工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-02-12 11:38本頁面
【正文】 . 0 6 4 6 00 . 9 5 2 1 0FFDmpp???? ? ? ??? 根據(jù)表 61（ JB82666），選擇標(biāo)準(zhǔn)液壓缸內(nèi)徑系列，選擇 D=65mm. 1液壓缸外徑的設(shè)計(jì) 根據(jù)裝配等因素，考慮到液壓缸的臂厚在 7mm，所以該液壓缸的外徑為 79mm. 2活塞桿的計(jì)算校核 活塞桿的尺寸要滿足活塞（或液壓缸）運(yùn)動(dòng)的要求和強(qiáng)度要求。 2 2 1 . 4 1 0 . 1 61 0 7 0 0 . 3 5 9 7 8 . 60 . 1 6LF G Na? ??? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?總摩 手臂慣性力的計(jì)算 17 本設(shè)計(jì)要求手臂平動(dòng)是 V=5 minm ,在計(jì)算慣性力的時(shí)候 ,設(shè)置啟動(dòng)時(shí)間?? ，啟動(dòng)速度 ? V=V= , GvF gt?? ?總慣 GvF gt?? ?總慣 1 0 7 0 0 .0 8 3 4 5 .59 .8 0 .0 2NS NN K g S???? 密封裝置的摩擦阻力 不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂設(shè)計(jì)中，采用 O型密封，當(dāng)液壓缸 工作壓力小于 10Mpa。 ????????? ? —— 摩擦系數(shù)，對于靜摩擦且無潤滑時(shí)： 鋼對青銅：取μ =～ 鋼對鑄鐵：取μ =～ 計(jì)算： 導(dǎo)向桿的材料選擇鋼，導(dǎo)向支撐選擇鑄鐵 39。? —— 當(dāng)量摩擦系數(shù)，其值與導(dǎo)向支撐的截面有關(guān)。 a—— 導(dǎo)向支撐的長度（ m） 。a b a bF F F F F??? ? ? ?摩 摩摩 39。 16 0AM ?? bG L aF?總 得 b GLF a? 總 0Y?? baG F F??總 得 a LaFG a???? ????總 39。本設(shè)計(jì)是雙導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿對稱配置在伸縮崗兩側(cè)。液壓缸活塞的驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算。如此反復(fù)，繪出最終的結(jié)構(gòu)。 手臂運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 通過以上，綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇雙導(dǎo)桿伸縮機(jī)構(gòu)，使用液壓驅(qū)動(dòng) ,液壓缸選取雙作用液壓缸。 3雙活塞桿液壓崗結(jié)構(gòu)。 手臂的典型機(jī)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的選擇 手臂的典型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 常見的手臂伸縮機(jī)構(gòu)有以下幾種： 1雙導(dǎo)桿手臂伸縮機(jī)構(gòu)。對于懸 15 臂式的機(jī)械手，其傳動(dòng)件 、導(dǎo)向件和定位件布置合理，使手臂運(yùn)動(dòng)盡可能平衡，以減少對升降支撐軸線的偏心力矩，特別要防止發(fā)生機(jī)構(gòu)卡死（自鎖現(xiàn)象）。 4驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)有緩沖裝置。 2減少臂部運(yùn)動(dòng)件的輪廓尺寸。在速度和回轉(zhuǎn)角速度一定的情況下，減小自身重量是減小慣性的最有效，最直接的辦法，因此，機(jī)械手臂部要盡可能的輕。 二、 臂部運(yùn)動(dòng)速 度要高，慣性要小 機(jī)械手手部的運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)械手的主要參數(shù)之一，它反映機(jī)械手的生產(chǎn)水平。 4注意簡化結(jié)構(gòu)。 2提高支撐剛度和合理選擇支撐點(diǎn)的距離。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性等直接影響到機(jī)械手的工作性能。因此，一般來說臂部應(yīng)該 具備 3 個(gè)自由度才能滿足基本要求，既手臂伸縮、左右回轉(zhuǎn)、和升降運(yùn)動(dòng)。 臂部運(yùn)動(dòng)的目的：把手部送到空間運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)任意一點(diǎn)。手臂運(yùn)動(dòng)應(yīng)該包括 3 個(gè)運(yùn)動(dòng)：伸縮、回轉(zhuǎn)和升降。則回轉(zhuǎn)缸工作壓力 ? ? ? ?2 2 2 22 2 6 1 . 1 1 7 . 3 50 . 0 6 6 0 . 0 5 5 0 . 0 2 2 5MP M p ab R r ?? ? ?? ? ?