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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。
执行手爪柱塞缸感应式位移传感器水平伸缩缸垂直升降缸电液伺服阀图3-1 机械手的液压系统原理图
3.1.5确定液压系统的主要参数
液压系统的主要参数是压力和流量，他们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷，流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。 （1）计算液压缸的总机械载荷
根据机构的工作情况液压缸所受的总机械载荷为
F?Fw?Fm?Fsf?Ff?Fb （3-1）
式中， Fw-----为外加的载荷，因为水平方无外载荷，故为0；
Fm------为活塞上所受的惯性力； Fsf------为密封阻力；
Ff------为导向装置的摩擦阻力；
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Fb------为回油被压形成的阻力； ① Fm的计算
Fm?G?v? （3-2） g?t式中， G------为液压缸所要移动的总重量，取为100KG；
g------为重力加速度， 9.81m/s2；
?v------为速度变化量；
?t------启动或制动时间，一般为0.01~0.5s，取0.2s
将各值带入上式，得：Fm=1.02N
② Fsf的计算
Fsf??pf?A1 （3-3）
式中，?pf-----克服液压缸密封件摩擦阻力所需空载压力，如该液压缸工作压力
<16 MPa，查相关手册取=0.2 MPa；
A1------为进油工作腔有效面积；
启动时： Fsf?565N 运动时： Fsf?=283N
③ Ff的计算
机械手水平方向上有两个导杆，内导杆和外导套之间的摩擦力为
Ff?G?f （3-4）
式中，G------为机械手和所操作工件的总重量，取为100KG；
f------为摩擦系数，取f=0.1；
带入数据计算得： Ff=98N
④ Fb的计算
回油背压形成的阻力按下式计算
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Fb?pb?A2 0 （3-5）
式中，pb-----为回油背压，一般为0.3MPa~0.5 MPa，取=0.3 MPa
A2-----为有杆腔活塞面积，考虑两边差动比为2；
将各值带入上式有，Fb?424N
分析液压缸各工作阶段受力情况，作用在活塞上的总机械载荷为
F?1088N。
（2）手爪执行液压缸工作压力计算 手爪要能抓起工件必须满足：
N?k1k2k3G （3-6）
式中，N-----为所需夹持力；
k1-----安全系数，通常取1.2~2；
k2-----为动载系数，主要考虑惯性力的影响可按k2?1?a估算，a为机械g手在搬运工件过程的加速度m/s2，a?9.8m/s2，g为重力加速度；
k3-----方位系数，查表选取k3?1；
G-----被抓持工件的重量 30kg；
带入数据，计算得： N?120N；
理论驱动力的计算： p?2b1N? （3-7） R?式中，p----为柱塞缸所需理论驱动力；
b----为夹紧力至回转支点的垂直距离；
R-----为扇形齿轮分度圆半径；
N-----为手指夹紧力；
?---齿轮传动机构的效率，此处选为0.92；
其他同上。带入数据，计算得
P?377N
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计算驱动力计算公式为：
Fc?式中，Fc-----为计算驱动力；
k1k4F? （3-8）
k1---安全系数，此处选1.2；
k4---工作条件系数，此处选1.1；
其他同上。带入数据，计算得：
Fc?920N
而液压缸的工作驱动力是由缸内油压提供的，故有
Fc?P?A （3-9）
式中，P---为柱塞缸工作油压；
A----为柱塞截面积；
经计算，所需的油压约为： 3MPa
（3）液压缸主要参数的确定
针对本设计是一个机械手的特点考虑，机械手系统的刚度及其稳定性是很重要的。因此，先从刚度角度进行液压缸缸径的选择，以尽量优先保证机械手的结构和运动的稳定性、安全性。至于液压缸的工作压力和缸的工作速度，放在液压系统设计阶段，通过外部的液压回路、采用合适的调速回路和元件来实现。经过仔细分析，综合考虑各方面的因素，初步确定各液压缸的基本参数如下；
表3-2 手爪执行柱塞缸参数 缸内径mm 20 壁厚mm 5 直径mm 20 行程mm 80 工作压力MPa 3~6 注：手爪柱塞缸工作压力由系统压力阀调定。
表3-3 水平伸缩液压缸参数
缸内径mm 60 壁厚mm 10 杆直径mm 25 行程mm 400 工作压力MPa 1 因为伸缩缸的作用主要是实现伸缩直线运动这个运动形式，在其轴向上并不