1.4 本章小结
本章介绍了工业机械手的概括,工业机械手的分类、应用。工业机械手在国民
生产中有广泛的应用,许多机械设备都用到工业机械手,它是近代自动控制领域内出现的一种新型的技术装备。我设计的工业机械手设备简单,动作灵活,经济实用,稳定性好,适于使用。
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第2章 工业机械手的设计方案
2.1 工业机械手的组成
工业机械手是由执行机构,驱动机构和控制部分所组成,各部分关系如下框图:
图2.1 工业机械手各部分关系图 执行机构:
执行机构包括抓取部分(手部)、腕部、臂部和行走机构等运动部件所组成。 1.手部:直接与工件接触的部分,一般是回转型或平移型。传动机构形式多样,常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、弹簧式等。
2.腕部:是联接手部和手臂的部件,并可用来调整被抓取物体的方位。 3.臂部:手臂是支撑被抓物体,手部,腕部的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓取物件,并按预定要求将其搬运到给定位置。
该设计的手臂有三个自由度,采用关节式坐标(绕横轴旋转,上下摆动和左右摆动)关节坐标式具有较大的工作空间和操作灵活性,机械臂的结构性容易进行优化,便于提高机械手的动态操作性能。
4.行走机构:有的工业机械手带有行走机构。 驱动机构:有气动,液动,电动和机械式四种形式。 控制系统:有点位控制和连续控制两种方式。 机身:它是整个工业机械手的基础。
2.2 规格参数
工业机械手的规格参数是说明机械手规格和性能的具体指标,一般包括以下几个方面:
1.抓重(又称臂力):额定抓取重量或称额定负荷,单位为公斤;
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2.自由度数目和坐标形式:整机,手臂和手腕等运动共有几个自由度,并说明坐标形式;
3.定位方式:固定机械挡块,可调机械挡块,行程开关,电位器及其他各种位置设定和检测装置;
4.驱动方式:气动,液动,电动和机械式四种形式; 5.手臂运动参数; 6.手腕运动参数; 7.手指夹持范围和握力;
8.定位精度:位置设定精度和重复定位精度; 9.轮廓尺寸:长×宽×高(毫米); 10.重量:整机重量。
2.3 设计路线与方案
2.3.1 设计步骤 1.查阅相关资料;
2.确定研究技术路线与方案构思; 3.结构和运动学分析;
4.根据所给技术参数进行计算;
5.按所给规格,范围,性能进行分析,强度和运动学校核; 6.绘制工作装配图草图; 7.绘制总图及零件图等; 8.总结问题进行分析和解决。 2.3.2 研究方法和措施
使用现在机械设计方法和液压传动技术进行设计,采用关节式坐标(四个自由度,可以绕横,纵轴转动和上下左右摆动)。
2.4 本章小结
本章介绍了工业机械手的组成、规格参数、设计路线等内容,这种设计的机械手组成全面,配置合理,能达到一定的使用要求。
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第3章 机械手各部分的计算与分析
3.1 手部计算与分析
手部按其夹持工件的原理,大致可分为夹持和吸附两大类。夹持类最常见的主要有夹钳式,本设计主要考虑夹钳式手部设计。
夹钳式手部是由手指,传动机构和驱动装置三部分组成,它对抓取各种形状的工件具有较大的适应性,可以抓取轴,盘,套类零件,一般情况下多采用两个手指。 3.1.1 滑槽杠杆式手部设计的基本要求 (1)应具有适当的夹紧力和驱动力。 (2)手指应具有一定的开闭范围。 (3)应保证工件在手指内的夹持精度。 (4)要求结构紧凑,重量轻,效率高。 (5)应考虑通用性和特殊要求。 3.1.2 手部的计算和分析 (1)手部受力分析
图3.1 手部受力图(1)
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