小型气动机械手的设计
气动机械手 毕业设计

气动机械手毕业设计气动机械手毕业设计随着科技的不断进步,机器人技术在工业领域的应用越来越广泛。
其中,气动机械手作为一种重要的机器人类型,具有灵活、高效、精准的特点,被广泛应用于生产线上的装配、搬运、喷涂等工作。
本文将探讨气动机械手的设计与优化,以及其在工业生产中的应用前景。
一、气动机械手的设计与优化1.1 气动机械手的结构与原理气动机械手主要由气动执行器、传动机构、控制系统和机械结构等组成。
其中,气动执行器是实现机械手运动的关键部件,常用的气动执行器包括气缸和气动马达。
传动机构通过传递气动能量,将气动执行器的运动传递给机械结构,实现机械手的动作。
1.2 气动机械手的设计要点在气动机械手的设计过程中,需要考虑以下几个要点:首先,根据实际应用需求确定机械手的工作范围、负载能力和精度要求。
不同的应用场景对机械手的要求不同,因此需要根据具体情况来确定设计参数。
其次,选择合适的气动执行器和传动机构。
气缸和气动马达具有不同的特点,需要根据机械手的工作特点来选择适合的气动执行器。
传动机构的设计也需要考虑传递效率、运动平稳性等因素。
最后,进行机械结构的设计与优化。
机械结构的设计要考虑刚度、稳定性、重量等因素,通过优化设计,提高机械手的工作效率和精度。
二、气动机械手在工业生产中的应用前景2.1 气动机械手的优势相比于其他类型的机械手,气动机械手具有以下几个优势:首先,气动机械手具有较高的工作速度和响应速度。
由于气动执行器的特点,气动机械手能够快速完成各种动作,提高生产效率。
其次,气动机械手具有较高的负载能力。
气动执行器能够提供较大的推力和扭矩,适合于承载较重的物体。
最后,气动机械手具有较低的成本。
相比于电动机械手,气动机械手的成本较低,适合于中小型企业的应用。
2.2 气动机械手的应用案例气动机械手在工业生产中有着广泛的应用。
以汽车制造业为例,气动机械手可以用于汽车零部件的装配、焊接和喷涂等工作。
在电子行业,气动机械手可以用于电子产品的组装和测试。
气动机械手的设计毕业设计

气动机械手的设计毕业设计首先是气动机械手的机械结构设计。
机械结构设计是气动机械手设计中的核心部分,它直接影响机械手的运动轨迹、载荷能力和稳定性。
在设计过程中,需要考虑机械手的工作空间、自由度、运动速度和负载要求等因素。
根据任务需求,可以选择不同类型的机械结构,例如直线型、旋转型、球面型等。
在选定机械结构后,需要进行强度计算和动力学仿真分析,以确定各种零部件的尺寸和材料,保证机械手的稳定性和可靠性。
其次是气动机械手的气动系统设计。
气动机械手的气动系统是实现机械手动作的关键,它由气源、气缸、气控阀和管路组成。
在气源选择上,一般采用压缩空气作为动力源,可以通过压缩机、气瓶或者空气压缩机组来提供气源。
气缸的选择和配置要根据机械手的设计要求和工作负载来确定,需要考虑气缸的工作压力、行程长度和移动速度等因素。
气控阀的种类有很多,例如单向阀、双向阀、比例阀等,根据具体的动作要求选用合适的气控阀。
管路设计可以采用集中式或分布式设计,根据机械手的运动方式和工作空间来确定。
最后是气动机械手的控制系统设计。
控制系统设计是实现机械手自动化操作和精确控制的关键,它包括传感器、执行器、控制器和人机界面等部分。
传感器可以添加在气缸或机械手关节处,用于检测气压、位置、力量等参数,实现机械手的反馈控制和保护功能。
执行器可以是气缸或其他电动执行器,用于实现机械手的各种动作。
控制器可以采用PLC或微控制器等设备,用于编程、逻辑控制和通信功能。
人机界面可以通过触摸屏、键盘或按钮等设备与机械手进行交互,实现操作和监视。
综上所述,气动机械手的设计涉及机械结构、气动系统和控制系统三个方面。
通过合理设计机械结构,选择适当的气动元件和配置气动系统,以及设计稳定可靠的控制系统,可以实现气动机械手的高效、精确和安全操作。
在毕业设计中,可以进一步深入探究气动机械手的优化设计和性能测试,以满足不同工作环境和任务需求的应用。
气动机械手设计

2012-6-17
1.3 驱动机构的选择
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• 驱动机构是工业机械手的重要组成部分, 工业机械手的性能价格比在 很大程度上取决于驱动方案及其装置。根据动力源的丌同, 工业机械 手的驱动机构大致可分为液压、气动、电动和机械驱动等四类。气动 机械手因为结构简单、成本低廉、重量轻、动作迅速、平稳、安全、 可靠、节能和丌污染环境等优点而被广泛应用在生产自动化的各个行 业。因此,机械手的驱动方案选择气压驱动。
