时针旋转→大臂前伸→小臂前伸→手腕旋转(180°)→手指张开→大臂缩同→小臂缩回→基座顺时针旋转复位→手腕旋转复位→手腕仰起→待料，泵卸载。油箱中液压油由冷却水冷却。系统中液压站采用双联泵供油，由三相电机驱动两个液压齿轮泵。犬流量泵Pl用于向整个系统供油，小流量泵P2用于向五对由液控单向阀组成的液压锁的控制口供油，由压力继电器控制供油路的压力。P1、P2的吸油口经过两个60μm的过滤器将油从油箱中吸入。由两个方向控制阀s1和s2与安伞阀L1和L2分别组成卸荷回路，当系统中各执行机构的方向控制阀处于中位时，执行机构的位置保持不变，液压泵卸荷，降低油温且节约电机功率。安全阀L1和12的卸油口与整个系统的排油口一起经过热交换器流(循环冷却水)回油箱。此外，液压站中还设有由温控器调节的电阻器。这样，机械手可以在规定的油温下工作(40～50℃)，采用此方法，可以使液压系统的油温在规定温度F保持在±0．5℃内变化，这样可以校准执行机构的运动。液压系统中的五个执行机构均采用双作用缸(马达)，分别用三位四通双电控O形中位机能的方向控制阀控制，其相应的伸缩和回转速度分别采用单向调速阀实现回油节流调速。系统中采用由两个液控单向阀组成的五对液压锁，液压锁的功能是当系统没有压力时，可以保持五个执行机构的当前位置。由于基座旋转、手腕仰俯及手腕回转(1、4、5)控制回路的所需压力较低，在柏应的支路上串联有减压阀，使之获得稳定的低压工作压力(1.5～18MPa)，其压力值可分别从压力表M3、M4和M5中读出。机械手大小臂前伸采用行程开关加死挡块保证定位精度，端点到达前发出信号切断油路，滑行缓冲。大小臂回缩采用行程开关发信号，提前切断油路缓冲并定位。另外由于基座回转部分的质量较大也采用行程开关加死挡块保证定位精度。机械手采用一个两位三通单电控方向控制阀控制一个单作用气缸6，使手爪张合运动。机械手的液压回路中全部采用双电控电磁阀作为执行机构的主控阀，气动回路采用一个单电控电磁阀。所以用PLC控制上述机械手的动作顺序非常容易，首先确定输入输出信号(输入信号为行程开关发出的信号，输出信号为驱动电磁阀的信号)；再选择PLC型号；编制程序(略)；进行输入输出配线，联机调试。需要指出的是，机械手除可以实现规定动作顺序地自动循环外，在控制程序中还设有手动调整功能，可以通过手动按钮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型液压机械手，其特征是：所述机械手是一台采用铰接结构，具有五个自由度和气动张合手爪的液压驱动机械手，它的6个运动为：基座转动，大臂伸缩，小臂伸缩，手腕仰俯，手腕回转。

【技术特征摘要】
1.一种新型液压机械手，其特征是：所述机械手是一台采用铰接结构，具有五个自由度和气动张合手爪的液压驱动机械手，它的6个运动为：基座转动，大臂伸缩，小臂伸缩，手腕仰俯，手腕回转。2.根据权利要求1所述的一种新型液压机械手，其特征是：所述机械手的油箱中液压油由冷却水冷却，系统中液压站采用双联泵供油，由三相电机驱动两个液压齿轮泵。3.根据权利要求1所述的一种新型液压机械手，其特征是：所述油箱的大流量泵Pl用于向整个系统供油，小流量泵P2用于向五对由液控单向阀组成的液压锁的控制口供油，由压力继电器控制供油路的压力。4.根据权利要求1所述的一种新型液压机械手，其特征是：所述液压系统中的五个执行机构均采用双作用缸(马达)，分别用三位四通双电控O形中位机能的方向控制阀控制，其相应的伸缩和回转速度分别采用单向调速阀实现回油节流调速。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂春，
申请(专利权)人：张桂春，
类型：发明
国别省市：辽宁;21