液压系统设计
4.1 系统参数的计算
4.1.1 确定系统工作压力
由前计算知，各缸的设计工作压力均为2MPa，则系统工作压力还应加上回路上油管及各管接头的压力损失，ps?p??p。因此液压系统较为简单，估算?p＝0.5MPa。则Ps=2+0.5=2.5MPa。
4.1.2 各个液压缸流量的计算
液压系统所需流量为各液压缸的最大流量（张利平，2005）。当各缸为无杆腔进油时，此时即为各缸的最大流量，因此，在此只计算无杆腔的流量。 （1）夹紧缸流量计算
假设夹紧缸在夹紧过程中的行程为l＝25mm，所需时间t＝0.5s，则平均速度为:
l25v???5cm/s
t0.5已知缸内径D=50mm＝5cm，则所需流量：
3.14?52?5?60Q?v??5.89l/min
44?1000?D2（2）手臂伸缩缸流量计算
由前知，伸缩缸行程为l＝300mm，假设运动时间t＝2s，则平均速度为：
l300v???15cm/s
t2 已知缸内径D＝32mm＝3.2cm，则所需流量：
3.14?3.22?15?60v??7.23l/min Q?44?1000?D2（3）手臂升降缸流量计算
由前知，升降缸行程l＝200mm，假设运动时间为t＝2s，则平均速度为：
l200v???10cm/s
t2已知缸内径D＝40mm＝4cm，则所需流量：
3.14?42?10?60Q?v??7.54l/min
44?1000?D2（4）手臂回转缸流量的计算
假设回转角度为180?，时间为2.5s，又已知D＝100mm，d＝50mm，b＝75mm。
wb(D2?d2)?/2.5?0.075?(0.12?0.052)??21.18l/min 则所需流量：Q?22由以上计算可知，各缸的最大流量为Qmax＝21.18l/min，则系统流量应以此为设计
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依据，此时液压泵的流量为：
Q泵＝KQmax＝1.1?21.18＝23.28l/min
式中： K—泄漏系数，一般取K＝1.1～1.3，这里取K＝1.1。
4.2设计液压系统图
（1）换向回路 夹紧缸换向选用二位三通电磁换向阀，其它缸全部选用O型三位
四通电磁换向阀。选电磁阀易于实现机械手的自动控制，选中位为O型可使定位准确，如图4-1。
图4-1 换向回路
（2）调速回路 本系统较为简单，故选用简单的进油路节流阀调速。同时选用单泵供油，力求获得较好的经济性，如图4-2。
图4-2调速回路
（3）系统的安全可靠性 为防止夹紧缸压力受系统压力波动的影响，导致夹紧力过大而损坏工件，或因压力过低无法夹紧工件，则需在油路上加减压阀保证夹紧缸的压力恒定不变。同时，为防止手臂升降缸在工作中因自重而下滑，可采用单向顺序阀来平衡（杨春杰，2004），如图4-3。
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图4-3 升降缸防滑保护回路
（4） 合成并完善液压系统图 将上述各回路进行组合并加上卸荷及测压油路完善 整个液压系统图，如图4-4。
图4-4 机械手液压系统图
4.3 选择液压元件
4.3.1泵和电机的选择
由前计算知，ps?2.5MPa，Q泵?23.28l/min。根据《液压传动手册》选：
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CB-B20，n＝1450r/min，qv额?29l/min ，p额?2.5MPa
电动机的选用：取泵的总效率?＝0.65，则
N电?p额?q额2.5?106?29?10?3??1.86kW
60?0.65?选电动机：YZC100L1-4，N＝2.2kW，n＝1430r/min。
4.3.2 选择液压控制阀和辅助元件
根据控制阀的额定压力和额定流量大于系统最高压力和流量的原则，选择控制阀及辅助元件（黎启柏，1999），如表4-1所示：
表4-1 液压元件表 序号 1 3 4 5,15，25 6 7，8，9 10 11，12，13，14 16 21，22 23 24
元件名称 线隙式滤油器 溢流阀 电磁换向阀 单向阀 压力表 电磁换向阀 电磁换向阀 节流阀 单向顺序阀 压力继电器 减压阀 压力表开关 型 号 XU-25×200 P-B25B 22D-25B L-25B Y－60 34D－10B 23D－10B L－10B XL－B25B DP1—63B J—10B E-6B 规 格 25L/min 2.5MPa Ф10mm 2.5MPa Ф10mm 6.3MPa Ф10mm 0～4MPa 6.3MPa Ф10mm 6.3MPa Ф10mm 6.3MPa Ф10mm 2.5MPa Ф10mm 1.0～6.3MPa 数 量 1 1 1 2 1 3 1 4 1 2 1 1 6.3MPa 6.3MPa 4.4根据动作要求编制电磁铁动作顺序表
（1）机械手动作要求：
回转工位1 升降工位1 伸缩工位1 夹紧工件 放松工件 升降工位2 回转工位2 伸缩工位2 图4-5 机械手动作顺序图
（2）绘制电磁铁动作顺序表：
表4-2 电磁铁动作顺序表 动作循环 电 磁 铁
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1 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 手臂伸缩手臂伸出 手臂缩回 手臂上升 手臂下降 正转 反转 夹紧 松开 原位卸荷 + 手臂升降 手臂回转 手指夹紧 20