【正文】 螺紋套和圓套管是過盈配合。其 的尺寸 如 下 圖北方民族大學(xué) 2021屆 本科生畢業(yè)論文 14 210 所示： 由于支撐 片的作用之一是支撐滑塊，為了達到支撐的目的，滑塊的直徑 選擇d= 了方便安裝，滑塊 要切掉 一些， 故各尺寸 如下所示： 圖 210滑塊結(jié)構(gòu)圖 滑塊 其實是有三部分組成：導(dǎo)向 塊、穿線口 、支撐 連桿片。 爪子 的底端焊接一塊 薄片 ， 增大 摩擦 面 ， 在 這 焊片 上內(nèi)表面粘上摩擦棉，可 大大 提高它的摩擦系數(shù) 。安裝位置如下圖 26： 北方民族大學(xué) 2021屆 本科生畢業(yè)論文 12 圖 26爪子安裝位置圖 考慮到支撐片的穩(wěn)定性，采用一半焊接在壁上。 42 2 2p H p N? ? ? ? ? ?,此 4 2 1 0 % 4 .2OH m m? ? ? 最大工作載荷 065% 42 6np H N? ? ? ? ? 故 ? . 結(jié)構(gòu)尺寸的確定 本設(shè)計用作圖 法來確定機構(gòu)尺寸 ，初步 確定尺寸后，通過強度校核來 驗證 所設(shè)尺寸的 正確性 和合理性。 1 1 .139。 彈簧并緊磨平，兩端支撐圈各一圈。dP =螺旋角 a,一般 a= a=8186。 計算：由于彈簧作用僅用于回復(fù) ,不需要產(chǎn)生過大的反彈力，從而要在滿足反彈作用時 ,反彈力盡量小一些 ,從而減少牽引力的的大小，減少驅(qū)動負擔(dān)。 選材：由于使用環(huán)境是含有酸堿腐蝕的，而且是小彈簧。 6 0 .6 0 6 2 0 4 c o s 1 9 2 5 3 .4 9 NfyF F F? ? ? ? ? （ 211） （ 3）恢復(fù)彈簧的設(shè)計 因為各桿 的安裝位置和引動已知，故可知當(dāng)爪子長得最大到閉得最小時，滑塊沿著圓管的位置移動 S=，可取 S=16mm。因為在其緊閉于軸線一點時傳動角最小，故假設(shè)夾持器抓取 500g 的物體，并且處于最小傳動角狀態(tài)，受力情況如下圖 24（擺桿為為研究對象）： 圖 24爪子受力情 況圖 由平衡條件知 F F2到支點的力矩平衡，故有： 242141 LFLF x? （ 27） NFF?1 （ 28） N/LLFF Nx 10233424142 ???? （ 29） NFF x 20460c os22 ?? （ 210） 對于連桿若不考慮自重，可視為二力桿，則滑塊受力如下： 北方民族大學(xué) 2021屆 本科生畢業(yè)論文 10 圖 25滑塊受力圖 其中， Fa 為驅(qū)動牽引力， 239。 3K —— 方位系數(shù)，可根據(jù)手指與工件位置及工件的形狀不同而進行選定，本設(shè)計采用二指夾持，夾指尖，使受力面積小有四個接處點， 粗略估算并暫取3K =3。 夾緊力計算公式： GKKKFN 321? （ 25） 1K —— 安全系數(shù)，由機械手的工藝及設(shè)計要求確定，一般取 ~，本設(shè)計取 1K =。求得： 2324223 ppwvv pc ?? （ 22） 121411224212 ppwppwvv pB ??? （ 23） 1224121412 / ppppww ? （ 24） 受力分析 （ 1）夾持器夾緊力計算 夾緊力是設(shè)計夾持器的重要依據(jù)，故必須對其大小、方向、作用點進行分析和計算。 機構(gòu)的運動分析 該機構(gòu)為曲柄滑塊機構(gòu)，利用瞬心法來分析擺桿、連桿、和滑塊的速度 ,下面圖 23 是機構(gòu)運動簡圖（由于結(jié)構(gòu)對稱有可以分開運動，故只取一半作為研究對象并對其 做一定的簡化）： 圖 23機構(gòu)運動簡圖 北方民族大學(xué) 2021屆 本科生畢業(yè)論文 8 此機構(gòu)共有 122 )14(4 ????K 個瞬心，由觀察知 P1 P1 P2 P34（曲柄滑塊機構(gòu)在無窮遠處）為瞬心。在夾緊極限位置時，該夾角為 30186。初始位置與水平位置夾角為 127186。如下圖 22： 北方民族大學(xué) 2021屆 本科生畢業(yè)論文 7 圖 22爪子最大張角狀態(tài)圖 取擺桿和連桿的鉸接位置在擺桿的 1/3 處，測得擺桿長 ，又測得鉸接點到管軸的距離為 ,取為 25mm,保證最大的傳動角同時避開死點。 