• 1.1 机械手基本形式的选择
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• 1.2 机械手的主要部件及运动
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本设计的机械手主要由3个大部件和3个气缸组成: (1)手部,采用一个气爪,通过机构运动实现手爪的张合。 (2)臂部,采用直线缸来实现手臂的伸缩。 (3)机身,采用一个直线缸和一个回转缸来实现手臂升降 和回转。
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1.4 机械手的技术参数列表
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一、用途:车间皮带机之间的搬运 二、设计技术参数: 1、抓重:2Kg (夹持式手部) 2、自由度数:3个自由度 3、坐标型式:圆柱坐标 4、最大工作半径:335mm 5、机身最大中心高:415mm 6、主要运动参数: 手臂伸缩行程:200mm 手臂伸缩速度:200mm/s 机身升降行程:100mm 机身升降速度:100mm/s 机身回转范围:0- 190° 机身回转速度:60°/s
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2.2.1 机械手手臂的设计要求
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• 在进行机械手手臂设计时,要遵循下述原则: • 1.应尽可能使机械手手臂各关节轴相互平行,相互垂直的轴应尽可能 相交于一点,这样可以使机械手运动学正逆运算简化,有利于机械手 的控制。 • 2.机械手手臂的结构尺寸应满足机械手工作空间的要求。工作空间的 形状和大小不机械手手臂的长度,手臂关节的转动范围有密切的关系。 但机械手手臂末端工作空间并没有考虑机械手手腕的空间姿态要求, 如果对机械手手腕的姿态提出具体的要求,则其手臂末端可实现的空 间要小于上述没有考虑手腕姿态的工作空间。 • 3.机械手手臂在结构上要考虑各关节的限位开关和具有一定缓冲能力 的机械限位块,以及驱动装置,传动机构及其它元件的安装。
气动机械手的设计毕业设计论文

气动机械手的设计毕业设计论文
首先,根据气动机械手的工作原理和结构要求,我们选择了推杆气缸
作为驱动元件。
推杆气缸具有行程长、推力大的优势,适用于机械手的多
个关节。
在设计中,我们根据机械手所需的运动范围和推力要求选择了适
当的推杆气缸型号,并进行了合理的布置和装配。
其次,对于气动机械手的结构设计,我们选择了材料强度高、重量轻
的铝合金材料,并进行了强度计算和结构分析。
在设计过程中,我们考虑
了机械手在工作过程中的受力情况,确定了各个关节的尺寸和连接方式,
以保证机械手的稳定性和可靠性。
再次,对于气动机械手的控制系统设计,我们选择了先进的气动控制
阀及传感器,以实现机械手的精确控制。
在设计中,我们考虑了机械手的
运动范围、速度和承载能力等因素,确定了合适的控制策略,并进行了模
拟和仿真分析,以验证控制系统的性能。
最后,在气动机械手的实验验证与优化方面,我们通过搭建实验平台,对设计的机械手进行了性能测试和优化实验。
在实验中,我们利用传感器
和测量仪器对机械手的运动轨迹、力矩和功耗等进行了实时监测和分析,
以评价机械手的性能和效能,并对其进行了相应的优化设计。
综上所述,本文设计了一种气动机械手,并进行了详细的分析与优化。
通过设计和实验验证,证明了机械手的可行性和优越性。
未来可以进一步
改进和扩展该设计,以满足不同领域的自动化需求,并提高气动机械手的
性能和稳定性。
机械创新设计—气动机械手

机械创新设计—气动机械手机械创新设计——气动机械手现如今,工业领域的不断发展需要更加精确、高效的生产设备来适应市场需求。
在自动化生产领域,机械手是不可或缺的关键装备,因其具备高度机动灵活性,广泛应用于工业生产线。
而气动机械手作为机械手的一种,相对于传统机械手而言,气动驱动方式更加普及,可供选择的元器件较多,更为成本优势。
本文将探讨气动机械手的机械创新设计,旨在提高气动机械手的生产效率、可靠性和安全性。
一、气动机械手的构造与工作原理气动机械手通过对空气压力的控制,实现对机械手的灵活驱动,本质上是由气源、气动执行元件及控制元件三部分构成。
1.1 气源气源通常采用压缩空气,可通过压缩机、气罐以及压力控制装置等部件完成对气源的准备、储存和供应。
