机械手,夹持器

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1、2.2.1.1夹紧力计算手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据，必须对其大小、方向、作用点进行分析、计算。一般来说，加紧力必须克服工件的重力所产生的静载荷（惯性力或惯性力矩）以使工件保持可靠的加紧状态。手指对工件的夹紧力可按下列公式计算：2-1式中：—安全系数，由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.2——2.0，取1.5；—工件情况系数，主要考虑惯性力的影响，计算最大加速度，得出工作情况系数,，a为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的绝对值（m/s）；—方位系数，根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定

2、，手指与工件位置：手指水平放置工件垂直放置；手指与工件形状：型指端夹持圆柱型工件，，为摩擦系数，为型手指半角，此处粗略计算,如图2.1图2.1—被抓取工件的重量求得夹紧力，，取整为177N。2.2.1.2驱动力力计算根据驱动力和夹紧力之间的关系式：式中：c—滚子至销轴之间的距离；b—爪至销轴之间的距离；—楔块的倾斜角可得，得出为理论计算值，实际采取的液压缸驱动力要大于理论计算值，考虑手爪的机械效率，一般取0.8～0.9，此处取0.88，则：，取2.2.1.3液压缸驱动力计算设计方案中压缩弹簧使爪牙张开，故为常开式夹紧

3、装置，液压缸为单作用缸，提供推力：式中——活塞直径——活塞杆直径——驱动压力，,已知液压缸驱动力，且由于，故选工作压力P=1MPa据公式计算可得液压缸内径：根据液压设计手册,见表2.1，圆整后取D=32mm。表2.1液压缸的内径系列（JB826-66）（mm）2532405055636520707580859095100105110125130140160180200250活塞杆直径d=0.5D=0.5×40mm=16mm活塞厚B=(0.6～1.0)D取B=0.8d=0.7×32mm=22.4mm,取23mm.缸筒长

4、度L≤(20～30)D取L为123mm活塞行程，当抓取80mm工件时，即手爪从张开120mm减小到80mm，楔快向前移动大约40mm。取液压缸行程S=40mm。液压缸流量计算：放松时流量夹紧时流量2.2.1.4选用夹持器液压缸温州中冶液压气动有限公司所生产的轻型拉杆液压缸型号为：MOB-B-32-83-FB，结构简图，外形尺寸及技术参数如下：表2.2夹持器液压缸技术参数工作压力使用温度范围允许最大速度效率传动介质缸径受压面积()速度比无杆腔有杆腔1MPa～+300m/s90%常规矿物液压油32mm12.58.61.4

5、5图2.2结构简图图2.3外形尺寸2.2.3楔块等尺寸的确定楔块进入杠杆手指时的力分析如下：图2.7上图2.7中—斜楔角，＜时有增力作用；—滚子与斜楔面间当量摩擦角，，为滚子与转轴间的摩擦角，为转轴直径，为滚子外径，，为滚子与转轴间摩擦系数;—支点至斜面垂线与杠杆的夹角；—杠杆驱动端杆长；—杠杆夹紧端杆长；—杠杆传动机械效率2.2.3.1斜楔的传动效率斜楔的传动效率可由下式表示：杠杆传动机械效率取0.834，取0.1，取0.5，则可得=,，取整得=。2.2.3.3斜楔驱动行程与手指开闭范围当斜楔从松开位置向下移动至夹

6、紧位置时，沿两斜面对称中心线方向的驱动行程为L，此时对应的杠杆手指由位置转到位置，其驱动行程可用下式表示：杠杆手指夹紧端沿夹紧力方向的位移为：通常状态下，在左右范围内，则由手指需要的开闭范围来确定。由给定条件可知最大为55-60mm,最小设定为30mm.即。已知，可得，有图关系：图2.9可知：楔块下边为60mm，支点O距中心线30mm，且有，解得：2.2.3.4与的确定斜楔传动比可由下式表示：可知一定时，愈大，愈大，且杠杆手指的转角在范围内增大时，传动比减小，即斜楔等速前进，杠杆手指转速逐渐减小，则由分配距离为：，。

7、2.2.3.5确定由前式得：，，取。2.2.3.6确定为沿斜面对称中心线方向的驱动行程，有下图中关系图2.10，取，则楔块上边长为18.686，取19mm.2.2.4材料及连接件选择V型指与夹持器连接选用圆柱销，d=8mm,需使用2个杠杆手指中间与外壳连接选用圆柱销，d=8mm,需使用2个滚子与手指连接选用圆柱销，d=6mm,需使用2个以上材料均为钢，无淬火和表面处理楔块与活塞杆采用螺纹连接，基本尺寸为公称直径12mm，螺距p=1，旋合长度为10mm。第三章腕部3.1腕部设计的基本要求手腕部件设置在手部和臂部之间，它

8、的作用主要是在臂部运动的基础上进一步改变或调整手部在空间的方位，以扩大机械手的动作范围，并使机械手变得更灵巧，适应性更强。手腕部件具有独立的自由度，此设计中要求有绕中轴的回转运动。（1）力求结构紧凑、重量轻腕部处于手臂的最前端，它连同手部的静、动载荷均由臂部承担。显然，腕部的结构、重量和动力载荷，直接影响着臂部的结构、重量和运转性能。因此，在腕