機(jī)械臂及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)---高剛度及高密度(參考版)
2025-01-15 05:53本頁面
【正文】 作者對 弗洛伊德 Crafl，塞爾溫 辛普森，邁克 費(fèi)雷爾，戴夫 車庫，特麗 Romech 表示感謝他們把設(shè)想變成工作機(jī)。目前它已運(yùn)用于為殘疾人士發(fā)展建立機(jī)器人輔助工作站的研究。 該機(jī)械手 在制造環(huán)境中被用于微型零件的組合生產(chǎn)。進(jìn)一步的比較需要在柱狀節(jié)理和雙旋轉(zhuǎn)接頭（彎頭）在剛度上的比較。研究表明，扭轉(zhuǎn)剛度的損失與抗彎剛度的增益相比可以忽略。 三管配置被使用于柱狀節(jié)理的構(gòu)造中，且允許輕型鏈接的構(gòu)造中。預(yù)應(yīng)力要求增加彎曲剛度。如前圖 3 描繪的一樣，保持托架對單管配置沒有影響。注意到 s 的值越大，距離 r 對扭轉(zhuǎn)剛度的影響小，但是 s 的值越小， r 的影響就越大。在扭轉(zhuǎn)剛性上的損耗，并不顯著（ %）。 理論扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度呈現(xiàn)在表 3 中。 通過保持 英寸（ 30 毫米）的三管配置在 s=3 英寸（ 76 毫米）下，彎曲剛度的增幅是顯著地（ 從 11134 到 16035— 13%），但是扭轉(zhuǎn)剛度的增加不顯著 （從311 到 324— 4%）。在扭轉(zhuǎn)情況下，增加更加顯著。類似的彎曲剛度的結(jié)果列于表 2 中。把有實(shí)驗(yàn)得到的扭轉(zhuǎn)剛度的結(jié)果與通過從 ANSYS和理論計(jì)算式（ 40）中的結(jié)果相比較。偏轉(zhuǎn)在一端，作圖在另一端。 該結(jié)構(gòu)還利用有限元計(jì)算機(jī)程序建模（ ANSYS）。三管結(jié)構(gòu)的端部被固定，而另一端被 用凸緣加載和偏轉(zhuǎn)。 在對三管結(jié)構(gòu)制造中，把其焊接在兩個(gè)法蘭盤每個(gè)的末端。在管的中部（一個(gè)彎曲處的拐點(diǎn)），位移可寫為 簡化為 重寫角度作為 切向力可以這樣算： 把式（ 36）和（ 30）代入式（ 29），總扭轉(zhuǎn)力矩可以改寫成 此外，對三管配置，邊界條件都符合連接所有三極管剛性端帽（見圖 13）是 把式（ 38）和（ 31）代入式（ 29），發(fā)現(xiàn) K3 是等效剛度。對于扭轉(zhuǎn)力矩，扭轉(zhuǎn)角為（見圖 12b） 剛度常數(shù) Kb 是 其中 Ji 是每個(gè)單獨(dú) 管的極性。扭轉(zhuǎn)剛度， 按比 列算（ L— b） ^3,因此大幅增加。（圖11b）的三管配置中，在扭轉(zhuǎn)方向上的有效長度是 s=L— b，其中 L 和 b 在圖 10中被定義。 單管 對在圖 10a 描述的單管，關(guān)于直徑的慣性是 其中 D1 和 D0 是內(nèi)外徑，對單管結(jié)構(gòu)， T 是單管的厚度，面積是： 三管 對在圖 10b 中描述的三管，中性軸 NN 的轉(zhuǎn)動慣量是 其中單一的如圖 11b 中空管直徑的慣性力是 其中 d0 和 d1 是外內(nèi)徑，在等邊三角形上的每個(gè)管， t 是三管結(jié)構(gòu)中每個(gè)管的厚度， r 是離質(zhì)心的距離（如圖 11b 中的定義）。因此，以下討論的三管復(fù)合物在彎曲方向具有各向同性。圖 10b 示出三管配置。 許多研究已經(jīng)選擇對機(jī)械臂鏈接材料的選擇。彈性模量的改變只能由材料的不同而改變。側(cè)向位移是 在純扭轉(zhuǎn)下，扭轉(zhuǎn)角為 T 是扭矩， G 是剛性模量， J 是極距的面積， V 是泊松比， L 是長度。 通常開放式機(jī)器人的鏈接建模為懸臂式。該橫截面簡稱為三管配置。 Rivin 陳述方形的截面可以提供 69%84%的增長在剛度方面，通過圓形中空，它的重量只增加了 27%。 Rivin 研究在兩個(gè)彎曲截面上撓度和扭轉(zhuǎn)的影響。（用于預(yù)應(yīng)力擰緊 如圖 8） 柱狀節(jié)理 大多數(shù)機(jī)械臂連結(jié)截面是中空的圓形或矩形空心。為了增強(qiáng)剛度而預(yù)加載的 1000 磅（ 454 公斤）的計(jì)算公式為且未預(yù)加載荷的計(jì)算式為 提高 22%剛度的比
高考資料相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1