1.2 气动执行元件气动执行元件是气动机械手的核心组件,主要包括驱动气缸、气动转子、气动夹持器、上下料平台等部件。
气动执行元件通过控制气源气流的加减,实现各种具有特定行动需求的动作,稳定性较强,精度较高,工作效率明显高于传统手动操控。
1.3 控制元件作为气动机械手的“大脑”,控制元件通过对气源气压的保持、调节以及信号的传递,实现对气动驱动元件的动作和位置的控制。
控制元件可分为全自动、半自动、手动三类,不同的控制方式适用于不同的生产线需求。
二、气动机械手的机械创新设计在生产线上的应用中,气动机械手的工作效率和稳定性直接影响着生产线的效率和品质。
因此进行机械创新设计,提高气动机械手的动作准确度和安全性是十分必要的。
以下是几个创新设计方案的概述。
2.1 磁浮技术的应用传统气动机械手需要地面保持平整的前提下工作,但是很多生产线配备机械手的场地并不一定保持平整,这时就需要制造商进行机械创新设计来提高气动机械手的适应性。
磁浮技术可以利用气垫效应,实现机械手与地面之间的一定间隙,避免在起吊重物对地面的刮擦或者对地面的松动振动等坏处,同时也提高了机械手的载荷量、速度和稳定性。
2.2 双臂协同设计单臂机械手是目前市面上最多见的设计形式之一。
气动机械手毕业设计论文

气动机械手毕业设计论文气动机械手毕业设计论文引言气动机械手是一种基于气动原理实现运动的机械手臂,具有结构简单、成本低、负载能力强等优点。
在工业自动化领域,气动机械手的应用越来越广泛。
本篇论文旨在探讨气动机械手的设计和优化,以提高其性能和应用范围。
一、气动机械手的工作原理气动机械手的工作原理基于气动原理,通过气压的控制来实现机械手臂的运动。
气动机械手主要由气动缸、气控阀和传动机构组成。
当气压作用于气动缸时,气动缸会产生线性运动,从而带动机械手臂的运动。
而气控阀则用于控制气压的开关,从而控制机械手臂的动作。
二、气动机械手的设计要点1. 结构设计气动机械手的结构设计是保证其稳定性和负载能力的关键。
设计者需要考虑机械手臂的长度、材料强度、关节连接方式等因素。
此外,还需要合理安排气动缸和气控阀的位置,以确保机械手臂的运动路径和速度符合要求。
2. 控制系统设计气动机械手的控制系统设计是实现精确控制的关键。
设计者需要选择合适的气控阀和传感器,并设计相应的控制电路。
此外,还需要考虑气压的稳定性和控制精度,以确保机械手臂的动作准确可靠。
3. 优化设计为了提高气动机械手的性能和应用范围,设计者可以进行优化设计。
例如,可以采用多关节结构,增加机械手臂的自由度;可以采用高效的气控阀和传感器,提高机械手臂的控制精度;还可以采用轻量化材料,降低机械手臂的重量。
三、气动机械手的应用领域气动机械手在工业自动化领域有着广泛的应用。
它可以用于装配线上的零部件组装,可以用于搬运重物,还可以用于危险环境下的作业。
此外,气动机械手还可以应用于医疗、食品加工等领域,为人们的生活提供便利。
四、气动机械手的发展趋势随着科技的不断进步,气动机械手也在不断发展。
未来,气动机械手有望实现更高的负载能力和更高的控制精度。
同时,随着机器学习和人工智能的发展,气动机械手还可以实现自主学习和自主决策,从而更好地适应复杂的工作环境。
结论气动机械手作为一种基于气动原理的机械手臂,具有广泛的应用前景。
气动机械手毕业设计

气动机械手毕业设计气动机械手是一种基于气动元件和气动控制系统的自动化设备,主要用于工厂生产线上的物料搬运、装配和处理等工作。
气动机械手具有结构简单、运动灵活、成本低廉、维护方便等优点,在工业领域得到了广泛应用。
本文将从气动机械手的结构设计、气动系统设计和控制系统设计三个方面进行讨论。
首先是气动机械手的结构设计。
气动机械手的结构设计要考虑到工作范围、负载能力、精度要求等因素。
首先需要确定机械手的工作范围,即能够覆盖的空间范围,这决定了机械手的臂长和关节点的位置。
然后需要根据工作负载的大小和要求确定机械手的负载能力,从而确定气缸和驱动装置的规格。
最后还需要考虑机械手的运动精度,这需要合理选择传动装置和关节点的位置,以确保机械手能够准确地完成任务。
其次是气动系统设计。
气动机械手的气动系统主要由气源、气压调节装置、气缸和气动阀组成。
在气源方面,可以选择压缩空气作为动力源,需要考虑气源的稳定性和供应能力。
气压调节装置用于调整气缸的工作压力,以满足不同的工作需求。
气缸是气动机械手的执行机构,一般选择双作用气缸,通过气源的压力差来实现前后运动。
气动阀则用于控制气缸的开闭和运动方向。
最后是控制系统设计。