，選擇 8Mpa 表 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑（ JB106867） （ mm） 液壓缸內(nèi)徑 40 50 63 80 90 100 110 125 140 150 160 180 200 20 鋼P(yáng) 160Mpa? 50 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 245 45 鋼200P Mpa? 50 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 245 14 六 臂部的設(shè)計(jì)及有關(guān)計(jì)算 手臂部件是機(jī)械手的主要握持部件。 （ 3） 啟動(dòng)過程所轉(zhuǎn)過的角度 ??啟 018=，等速轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 ? ?? 。 （ 2） 腕部回轉(zhuǎn)支撐處的摩擦力矩 M摩 。 腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算 腕部設(shè)計(jì)考慮的參數(shù) 夾取工件重量 ，回轉(zhuǎn) 0180 。它使腕部具有水平和垂直轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)自由度。這種結(jié)構(gòu)外形尺寸較大，一般適用于懸掛式臂部。 (2) 齒條活塞驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、靈活等優(yōu)點(diǎn)而被廣腕部回轉(zhuǎn)，總力矩 M，需要克服以下幾種阻力：克服啟動(dòng)慣性所用。 （ 3） 必須考慮工作條件 對于本設(shè)計(jì)，機(jī)械手的工作條件是在工作場合中搬運(yùn)加工的棒料，因此不太受環(huán)境影響，沒有處在高溫和腐蝕性的工作介質(zhì)中，所以對機(jī)械手的腕部沒有太多不利因素。因此，在腕部設(shè)計(jì)時(shí)，必須力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。 11 五 腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算 腕部設(shè)計(jì)的基本要求 （ 1） 力求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕 腕部處于手臂的最前端，它連同手部的靜、動(dòng)載荷均由臂部承擔(dān)。 機(jī)械手的夾持范圍為 mmmm 180~80 。特別是在多品種的中、 小批量生產(chǎn)中，為了適應(yīng)工件尺寸在一定范圍內(nèi)變化，一定進(jìn)行機(jī)械手的夾持誤差。 手抓夾持范圍，手指長 100mm,當(dāng)手抓沒有張開角的時(shí)候，根據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，它的最小夾持半徑1R 40?，當(dāng)張開 060 時(shí)， 最大夾持半徑 2R 計(jì)算如下： 002 10 0 30 40 c os 30 90R tg? ? ? ? ?機(jī)械手的夾持半徑從 40～ 90mm （ a） (b) 圖 手抓張開示意圖 10 機(jī)械手手抓夾持精度的分析計(jì)算 機(jī)械手的精度設(shè)計(jì)要求工件定位準(zhǔn)確 ,抓取精度高 ,重復(fù)定位精度和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性好 ,并有足夠的抓取能力。機(jī)械手達(dá)到最高響應(yīng)時(shí)間為 ，求夾緊力NF 和驅(qū)動(dòng)力 F 和 驅(qū)動(dòng)液壓缸的尺寸。 G—— 被抓取工件所受重力（ N）。 夾緊力可按公式計(jì)算： 1 2 3NF K K K G? 式中 1K —— 安全系數(shù)，通常 ； 2k —— 工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響。必須對大小、方向和作用點(diǎn)進(jìn)行分析計(jì)算。 通過綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇二指回轉(zhuǎn)型手爪，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。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 ,這樣會使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜且體積龐大。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。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。 （ 3）平面平移型。 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） 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。 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表 一、用途：用于車間搬運(yùn) 二、設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) : 6 抓重 : (夾持式手部 ) 自由度數(shù) :4個(gè)自由度，沿 Z軸上下移動(dòng)，繞 Z軸 轉(zhuǎn)動(dòng)，沿 X軸伸縮，繞 X軸轉(zhuǎn)動(dòng) 座標(biāo)型
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