loading机械手手臂移动时，作用在机械手活塞上的总机械载荷P为 P = P工 + P导 + P封 + P惯 + P回 其中 P工 为工作阻力
P导 导向装置处的摩擦阻力 P封 密封装置处的摩擦阻力 P惯 惯性阻力 P回 背压阻力 P = 83+125+66+80+208=562(N) ③确定油缸的结构尺寸
㈠油缸内径的计算 油缸工作时，作用在活塞上的合成液压力即驱动力与活塞杆上所受的总机械载荷平衡，即
P = P1（无杆腔） = P2 （有杆腔） 油缸（即活塞）的直径可由下式计算 D =
4Pp = 1.13 厘米 （无杆腔）
P1?P1对于手臂伸缩油缸：D=50mm， 对于手指夹紧油缸：D=30mm ，对于手臂升降油缸：
D=80mm ，对于立柱横移油缸：D = 40mm
或D =
4P??P1d2 厘米 （有杆腔）
?P1 ㈡ 油缸壁厚的计算：
依据材料力学薄壁筒公式，油缸的壁厚?可用下式计算： ? =
p计D 厘米 2??? P计 为计算压力
??? 油缸材料的许用应力。
对于手臂伸缩油缸：? =6mm， 对于手指夹紧油缸：? =17mm ，对于手臂升降油缸：? =16mm , 对于立柱横移油缸: ?=17mm
㈢ 活塞杆的计算
可按强度条件决定活塞直径d 。活塞杆工作时主要承受拉力或压力，因此活塞杆的强度计算可近似的视为直杆拉、压强度计算问题，即
? =
dP2?≦
???
4 厘米
即 d ≧
4P???? 对于手臂伸缩油缸：d =30mm， 对于手指夹紧油缸：d =15mm ，对于手臂升降
油缸：d=50mm , 对于立柱横移油缸:d=16mm
5.5.2 无杆活塞油缸（亦称齿条活塞油缸）
图11 齿条活塞缸计算简图 ① 流量、驱动力的计算
2?Dd? Q =
133 当D=103mm,d=40mm,?=0.95 rad/s时 Q = 952N
② 作用在活塞上的总机械载荷P P = P工 + P封 + P惯 + P回 其中 P工 为工作阻力
P封 密封装置处的摩擦阻力 P惯 惯性阻力 P回 背压阻力 P = 66+108+208=382（N） ③ 油缸内径的计算
根据作用在齿条活塞上的合成液压力即驱动力与总机械载荷的平衡条件，求得 D = D = 45mm 5.5.3 单叶片回转油缸
在液压机械手上实现手腕、手臂回转运动的另一种常用机构是单叶片回转油缸，简称回转油缸，其计算简图如下：
4P （厘米）
?p
图12 回转油缸计算简图
①流量、驱动力矩的计算
当压力油输入回转油缸，使动片以角速度?运动时，需要输入回转油缸的流量Q为：
22 Q = 3b(D?d)?
400 当D=100mm,d=35mm,b=35mm, ?=0.95 rad/s时 Q=0.02m/s
回转油缸的进油腔压力油液，作用在动片上的合成液压力矩即驱动力矩M：
22 M = pb(D?d)
38 得M = 0.8 (N·m)
② 作用在动片（即输出轴）上的外载荷力矩 M M = M工 +M封 + M惯 + M回 其中 M工 为工作阻力矩
M封 密封装置处的摩擦阻力矩
M惯 参与回转运动的零部件，在启动时的惯性力矩 M回 回转油缸回油腔的背反力矩 M = 2.3+0.85+1.22+1.08=5.45 (N·m) ③ 回转油缸内径的计算
回转油缸的动片上受的合成液压力矩与其上作用的外载荷力矩相平衡，可得： D = 8M?d2 （厘米）
bp D = 30mm
5.5.4油泵的选择
一般的机械手的液压系统，大多采用定量油泵，油泵的选择主要是根据系统所需要的油泵工作压力p泵 和最大流量Q泵来确定。 ⑴ 确定油泵的工作压力p泵 p泵 ≧ p + ?△p
式中 p ——油缸的最大工作油压
?△p ——压力油路（进油路）各部分压力损失之和，其中包括各种元件
的局部损失和管道的沿程损失。 p泵= 60*10帕
5 ⑵ 确定油泵的 Q
泵
油泵的流量，应根据系统个回路按设计的要求，在工作时实际所需的最大流量
Q最大，并考虑系统的总泄漏来确定 Q = K Q
其中K一般取1.10—1.25 Q=53升/分
泵
最大
泵
5.5.5 确定油泵电动机功率N
N =
式中 p——油泵的最大工作压力 Q——所选油泵的额定流量 ?——油泵总效率
N=7.5（千瓦）
pQ （千瓦） 612?
机械手液压系统原理图：
参考：
《工业机器人》
《筑路机械与施工机械化》 《中国机械工程文摘》 《机械研究与应用》