气动机械手的控制系统一般采用PLC或者单片机控制。
在控制系统设计中,首先需要确定机械手的工作方式,可以是自动化连续工作,也可以是手动操作。
然后需要确定机械手的控制模式,可以是位置控制、力控制或者速度控制,根据不同的工作需求选择合适的控制模式。
同时还需要设计机械手的控制程序和界面,以实现对机械手的控制和监控。
综上所述,气动机械手的毕业设计主要包括结构设计、气动系统设计和控制系统设计三个方面。
在设计过程中,需要综合考虑机械手的工作范围、负载能力、精度要求等因素,选择合适的气缸和传动装置,并设计相应的气动系统和控制系统,以实现机械手的自动化操作。
气动机械手的毕业设计

气动机械手的毕业设计一、设计背景随着工业自动化程度的不断提高,机械手成为了现代工业领域中不可或缺的设备之一、传统的机械手多使用电动执行器,但其存在着噪音大、体积大、成本高等问题。
而气动机械手则可以通过利用空气压缩机产生的压缩气体驱动,具有噪音低、操作简单、灵活性高等优点。
因此,设计一种气动机械手是十分有意义的。
二、设计目标本设计的目标是设计一种具有良好性能的气动机械手,能够完成一定的操作任务,提高工作效率和工作质量。
三、设计内容1.气体动力系统设计设计气动机械手需要一套稳定的气体动力系统,包括压缩气体供应、处理和控制等。
需要选择适合的气体源,选用合适的过滤器、减压阀和控制阀等气动元件,并设计相应的管路系统。
2.机械结构设计机械结构设计是气动机械手设计的关键环节,需要确定机械手的自由度和工作范围,设计适合的关节结构和工具夹持装置。
同时,需要考虑机械手的刚度和稳定性,确保机械手能够稳定地完成工作任务。
3.控制系统设计控制系统设计是气动机械手设计过程中的另一个重要环节。
需要设计合适的传感器来感知工作环境,采集与控制相关的数据。
并通过合适的控制算法将输入信号转化为执行器动作。
同时,需要设计合适的控制面板和操作界面,方便对机械手进行操作和监控。
四、设计步骤1.确定设计目标和需求,包括气动机械手的工作负荷、工作环境和操作需求等。
2.进行气体动力系统的选型和设计,确定适合的气体源和气动元件,并设计相应的管路系统。
3.进行机械结构的设计,确定适当的自由度和工作范围,设计合适的关节结构和工具夹持装置。
4.进行控制系统的设计,选择合适的传感器和控制算法,设计控制面板和操作界面。
5.进行整体系统的组装和调试,测试气动机械手的性能和工作效果。
六、预期成果通过本设计,预期可以实现一种具有良好性能的气动机械手,能够完成一定的操作任务,提高工作效率和工作质量。
同时,能够对气动机械手的设计过程和性能进行评估和改进。
七、计划进度本设计计划在10个月内完成,按照以下进度进行:1.确定设计目标和需求:1个月2.气体动力系统的选型和设计:2个月3.机械结构的设计:3个月4.控制系统的设计:2个月5.整体系统的组装和调试:2个月1.王晓华,李骥.气动机械手的设计[J].科技创新与应用。
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小型气动机械手的设计摘要:本文主要进行了气动机械手的总体结构设计和气动设计。
机械手的机械结构由气缸、气爪和连接件组成,可按预定轨迹运动,实现对工件的抓取、搬运和卸载。
气动部分的设计主要是选择合适的控制阀,设计合理的气动控制回路,通过控制和调节各个气缸压缩空气的压力、流量和方向来使气动执行机构获得必要的力、动作速度和改变运动方向,并按规定的程序工作。
气动机械手作为机械手的一种, 它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境等优点而被广泛应用。
关键词:气动机械手;气缸;控制阀;回路;设计Design of Small Pneumatic ManipulatorAbstract:This article mainly has carried on the overall structural design and aerodynamic design of pneumatic manipulator. Robot mechanical structure is composed of a cylinder, a pneumatic claw and a connecting piece, according to a predetermined trajectory, on a workpiece gripping, conveying and unloading. Pneumatic main