随着工业自动化向重载化、极端化、精密化发展,传统机械臂因动力密度不足、环境耐受性差,难以满足港口吊装、矿山作业等场景需求。液压机械臂凭借优势成为突破方向,研究从明确两类机械臂工况适配边界、构建量化性能评价体系、设计设备优化方案三方面入手,兼具理论与实践意义。
总体方案设计遵循小惯性矩以提升运动稳定性,规模规划优化以增强刚度、减小转动惯量,选择高强度材料降低部件质量,通过合理设计构件轮廓与尺寸保障刚度,采用概率设计法确保零件及整体可靠性。液压系统设计中,执行元件选用单活塞杆液压缸,实现横臂与竖臂的直线往复运动。运动控制回路方面,方向控制通过电磁换向阀实现,速度控制采用节流阀进行节流调速。液压源系统采用定量泵供油,由溢流阀调节系统压力,油泵进口设粗滤器、出口设细滤器,保障液压油清洁度;同时设计平衡回路,为垂直提升油缸下腔提供排油背压,平衡重力载荷,避免下降时速度过快,确保运动稳定、减少冲击振动,最终完成液压系统图绘制。