机械手总体方案设计.doc

第 2 章机械手的总体方案设计
机械手基本形式的选择
常见的工业机械手根据手臂的动作形态 , 按坐标形式大致可以分为以下 4种:
直角坐标型机械手 ;(2) 圆柱坐标型机械手 ; ( 3) 球坐标 ( 极坐标 ) 型机械手 ;
多关节型机机械手。其中圆柱坐标型机械手结构简单紧凑 , 定位精度较高 , 占地面积小，因此本设计采用圆柱坐标 型 11 。 是机械手搬运物品示意图。 图中机械手的任务是将传送带 B上的物品搬运到传送带 A。
图 机械手基本形式示意
、方案设计
（ 1）、 黑箱结构如图 所示
图 设计方案
2）、 机械手动作分析及运动分析如图 所示，工件首先被机械手夹持，然后再随之一起运动。其周期运动可以表现为（按动作顺序）：大臂下降—夹紧工件—手腕上翻—大臂上升—大臂回转—手臂延伸—放松工件—手臂收回—手腕
下翻—大臂回转—大臂下降。
图 机械手运动图
（ 3）、 功能原理如图 所示
图 机械手功能原理图
（ 4）、 方案设计
①传动系统如果机械手采用机械传动， 则自由度少，难于实现特别复杂的运
动。而对于组合机床自动上下料的机械手， 其工件的运动需要多个自由度才能完
成，故不宜采用机械传动方案。如果机械手采取气压传动，由于气控信号比光、
电信号慢得多 , 且由于空气的可压缩性， 工作时容易产生抖动和爬行， 造成执行
机构运动速度和定位精度不可靠， 效率也较低。电气传动必须有减速装置和将电
机回转运动变成直线运动的装置， 结构庞大，速度不易控制。 气液联合控制和电
液联合控制则使系统和结构上很复杂。综上所述，我们选择液压传动方式。
②控制系统本机械手是专用自动机械手，选择智能控制方式中的 PLC程序控制方式，这样可以使机械手的结构更加紧凑和完美。
③执行系统分析本机械手的执行系统是手部机构。 手部机构形式多样， 但综合其总体构型，可分为：气吸式、电磁式和钳爪式 3种。根据本组合机床加工工件的特征（导卫轮、精密铸钢件），选择钳爪式手部结构。
④常见的工业机械手根据手臂的动作形态 , 按坐标形式大致可以分为以下 4
种 : (1) 直角坐标型机械手 ;(2) 圆柱坐标型机械手 ; ( 3) 球坐标 ( 极坐标 ) 型机械手 ; (4) 多关节型机机械手。 其中圆柱坐标型机械手结构简单紧凑 , 定位精度较高 ,
占地面积小，且根据本机械手坐标形式分析分析本机械手臂的运动形式及其组合
情况，采用圆柱坐标