part of the design is to choose appropriate control valve, the rational design of pneumatic control circuit, the control and regulation of each cylinder of compressed air pressure, flow and direction to the pneumatic actuator to obtain the necessary force, speed of action and change the direction of movement, and according to the prescribed procedures machinery as a manipulator, which has the advantages of simple structure, light weight, quick action, stable, reliable, energy saving and no pollution to environment has been widely used.Key words: Pneumatic manipulator; cylinder; control valve; Circuit; the design1 前言机械工业是国民的装备部,是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
不论是传统产业,还是新兴产业,都离不开各种各样的机械装备,机械工业所提供装备的性能、质量和成本,对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。
机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。
因此,世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
机械手是在机械化,自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
在现代生产过程中,机械手被广泛的运用于自动生产线中,机械人的研制和生产已成为高技术邻域内,迅速发展起来的一门新兴的技术,它更加促进了机械手的发展,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械手虽然目前还不如人手那样灵活,但它具有能不断重复工作和劳动,不知疲劳,不怕危险,抓举重物的力量比人手力大的特点,因此,机械手已受到许多部门的重视,并越来越广泛地得到了应用。
机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术。
机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器,它有多自由度,可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。
气动机械手作为机械手的一种, 它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境等优点而被广泛应用。
气动机械手强调模块化的形式, 现代传输技术的气动机械手在控制方面采用了先进的阀岛技术(可重复编程等), 气动伺服系统(可实现任意位置上的精确定位), 在执行机构上全部采用模块化的拼装结构。
90年代初, 由布鲁塞尔皇家军事学院Y. Bando教授领导的综合技术部开发研制的电子气动机器人——“阿基里斯”六脚勘探员, 是气动技术、PLC控制技术和传感技术完美结合产生的“六足动物”。
6个脚中的每一个脚都有3个自由度, 一个直线气缸把脚提起、放下, 一个摆动马达控制脚伸展/退回运动, 另一个摆动马达则负责围绕脚的轴心做旋转之用。
由汉诺威大学材料科学研究院设计的气动攀墙机器人, 它集遥感技术和真空技术于一体, 成功地解决了垂直攀缘等视为危险工作的操作问题。
T ron-X电子气动机器人, 能与人亲切地握手,它的头部、腰部、手能与人类一样弯曲运动, 并且有良好的柔韧性。
在幕后操纵人员的操作下(或通过自身的编程控制) 能与人进行对话, 或作自我介绍等。
T ron-X电子气动机器人集电子技术、气动技术和人工智能为一体, 它告诉我们, 气动技术能够实现机器人中最难解决的灵活的自由度, 具有在足够工作空间的适应性、高精度和快速灵敏的反应能力。
