機械手手爪部位畢業(yè)設(shè)計說明書講解(編輯修改稿)
2025-07-24 03:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電動機驅(qū)動可分為普通交、直流電動機驅(qū)動，交、直流伺服電動機驅(qū)動和步進電動機驅(qū)動。 普通交、直流電動機驅(qū)動需加減速裝置，輸出力矩大，但控制性能差，慣性大，適用于中型或重型機器人。伺服電動機和步進輸出力矩相對小，控制性能好，可實現(xiàn)速度和位置的精確控制，適用于中小型機器人。交、直伺服電動機一般用于閉環(huán)控制系統(tǒng)，而步進電動機則主要用于開環(huán)控制系統(tǒng)，一般用于速度和位置精度要求不高的場合。本課題設(shè)計的機械手的特點：，采用順序控制方式。，精度要求不高。根據(jù)以上特點，確定選用氣壓驅(qū)動。根據(jù)圓柱坐標型運動方式和氣壓驅(qū)動方式的選定，對機械手進行總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，機械結(jié)構(gòu)由擺動氣缸、雙聯(lián)氣缸、單聯(lián)氣缸和氣爪組成，結(jié)構(gòu)圖如圖15所示。圖15 機械手總體結(jié)構(gòu)圖機械手的手部是最重要的執(zhí)行機構(gòu)，是用來握持工件的部件。常用的手部按其握持原理可以分為夾持類和吸附類兩大類，本課題采用夾持類手部。夾持類手部又可分夾鉗式、托勾式和彈簧式。本課題選用夾鉗式，它是工業(yè)機器人最常見的一種手部。手部傳動機構(gòu)可分回轉(zhuǎn)型、平動型和平移型?；剞D(zhuǎn)型的特點是當手爪夾緊和松開物體時，手指作回轉(zhuǎn)運動。當被抓物體的直徑大小變化時，需要調(diào)整手爪的位置才能保持物體的中心位置不變。平動型的特點是手指由平行四桿機構(gòu)傳動，當手爪夾緊和松開物體時，手指姿態(tài)不變，作平動。和回轉(zhuǎn)型手爪一樣，夾持中心隨被夾持物體直徑的大小而變。平移型的特點是當手爪夾緊和松開工件時，手指作平移運動，并保持夾持中心固定不變，不受工件直徑變化的影響。為便于夾持避免固定中心的麻煩，采用平移型，圖21所示的是靠導槽保持手指作平移運動。手部結(jié)構(gòu)也采用氣壓驅(qū)動。 圖21 手部裝配圖因工件運動速度引起視在重量增加情況下的夾緊力計算機器人手臂停止狀態(tài)開始的直線運動和旋轉(zhuǎn)運動的組合，其視在重量就變化。設(shè)機械手手部縱向中心線上所加的驅(qū)動力為P，P＝氣缸有效截面積使用的氣壓（方向沿手指的運動方向）.設(shè)兩個手指以摩擦力2μQ，工件重量為G=.如圖22所示，工件以加速度a垂直上升，要使工件不掉下，下式必須成立.得代入數(shù)據(jù)，得圖22 工件垂直上升時受力分析圖機械手部繞垂直軸以半徑r作水平旋轉(zhuǎn)，工件夾緊面與旋轉(zhuǎn)圓弧切線方向平行，如圖23所示。切線方向：主法線方向： 副法線方向： 聯(lián)立上式，求解得代入數(shù)據(jù)，得后指：由于是機械手部機構(gòu)，QF=QR,所以結(jié)果Q必須滿足下式代入數(shù)據(jù)，得 圖24 工件水平直進時受力分析圖 綜上所述，得由于考慮到設(shè)計的機械手的安全問題，應(yīng)再乘上一個安全系數(shù)S。夾緊力Q與壓強的關(guān)系由實驗測得，如圖25所示。由設(shè)計要求得知夾持長度L＝25mm,.圖25 夾緊力、夾持長度、壓強關(guān)系圖、工作流程和工作原理機械移動工件的基本結(jié)構(gòu)圖如圖31所示。 圖31 機械移動工件的基本結(jié)構(gòu)圖機械手移動工件單個工作流程示意圖如圖22所示。機械手移動工件的單個工作流程由復位到初始位置、將機械手移動到工件處、夾緊工件、將工件移動到目標位置、放下工件和移動到初始位置6個過程組成。機械手移動工件通過PLC平控制，可以實現(xiàn)這6個過程全自動依次運行。由于本機械手采用氣動傳動，為方便檢測，選用磁性開關(guān)作為傳感器。安裝在氣缸外部即可。機械手移動工件通過磁性限位開關(guān)與電磁閥來控制。
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