液压机械手手部设计计算.doc

第5章机械手手部的设计计算 手部设计基本要求(1) 应具有适当的夹紧力和驱动力。应当考虑到在一定的夹紧力下,不同的传动机构所需的驱动力大小是不同的。(2) 手指应具有一定的张开范围,手指应该具有足够的开闭角度(手指从张开到闭合绕支点所转过的角度) ??,以便于抓取工件。(3) 要求结构紧凑、重量轻、效率高,在保证本身刚度、强度的前提下,尽可能使结构紧凑、重量轻,以利于减轻手臂的负载。(4) 应保证手抓的夹持精度。 典型的手部结构(1) 回转型包括滑槽杠杆式和连杆杠杆式两种。(2) 移动型移动型即两手指相对支座作往复运动。(3 )平面平移型。 机械手手抓的设计计算 5 . 选择手抓的类型及夹紧装置本设计平动搬运机械手的设计,考虑到所要达到的原始参数:手抓张合角??= 060 , 夹取重量为 。常用的工业机械手手部, 按握持工件的原理, 分为夹持和吸附两大类。吸附式常用于抓取工件表面平整、面积较大的板状物体, 不适合用于本方案。本设计机械手采用夹持式手指, 夹持式机械手按运动形式可分为回转型和平移型。平移型手指的张开闭合靠手指的平行移动, 这种手指结构简单, 适于夹持平板方料, 且工件径向尺寸的变化不影响其轴心的位置, 其理论夹持误差零。若采用典型的平移型手指, 驱动力需加在手指移动方向上, 这样会使结构变得复杂且体积庞大。显然是不合适的,因此不选择这种类型。通过综合考虑,本设计选择二指回转型手抓,采用滑槽杠杆这种结构方式。夹紧装置选择常开式夹紧装置。 手抓的力学分析下面对其基本结构进行力学分析: (a)为常见的滑槽杠杆式手部结构。αααααα(a) (b) 图 滑槽杠杆式手部结构、受力分析 1 ——手指 2 ——销轴 3 ——杠杆在杠杆 3 的作用下,销轴[GB/T882-2000]2 向上的拉力为 F ,并通过销轴中心O点,两手指 1的滑槽对销轴的反作用力为 F 1和F 2,其力的方向垂直于滑槽的中心线 1oo 和 2oo 并指向 o 点,交 1F 和 2F 的延长线于 A及B。由 xF?=0得 1 2 F F ? yF?=0得 1 2cos FF??' 1 1 F F ??由 1o??? F =0得bFhF N???'1? cos ah?? NFa bF??? 2 cos 2 ( ) 式中 a——手指的回转支点到对称中心的距离( mm).?? ?——工件被夹紧时手指的滑槽方向与两回转支点的夹角。由分析可知,当驱动力 F 一定时,?角增大,则握力 NF 也随之增大,但?角过大会导致拉杆行程过大,以及手部结构增大,因此最好?= 030 040 。 5 . 夹紧力及驱动力的