最新三自由度機器人機構設計(編輯修改稿)
2025-07-27 03:07 本頁面
【文章內容簡介】 F1L1F5L2F6L3 = 0算得F6 = 703N由于F6與水平方成30186。角， 圖22 手爪的力矩分析可算出活塞桿推力FF = 2F2cos30186。 = 1046 N手部尺寸利用抗彎強度校核計算手指截面系數(shù)Wz = Mmax/σ,而Mmax = 11458 Nmm，選取材料 Q235，其抗彎強度[σ] = 140 Mpa，則Wz = 11458/140 = 800對于矩形截面來說Wz = Iz/Ymax = bh178。/6取 b = 15mm 時，h = 18mm從而得手爪的具體形狀如圖紙手爪1，手爪2。螺栓選擇經(jīng)計算手指固定轉軸處螺栓受力最大， F = 1217 N選擇材料Q235，查表得其抗剪強度為48Mpa根據(jù)螺栓抗剪強度計算螺栓直徑d d = mm圓整為d = 8mm 根據(jù)配合要求取M8100 的螺栓。拉桿設計取材料Q235，查材料工程材料手冊得σs = 240 Mpa , 得[σ] =σs/Ns = 120 Mpa受分析得拉桿受力F = 1421 N 由σ=N / A 得Amin = 1421/120= 178。考慮到實際結構，取2010的矩形截面拉桿，來緊固兩手爪的相對位置。初算活塞桿直徑經(jīng)分析液壓缸的最大工作力為F = 1451 N由于手爪是靠推力夾緊的，所以驅動液壓缸的活塞桿選用材料HT200查機械工程材料手冊得σ= 650 Mpa，由[σ] =σc/Nb取Nb = 3得 [σ] = N又 [σ]min = N/A 得 Amin = 178。壓桿穩(wěn)定校核歐拉公式Fcr = π178。EI/(μL) 178。由于此活塞桿是一端固定，一端鉸接，所以μ = 根據(jù)結構要求取L = 200 mm查表得 HT200的彈性模量E = 115160 Gpa取 E = 115 Gpa又 F =π178。E I/[ (μL)178。nst]為了安全，取nst = 6 得 Imax = [ (μL)178。nst]F/π178。E而 I = πd4/64得dmin= m根據(jù)GB/T23481993圓整得 d = m = 8 mm液壓缸參數(shù)確定由 d = (—1)D得缸內徑 D = 8/ = mm根據(jù)GB/T23481993圓整得 D = 12 mm由 B = （—1）D得活塞寬度 B = 12 mm導向套長 C = 10 mm端蓋厚度 L = 15 mm外徑根據(jù)GB/T23481993 選取D′= 36 mm，液壓缸行程,如圖23：用CAD準確的畫圖后，模擬得出液壓缸行程 S = 282161=121 mm 根據(jù)表GB/T23481993 圓整得 S = 125 mm拉桿設計 圖23手爪的伸縮拉桿選用材料Q235，查機械工程材料手冊得σs = 240 Mpa , 得[σ] =σs/Ns= 120 Mpa由F1，F(xiàn)5，F(xiàn)6合成，得拉桿受力F = 1983 N得截面A = mm178。考慮到實際結構，取20mm10mm的矩形截面拉桿，來緊固兩手爪與橫梁的相對位置。拉桿支架此支架以橫梁液壓缸活塞，也就是手爪驅動缸外徑為支承，并焊接到手爪驅動缸外徑上，以確保牢固。此處用螺栓緊連接，以保證手爪與橫梁的相對位置固定。具體形狀及尺寸見圖紙。推桿設計推桿受力F6 = 703 N取材料 HT15，由強度校核及壓桿穩(wěn)定計算并圓整取截面為20mm10mm 的矩形推桿。如下圖24：用CAD準確的畫圖后，模擬得出推桿兩鉸制孔距離L = 123 mm圖24推桿尺寸設計考慮到手爪尾部槽寬與活塞桿頭部槽寬一致，將推桿與手爪尾部連接的一端設計一個圓臺，如下圖25為一個推桿。具體形狀及尺寸見圖紙及裝配圖。圖25推桿第2章 橫梁立柱的設計 液壓缸組件及其設計液壓缸活塞桿由上面的計算知道此液壓缸活塞桿直徑d = 36 mm 缸體的設計根據(jù)表GB/T23481993 和結構要求選取液壓缸內徑 D = 63 mm外徑 D＇= 76 mm 導向塊導向塊寬取 C = 36 mm 托盤及其與液壓缸的連接為了使立柱在整個橫梁正中，結合橫梁結構將橫梁設計為長寬高為650mm180mm10 mm 的六面體，再焊接兩個厚為10 mm 的筋板加強一下，以防止工作時橫梁受彎矩變形。具體形狀尺寸見托盤零件圖。另外考慮到液壓缸和活塞之間的相對轉動會影響手爪工作時抓取工件的準確性，特設計一組“V”形導軌滑塊以限制活塞與液壓缸間的相對轉動。導軌與托盤用M620的螺釘連接，滑塊則與活塞牢固連接，同時液壓缸與托盤用4個M1040的螺栓牢固連接。至于托盤與立
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