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液壓驅動機械手的工作原理

來源:         時間:2014-07-17 14:51:58

    目前機械手常用的驅動方式有液壓驅動、氣壓驅動、電力驅動和機械驅動四種,其它的特殊驅動方式,如步進電機驅動、直線電機驅動等應用得還不多。

    在這四種驅動方式中,當前又以液壓驅動(約占50%)和氣壓驅動(約占40%)所占的比重較大,而電力驅動和機械驅動所占的比重較小。

對整臺機械手來說,有時全部采用一種驅動方式(如液壓成氣壓粗動),也有時聯合使用(如手臂動作采用液壓驅動,而手部動作則采用氣壓驅動),視不同工作翁要而定。

 

    液壓驅動機械手是以壓力油作為驅動力而進行工作的。在機械手上,被驅動件(如手臂等)的運動速度,決定于油液在油缸(直線缸或回轉缸)內容積變化的快慢,而驅動力的大小,則決定于油液的單位壓力(常用20~40公斤/厘米2的壓力油,有的可高達70公斤/厘米2)及作用的有效面積。

    機械手臂伸縮和手指握緊動作部分的液壓系統結構原理可知電動機帶動油泵從油箱中吸油,并將有壓力的油液送入管路推動各油缸工作。

    壓力油通過單向閥進入工作油路后,又分成幾條油路分別進行工作。其中一路壓力油經換向閥(此時電磁鐵線圈通電,而右端的電磁鐵斷電)把閥芯推向右方,使壓力油經左邊的環槽進入手臂伸縮油缸的左腔,活塞桿12向右移動(手臂伸出)

    油缸右腔的油經換向閥右邊的環槽和回油油路流回油箱。手臂伸出時,導向管(與聯接盤用螺栓連接)亦沿固定導向套移動,對手竹的伸縮起導向作用。為防止導向管懸伸部分的變形,設置了支撐滾輪(它安裝在支撐架上,支撐架與導向管一起移動,滾輪在機座的支撐面上滾動)

    當換向閥的電磁鐵線圈斷電,而其右邊的電磁鐵線圈通電府,把油芯推面左邊,使工作油路與手臂伸縮油缸的右腔接通,壓力油推動活塞桿(手臂)向左移動(手臂縮回),伸縮油缸左腔的油經換向閥左邊的環槽和回油油路流回油箱。

    另一路壓力油經換向閥(在其右端的電磁鐵線圈通電時,閥芯被推向左邊)_使油路ab接通,c被堵塞,工作油路中的壓力油經高壓軟管進入裝在導向管內的油管,通過聯接盤上的油路,進到握緊油缸的左腔,推動活塞桿向右移動,借助其端面的楔形使手指閉合,以握緊物件。

    電磁鐵線圈斷電閥芯處在右邊,油路bc接通(回油),握緊油缸的活塞桿在壓縮彈簧的作用下左移(復位),在彈簧的作用下使手指張開的情況。握緊油缸左腔的油液,經聯接盤上的油路、導向管內的油管,高壓軟管及管路bc流回油箱。

    此外還有通手臂升降和手臂轉動等系統的油路。

    手臂伸縮、轉動等各種運動速度的調節是由附加的調速回路來完成的。

    機械手運動時,要克服相對運動件表面之間的摩擦阻力(或力矩),手部握緊工件時要有一定的握力,因此要碑油路系統要保持一定的壓力。這個壓力的調節是由溢流閥實現的。從油泵打出來的壓力油,除了通向單向閥以外,還有一條分路通向滋流閥。當溢流閥中的鋼球在彈簧的作用下將閥口堵死時,壓力油不能通過溢流閥。當油液的壓力增高到一定的程度,并能克服彈簧的作用力而將鋼球頂開時,壓力油就通過滋流閥及管路而流回油箱,使工作油液的壓力再不能繼續升高。因此調節滋流閥中彈黃的壓力,就可以調節壓力油頂開滋流閥鋼球時的壓力的大小,這樣也就控制了油泵打出來的油濃的最高壓力。另外,滋流閥在控制油泵輸出油液壓力的同時,還能把油泵輸出的多余的油液排回油箱。

    油泵從油箱中吸進的油液先經過濾油器,將油液過濾,以防止碎屑等雜質進入工作油路而損壞工作機械。

    單向閥用來保證該油路只能單方向工作。當油泵停止工作時,借以防止液壓系統中的油液流空和進入空氣而形響液壓驅動的性能。

    換向閥在該系統中起卸荷作用。當各油缸均停止工作而油泵電機仍在運行時,使油泵繼續向液壓系統供油,這時如果沒有起卸荷作用的換向閥存在,則油系輸出的壓力油便全部以系統的工作壓力打開滋流閥流回油箱,造成動力的無謂損失,并引起油液發熱,使油液加快變質,并使液壓系統性能變壞。

    所以在上述情況二位二通換向閥的電磁鐵通電時,即將閱芯推到左端,使油泵的出油口與油箱接通,而使油系以很小的輸出功率運轉,即使油泵卸荷。

    由于油泵的全部流量通過此閥流回油箱,因此選擇此閥的額定流量要等于油泵的流量。

    工作油路的壓力可通過壓力表開關由壓力表來測量。

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