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确定液压系统基本方案 拟定液压执行元件运动控制

发表时间:2016-06-25
导读:同时考虑机械手的工作载荷和工作现场环境对机械手布局以及定位精度的具体要求以及计算机的控制的因素,腰部的回转用电机驱动实现,剩下的两个运动均为直线运动。

伽达机械手配件讯:确定液压系统基本方案 

液压执行元件大体分为液压缸和液压马达,前者实现直线运动,后者实现回转运动。二者的特点及适用场合见表3-1: 

双活塞杆液压缸 双向对称 双向工作的往复场合 单活塞杆液压缸 有效工作面积大、 双向不对称 往返不对称的直线运动,差动连接可实现快进
柱塞缸 结构简单 单向工作,靠重力或其它外力返回 摆动缸 单叶片式小于360 双叶片式小于180 小于360的摆动; 小于180的摆动 

齿轮马达 结构简单、价格便宜 高转速、低转矩的回转运动 叶片马达 体积小、转动惯量小 高速低转矩、动作灵敏的回转运动 
摆线齿轮马达 体积小、输出转局大 低速、小功率大转矩的回转运动 

轴向柱塞马达 运动平稳、转矩大、转速范围宽 大转矩的回转运动 径向柱塞马达 转速低,结构复杂,输出转矩大 

低速大转矩回转运动本设计因为机械手的形式为圆柱坐标形式,具有3个自由度,一个转动,两个移动自由度。

同时考虑机械手的工作载荷和工作现场环境对机械手布局以及定位精度的具体要求以及计算机的控制的因素,腰部的回转用电机驱动实现,剩下的两个运动均为直线运动。

因此,机械手的水平手臂和垂直手臂都采用单活塞杆液压缸,来实现直线往复运动。
 
3.1.2 拟定液压执行元件运动控制回路

液压执行元件确定后,其运动方向和运动速度的控制是液压回路的核心问题。 
方向控制是用换向阀或是逻辑控制单元来实现。对于一般中小流量的液压系统,通过换向阀的有机组合来实现所要求的动作。对高压大流量的系统,多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。 

速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。相应的调速方式有节流调速、容积调速以及二者结合的容积节流调速。 
本设计的方向控制采用电磁换向阀来实现,而速度的控制主要采用节流调速,主要方式是采用比较简单的节流阀来实现。
 
3.1.3 液压源系统的设计

液压系统的工作介质完全由液压源来提供,液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般用定量泵供油,在无其他辅助油源的情况下,液压泵的供油量要大于系统的需油量,多余的油经溢流阀流回油箱,溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。容积调速系统多用变量泵供油,用安全阀来限定系统的最高压力。 

油液的净化装置是液压源中不可缺的元件。一般泵的入口要装粗滤油器,进入系统的油液根据要求,通过精滤油器再次过滤。为防止系统中杂质流回油箱,可在回油路上设置磁过滤器。根据液压设备所处的环境及对温升的要求,还要考虑加热、冷却等措施。 

本设计的液压系统采用定量泵供油,由溢流阀V1来调定系统压力。为了保证液压油的洁净,避免液压油带入污染物,故在油泵的入口安装粗过滤器,而在油泵的出口安装精过滤器对循环的液压油进行净化。

 

3.1.4 绘制液压系统图 

它拥有垂直手臂的上升、下降,水平伸缩缸/的前伸、后缩,以及执行手爪的夹紧、张开三个执行机构。 
其中,泵由三相交流异步电动机M拖动;系统压力由溢流阀V1调定;1DT的得失电决定了动力源的投入与摘除。 

考虑到手爪的工作要求轻缓抓取、迅速松开,系统采用了节流效果不等的两个单向节流阀。当5DT得电时,工作液体经由节流阀V5进入柱塞缸,实现手爪的轻缓抓紧;当6DT失电时,工作液体进入柱塞缸中,实现手爪迅速松开。 

另外,由于机械手垂直升降缸在工作时其下降方向与负荷重力作用方向一致,下降时有使运动速度加快的趋势,为使运动过程的平稳,同时尽量减小冲击、振动,保证系统的安全性,采用V2构成的平衡回路相升降油缸下腔提供一定的排油背压,以平衡重力负载。

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