第2章 总体技术方案及系统组成
2.1 原始数据
用途:用于冷室压铸机浇铸铝合金溶液。
规格参数
浇包最大容量: 8公斤
自由度数: 3个
坐标型式: 类似球坐标
手臂运动参数:
回转(φ): 110°
俯仰(θ): 54°
浇包最大倾转角(θ1): 70°
驱动方式: 液压
控制方式: 继电器固定程序控制
2.2工作要求
机械手的工艺流程:
机构简图
2.3 系统组成
本基械手系统由机体,传送机构,动力源和控制装置四部分组成。传送机构主要由伸缩臂及抓紧机构所组成;动力源由液压驱动和机械驱动两种形式构成控制装置主要由自动控制和手动控制两部分组成。
第3章 手部结构设计
3.1 夹持式手部结构
夹持式手部结构由手指(或手爪)和传力机构所组成。其传力结构形式比较多,如滑槽杠杆式、斜楔杠杆式、齿轮齿条式、弹簧杠杆式等。
3.1.1手指的形状和分类
夹持式是最常见的一种,其中常用的有两指式、多指式和双手双指式:按手指夹持工件的部位又可分为内卡式(或内涨式)和外夹式两种:按模仿人手手指的动作,手指可分为一支点回转型,二支点回转型和移动型(或称直进型),其中以二支点回转型为基本型式。当二支点回转型手指的两个回转支点的距离缩小到无穷小时,就变成了一支点回转型手指;同理,当二支点回转型手指的手指长度变成无穷长时,就成为移动型。回转型手指开闭角较小,结构简单,制造容易,应用广泛。移动型应用较少,其结构比较复杂庞大,当移动型手指夹持直径变化的零件时不影响其轴心的位置,能适应不同直径的工件。
3.1.2 设计时考虑的几个问题
(一)具有足够的握力(即夹紧力)
在确定手指的握力时,除考虑工件重量外,还应考虑在传送或操作过程中所产生的惯性力和振动,以保证工件不致产生松动或脱落。
(二)手指间应具有一定的开闭角
两手指张开与闭合的两个极限位置所夹的角度称为手指的开闭角。手指的开闭角应保证工件能顺利进入或脱开,若夹持不同直径的工件,应按最大直径的工件考虑。对于移动型手指只有开闭幅度的要求。
(三)保证工件准确定位
为使手指和被夹持工件保持准确的相对位置,必须根据被抓取工件的形状,选择相应的手指形状。例如圆柱形工件采用带“V”形面的手指,以便自动定心。
(四)具有足够的强度和刚度
手指除受到被夹持工件的反作用力外,还受到机械手在运动过程中所产生的惯性力和振动的影响,要求有足够的强度和刚度以防折断或弯曲变形,当应尽量使结构简单紧凑,自重轻,并使手部的中心在手腕的回转轴线上,以使手腕的扭转力矩最小为佳。
(五)考虑被抓取对象的要求
根据机械手的工作需要,通过比较,我们采用的机械手的手部结构是一支点, 两指回转型,由于工件多为圆柱形,故手指形状设计成V型,其结构如附图所示。
3.1.3手部夹紧液压缸的设计
1、手部驱动力计算
本课题液压机械手的手部结构如图3-1所示:
图3-1齿轮齿条式手部