取口子最大的張口是 100mm 爪子張開時，其深度為 =。 基本位置確定 由于蹲便器的排污口的尺寸一般為 6298mm，以及也要求在其它狹小空間，故要求夾持器的尺寸盡量小一些。這是因為本設(shè)計是機械控制而非程序控制，故不要求過高精度，為了方便設(shè)計采用幾何作圖法。下面是夾持器的結(jié)構(gòu)簡圖： 圖 21 夾持器工作簡圖 計算自由度 1725323 ???????? phplnF (21) 故只用提供一個原動力就可以了實現(xiàn)抓取工作了。 傳動機構(gòu) 直段臂 夾持器 圖 1 多功能手臂機構(gòu)簡圖 北方民族大學(xué) 2021屆 本科生畢業(yè)論文 5 爪子 連桿 支撐片 滑塊 圖 2 夾持器的結(jié)構(gòu)簡圖 由圖 2可知，其主要工作原理是將多功能機械手臂放進管道 —— 通過圖像采集尋找到目標(biāo) —— 調(diào)整抓取位置 —— 旋轉(zhuǎn)搖臂螺紋上升，夾取器夾緊，回復(fù)彈簧被壓緊， 同 時螺紋 自鎖 — 待移除完畢后，打開 止回 棘 爪 —— 夾取器受彈簧恢復(fù)力作用而松開 —— 抓取完畢。體 現(xiàn)經(jīng)濟性和實用性。 6) 輔助設(shè)計：目的是對各個 機 構(gòu)的美學(xué)設(shè)計，及輔助零件的設(shè)計。 5) 設(shè)計圖像采集系統(tǒng)：實現(xiàn)可視控制。照明可以選擇 led 燈，其亮度可以通過選擇數(shù)量來實現(xiàn)，蓄電池提供能北方民族大學(xué) 2021屆 本科生畢業(yè)論文 4 源，并要有一定的安裝位置設(shè)計。 3) 爪子的工作原理：利用螺紋機構(gòu)，通過螺紋的移動牽引著繩子往上移動從而達到抓取的作用。 設(shè)計方案說明 1) 小型化：所要設(shè)計的機械手臂的抓取對象是手機、鑰匙、水瓶等重量不是很重的對象，由此可以設(shè)計成小型的抓取手臂。 設(shè)計方案 設(shè)計參數(shù) 根據(jù)機械原理 、機械設(shè)計、人機工程等原理，自行 選取 相應(yīng)的設(shè)計參數(shù) 進行設(shè)計產(chǎn)品 . 通過實地調(diào)查和抓取對象（手機、鑰匙、錢包、塑料瓶等）的分析確定其設(shè)計參數(shù)為： 最大工作長度： 1200~1500mm； 爪子最大張口： ? 100mm； 抓取重量： ? 500g； 電路要防水設(shè)計，機構(gòu)選材要考慮腐蝕性； 選用微型攝像頭，選用 Led 燈照明，可進行選型設(shè)計； 工作溫度： 5— 40186。 北方民族大學(xué) 2021屆 本科生畢業(yè)論文 3 設(shè)計內(nèi)容 本設(shè)計主要內(nèi)容包括傳動裝置設(shè)計計算，抓取機構(gòu)設(shè)計計算，照明系統(tǒng)設(shè)計，圖像采集系統(tǒng)設(shè)計等。同時配備相應(yīng)的照明設(shè)備和圖像采集設(shè)備，實現(xiàn)快速高效的抓去工作。機械手是機器人研究領(lǐng)域中的重要部分之一，對其進行研究與創(chuàng)新，能夠促進機器人技術(shù)的發(fā)展和提高人們的生活質(zhì)量和經(jīng)濟水平。同時配備相應(yīng)的照明設(shè)備和圖像采集設(shè)備，實現(xiàn)快速高效的抓取工作。本設(shè)計就以這個為目的，設(shè)計一臺多功能抓取機械手臂。 為了實現(xiàn) 以上功能 ，本 設(shè)計進行相應(yīng)傳動機構(gòu)設(shè)計 （螺紋傳動 ）， 抓取 機構(gòu)設(shè)計計算 （四桿機構(gòu) ），蓄電照明系統(tǒng)的設(shè)計， 圖像采集 系統(tǒng)的 設(shè)計 等任務(wù) ，完成 三維建模及機構(gòu)運動 仿真，繪出多功能機械手臂的 裝配圖，零部件圖。 北方民族大學(xué) 學(xué)士學(xué)位論文 論文題目 : 多功能 抓 取 機械手臂的設(shè)計 院 (部 )名 稱 : 化學(xué) 與化學(xué)工程學(xué)院 學(xué) 生 姓 名 : 李 易麗