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液压驱动机械手的工作原理

来源:         时间:2014-07-17 14:51:58

    目前机械手常用的驱动方式有液压驱动、气压驱动、电力驱动和机械驱动四种,其它的特殊驱动方式,如步进电机驱动、直线电机驱动等应用得还不多。

    在这四种驱动方式中,当前又以液压驱动(约占50%)和气压驱动(约占40%)所占的比重较大,而电力驱动和机械驱动所占的比重较小。

对整台机械手来说,有时全部采用一种驱动方式(如液压成气压粗动),也有时联合使用(如手臂动作采用液压驱动,而手部动作则采用气压驱动),视不同工作翁要而定。

 

    液压驱动机械手是以压力油作为驱动力而进行工作的。在机械手上,被驱动件(如手臂等)的运动速度,决定于油液在油缸(直线缸或回转缸)内容积变化的快慢,而驱动力的大小,则决定于油液的单位压力(常用20~40公斤/厘米²的压力油,有的可高达70公斤/厘米²)及作用的有效面积。

    机械手臂伸缩和手指握紧动作部分的液压系统结构原理可知电动机带动油泵从油箱中吸油,并将有压力的油液送入管路推动各油缸工作。

    压力油通过单向阀进入工作油路后,又分成几条油路分别进行工作。其中一路压力油经换向阀(此时电磁铁线圈通电,而右端的电磁铁断电)把阀芯推向右方,使压力油经左边的环槽进入手臂伸缩油缸的左腔,活塞杆12向右移动(手臂伸出)

    油缸右腔的油经换向阀右边的环槽和回油油路流回油箱。手臂伸出时,导向管(与联接盘用螺栓连接)亦沿固定导向套移动,对手竹的伸缩起导向作用。为防止导向管悬伸部分的变形,设置了支撑滚轮(它安装在支撑架上,支撑架与导向管一起移动,滚轮在机座的支撑面上滚动)

    当换向阀的电磁铁线圈断电,而其右边的电磁铁线圈通电府,把油芯推面左边,使工作油路与手臂伸缩油缸的右腔接通,压力油推动活塞杆(手臂)向左移动(手臂缩回),伸缩油缸左腔的油经换向阀左边的环槽和回油油路流回油箱。

    另一路压力油经换向阀(在其右端的电磁铁线圈通电时,阀芯被推向左边)_使油路ab接通,c被堵塞,工作油路中的压力油经高压软管进入装在导向管内的油管,通过联接盘上的油路,进到握紧油缸的左腔,推动活塞杆向右移动,借助其端面的楔形使手指闭合,以握紧物件。

    电磁铁线圈断电阀芯处在右边,油路bc接通(回油),握紧油缸的活塞杆在压缩弹簧的作用下左移(复位),在弹簧的作用下使手指张开的情况。握紧油缸左腔的油液,经联接盘上的油路、导向管内的油管,高压软管及管路bc流回油箱。

    此外还有通手臂升降和手臂转动等系统的油路。

    手臂伸缩、转动等各种运动速度的调节是由附加的调速回路来完成的。

    机械手运动时,要克服相对运动件表面之间的摩擦阻力(或力矩),手部握紧工件时要有一定的握力,因此要碑油路系统要保持一定的压力。这个压力的调节是由溢流阀实现的。从油泵打出来的压力油,除了通向单向阀以外,还有一条分路通向滋流阀。当溢流阀中的钢球在弹簧的作用下将阀口堵死时,压力油不能通过溢流阀。当油液的压力增高到一定的程度,并能克服弹簧的作用力而将钢球顶开时,压力油就通过滋流阀及管路而流回油箱,使工作油液的压力再不能继续升高。因此调节滋流阀中弹黄的压力,就可以调节压力油顶开滋流阀钢球时的压力的大小,这样也就控制了油泵打出来的油浓的最高压力。另外,滋流阀在控制油泵输出油液压力的同时,还能把油泵输出的多余的油液排回油箱。

    油泵从油箱中吸进的油液先经过滤油器,将油液过滤,以防止碎屑等杂质进入工作油路而损坏工作机械。

    单向阀用来保证该油路只能单方向工作。当油泵停止工作时,借以防止液压系统中的油液流空和进入空气而形响液压驱动的性能。

    换向阀在该系统中起卸荷作用。当各油缸均停止工作而油泵电机仍在运行时,使油泵继续向液压系统供油,这时如果没有起卸荷作用的换向阀存在,则油系输出的压力油便全部以系统的工作压力打开滋流阀流回油箱,造成动力的无谓损失,并引起油液发热,使油液加快变质,并使液压系统性能变坏。

    所以在上述情况二位二通换向阀的电磁铁通电时,即将阅芯推到左端,使油泵的出油口与油箱接通,而使油系以很小的输出功率运转,即使油泵卸荷。

    由于油泵的全部流量通过此阀流回油箱,因此选择此阀的额定流量要等于油泵的流量。

    工作油路的压力可通过压力表开关由压力表来测量。

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