機(jī)械手設(shè)計(jì)匯總(編輯修改稿)
2025-07-24 03:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 運(yùn)動(dòng)自由度。)4個(gè)自由度座標(biāo)型式圓柱座標(biāo)最大工作半徑1500mm手臂最大中心高1380mm手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)伸縮行程 400mm伸縮速度 小于300mm/s升降行程 300mm升降速度 小于70mm/s回轉(zhuǎn)范圍 0176。～ 240176。 回轉(zhuǎn)速度 小于90176。/s 手腕運(yùn)動(dòng)參數(shù) 回轉(zhuǎn)范圍: ——系統(tǒng)達(dá)到最高速度的時(shí)間，手指夾持范圍棒料 : 80～150mm驅(qū)動(dòng)方式液壓傳動(dòng)（采用液壓驅(qū)動(dòng)，其具有體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、操作簡(jiǎn)單、安全、經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)且液壓元件能夠自行潤(rùn)滑等一系列優(yōu)點(diǎn)。）第三章 機(jī)械手手部的設(shè)計(jì)計(jì)算 手部設(shè)計(jì)基本要求（1） 應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動(dòng)力。應(yīng)當(dāng)考慮到在一定的夾緊力下，不同的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所需的驅(qū)動(dòng)力大小是不同的。（2） 手指應(yīng)具有一定的張開范圍，手指應(yīng)該具有足夠的開閉角度（手指從張開到閉合繞支點(diǎn)所轉(zhuǎn)過的角度），以便于抓取工件。（3） 要求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、效率高，在保證本身剛度、強(qiáng)度的前提下，盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，以利于減輕手臂的負(fù)載。（4） 應(yīng)保證手抓的夾持精度。 典型的手部結(jié)構(gòu)（1） 回轉(zhuǎn)型 包括滑槽杠桿式和連桿杠桿式兩種。（2） 移動(dòng)型 移動(dòng)型即兩手指相對(duì)支座作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（3）平面平移型。本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)平動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)，考慮到所要達(dá)到的原始參數(shù)：手抓張合角=，夾取重量為60Kg。常用的工業(yè)機(jī)械手手部,按握持工件的原理,分為夾持和吸附兩大類。吸附式常用于抓取工件表面平整、面積較大的板狀物體,不適合用于本方案。本設(shè)計(jì)機(jī)械手采用夾持式手指,夾持式機(jī)械手按運(yùn)動(dòng)形式可分為回轉(zhuǎn)型和平移型。平移型手指的張開閉合靠手指的平行移動(dòng),這種手指結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 適于夾持平板方料, 且工件徑向尺寸的變化不影響其軸心的位置, 其理論夾持誤差零。若采用典型的平移型手指, 驅(qū)動(dòng)力需加在手指移動(dòng)方向上,這樣會(huì)使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜且體積龐大。顯然是不合適的，因此不選擇這種類型。通過綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇二指回轉(zhuǎn)型手抓，采用滑槽杠桿這種結(jié)構(gòu)方式。夾緊裝置選擇常開式夾緊裝置，它在彈簧的作用下機(jī)械手手抓閉和，在壓力油作用下，彈簧被壓縮，從而機(jī)械手手指張開。 手抓的力學(xué)分析下面對(duì)其基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析：滑槽杠桿 （a）為常見的滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)。(a) (b)上圖為滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)、受力分析如圖所示為連桿式手部結(jié)構(gòu)。作用在拉桿上的驅(qū)動(dòng)力3為F，兩連桿2對(duì)拉桿反作用力為FF2，其力的方向沿連桿兩鉸鏈中心的連線，指向O點(diǎn)并與水平方向成α角，由拉桿的力平衡條件可知，即 ∑Fx=0,F1=F2?！艶y=0 由連桿對(duì)手指的作用力為F1′且=0得： F= （）式中 a——手指的回轉(zhuǎn)支點(diǎn)到對(duì)稱中心的距離（mm）. ——工件被夾緊時(shí)手指的滑槽方向與兩回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的夾角。由分析可知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力一定時(shí)，角增大，則握力也隨之增大，但角過大會(huì)導(dǎo)致拉桿行程過大，以及手部結(jié)構(gòu)增大，因此最好=。 夾緊力及驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 手指加在工件上的夾緊力，是設(shè)計(jì)手部的主要依據(jù)。必須對(duì)大小、方向和作用點(diǎn)進(jìn)行分析計(jì)算。一般來說，需要克服工件重力所產(chǎn)生的靜載荷以及工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的慣性力產(chǎn)生的載荷，以便工件保持可靠的夾緊狀態(tài)。 手指對(duì)工件的夾緊力可按公式計(jì)算： （）式中 ——安全系數(shù)，； ——工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響?？山瓢聪率焦榔渲衋，重力方向的最大上升加速度； ——運(yùn)載時(shí)工件最大上升速度，本機(jī)械手的工件只做水平和垂直平移，當(dāng)它的移動(dòng)速度為500毫米/秒，移動(dòng)加速度為1000毫米/秒 ——系統(tǒng)達(dá)到最高速度的時(shí)間， ——方位系數(shù)，根據(jù)手指與工件位置不同進(jìn)行選擇。 G——被抓取工件所受重力（N）。表31 液壓缸的工作壓力作用在活塞上外力F（N）液壓缸工作壓力Mpa作用在活塞上外力F（N）液壓缸工作壓力Mpa小于5000 50000以上計(jì)算：設(shè)a=50mm,b=100mm,。，求夾緊力和驅(qū)動(dòng)力和 驅(qū)動(dòng)液壓缸的尺寸。(1) 設(shè) =1+1000/9810≈ 根據(jù)公式，將已知條件帶入： = （2）根據(jù)驅(qū)動(dòng)力公式得（上頁已得出公式）： （3）式中 η——手部的機(jī)械效率，~；本設(shè)計(jì)取 （4）確定液壓缸的直徑D 選取活塞桿直徑d=,選擇液壓缸壓力油工作壓力P=,取P= （JB82666），選取液壓缸內(nèi)徑為：D=40mm則活塞桿內(nèi)徑為:D==20mm，選取d=20mm 手抓夾持范圍計(jì)算為了保證手抓張開角為，活塞
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