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气动机械手的主要执行机构有手指手腕及手臂介绍

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作者:JZ Editor来源:JZ Robot网址:http://pay-attention-secrets.com/h-nd-157.html

  气动机械手的主要执行机械包括有手指、手腕及手臂。这些机构,是设计的主要内容。


气动机械手


气动机械手


  一、手指(抓取机构)


  它是直接与工作接触的构件,具有人的手指和手掌的功能,用作夹紧和放松工件。

678333金牛网论坛-金牛网155755-42923acom金牛版  在设计抓取机构时,要注意以下几个问题:

  1、应具有一定的开闭角度

  手爪具有足够的开闭角度才能保证适应工件尺寸不同及手爪运动路线的不同。

  2、应具有足够的夹紧力(握力)

678333金牛网论坛-金牛网155755-42923acom金牛版  在确定夹紧力时,除应考虑工件的重量外,还应考虑到在传递工件过程中惯性力的影响。

  3、应保证工件可靠的定位

678333金牛网论坛-金牛网155755-42923acom金牛版  为了准确地把工件夹紧在一定的位置,必须根据工件的形状选用相应的手爪形状。

678333金牛网论坛-金牛网155755-42923acom金牛版  4、手爪要有足够的强度、刚度及动作的灵活性。

  由于这种抓取机构的结构简单、动作灵敏、手爪开闭角度大、握力大等特点,应用较广。


  二、手腕


  手腕是连接手指和手臂的构件。其作用是调整或改变工作的方位。手腕设计的关键是自由度的确定,应遵循的原则是:

  1、当在手臂运动的范围内可以满足抓取工作和传送的要求时,尽可能不选用手腕的工作,以使机械手结构简单、制作方便、成本低廉。

  2、当工作定位后又需要翻转时(常为90°或180°),一般就要采取手腕实现翻转(多用回转气缸)。

  当机械手将工件送到某一工位前,为了使工件定位夹紧得更正确和牢固,有时要增加Y轴方向少量的移动运动,这就是要采用腕部直线运动气缸来实现。

  总之,手腕自由度的选取,应在手臂自由度确定以后,再根据工件的料道位置、工艺要求、应用范围、制作成本等方面去考虑。


  三、手臂


678333金牛网论坛-金牛网155755-42923acom金牛版  手臂是支承手腕、手指的构件。它的动作范围比较大,一般机械手的手臂具有前后伸缩、上下升降、左右摆动、上下俯仰四个动作。根据需要,亦可只选其一、两个动作。在设计手臂时首先要确定适合需要的自由度,继而确定手臂的结构、核算手臂的运动速度、行程范围、**臂力等等。


机械手结构和受力分析


  图1绘出了气动机械手结构示意图。确定手臂的结构形式,必须根据手臂安装形式、抓取重量、动作自由度、座标型式等因素。应全面分析手臂受力情况,将其合理地分配给手臂各部位,避免出现不利的受力状态。


  手臂的长度对手臂的刚度和惯性冲击影响有决定性的影响。工字形截面的弯曲刚度为圆截面的10~20倍,空心管的扭转刚度为实心轴的4~5倍,其弯曲刚度也强得多。手臂的长度对手臂的刚度和惯性冲击影响较大。因此,不但要尽量缩短手臂长度,而且要使手臂未伸出时的总重心偏于伸出方向的反侧,待手臂伸出时的总重心趋近于手臂的回转中心。在编制动作程序时,应尽量先作手臂缩回动作,然后回转,以减少惯性冲走。


  为保证手臂伸出时立柱不下滑,在设计时要保证,手臂手腕手指等结构的总质量重心与立柱中心线的距离ρ与立柱导套高度h之间,应具有下述关系:h>0.32ρ。手臂的伸缩、升降用直线气缸来实现,摆动和回转,用回转气缸来实现。为保证手指不偏转,手臂的伸缩常设有导向装置,如2所示。


导向机构


  最后,在确定手臂的运动速度时,一般要小于1.5米/秒(亦即活塞运动速度)。回转角速度,亦取小于180度/秒。速度太大,将引起冲击和振动。


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