现代汽车制造工厂的生产线,尤其是主要工艺是焊接的生产线,大多采用了气动机械手。
车身在每个工序的移动;车身外壳被真空吸盘吸起和放下,在指定工位的夹紧和定位;点焊机焊头的快速接近、减速软着陆后的变压控制点焊,都采用了各种特殊功能的气动机械手。
高频率的点焊、力控的准确性及完成整个工序过程的高度自动化,堪称是最有代表性的气动机械手应用之一。
在彩电、冰箱等家用电器产品的装配生产线上,在半导体芯片、印刷电路等各种电子产品的装配流水线上,不仅可以看到各种大小不一、形状不同的气缸、气爪,还可以看到许多灵巧的真空吸盘将一般气爪很难抓起的显像管、纸箱等物品轻轻地吸住,运送到指定目标位置。
对加速度限制十分严格的芯片搬运系统,采用了平稳加速的SIN气缸。
气动机械手用于对食品行业的粉状、粒状、块状物料的自动计量包装;用于烟草工业的自动卷烟和自动包装等许多工序。
如酒、油漆灌装气动机械手;自动加盖、安装和拧紧气动机械手,牛奶盒装箱气动机械手等。
2 气动机械手的总体设计方案机械手的基本结构机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。
执行机构主要是机械手赖以完成工作任务的实体,通常由杆件和关节组成。
从功能的角度,执行机构可分为:手部、腕部、臂部、腰部和基座等。
2.1.1 手部手部又称末端执行器,是工业机械手直接进行工作的部分,可以是各种夹持器。
有时人们也把诸如电焊枪、油漆喷头等划作机器手的手部。
气动手指是模拟人的手指抓紧工件,以实现机械手的动作的气缸。
按结构特点可分为旋转驱动型、平行开闭型、支点开闭型和三爪开闭型。
2.1.2 腕部腕部与手部相连,主要功能是带动手部完成预定姿态,是操作机的中结构最为复杂的部分。
手腕有独立的自由度。
有回转运动、上下摆动、左右摆动。
一般腕部设有回转运动再增加一个上下摆动即可满足工作要求,有些动作较为简单的专用机械手,为了简化结构,可以不设腕部,而直接用臂部运动驱动手部搬运工件。
目前,应用最为广泛的手腕回转运动机构为回转气压缸,它的结构紧凑,灵巧但回转角度小,一般小于 270度,并且要求严格密封,否则就难保证稳定的输出扭距。
因此在要求较大回转角的情况下,采用齿条传动或链轮以及轮系结构。
2.1.3 臂部手臂部件是机械手的重要握持部件。
它的作用是支撑腕部和手部(包括工作或夹具),并带动他们做空间运动。
臂部运动的目的:把手部送到空间运动范围内任意一点。
如果改变手部的姿态(方位),则用腕部的自由度加以实现。
因此,一般来说臂部具有三个自由度才能满足基本要求,即手臂的伸缩、左右旋转、升降(或俯仰)运动。
手臂的各种运动通常用驱动机构(如液压缸或者气缸)和各种传动机构来实现,从臂部的受力情况分析,它在工作中既受腕部、手部和工件的静、动载荷,而且自身运动较为多,受力复杂。
因此,它的结构、工作范围、灵活性以及抓重大小和定位精度直接影响机械手的工作性能。
机械手的基本形式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:(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,因此本设计采用圆柱坐标型。
机械手的主要部件及运动参数设计在圆柱坐标式机械手的基本方案选定后,根据设计任务,为了满足设计要求,本设计的机械手具有4个自由度:手臂伸缩;手臂回转;机身回转;机身升降。
本设计的机械手主要由3个大部件和4个气缸组成:手部,采用一个气爪,通过机构运动实现手爪的张合。
臂部,采用直线缸来实现手臂的伸缩。
机身,采用一个直线缸和一个回转缸来实现手臂升降和回转。
驱动机构是工业机械手的重要组成部分, 工业机械手的性能价格比在很大程度上取决于驱动方案及其装置。
根据动力源的不同, 工业机械手的驱动机构大致可分为液压、气动、电动和机械驱动等四类。
气动机械手因为结构简单、成本低廉、重量轻、动作迅速、平稳、安全、可靠、节能和不污染环境等优点而被广泛应用在生产自动化的各个行业。
因此,机械手的驱动方案选择气压驱动[1]。
设计技术参数:(1)抓重:2Kg (夹持式手部)(2)自由度数:4个自由度(3)座标型式:圆柱座标(4)最大工作半径:600mm(5)手臂最大中心高:400mm(6)手臂运动参数伸缩行程:350mm伸缩速度:≤ 200mm/s升降行程:250mm升降速度:≤ 100mm/s回转范围:0~360°回转速度:≤ 60mm/s3手部的设计手部的基本要求为了使机械手的通用性更强,把机械手的手部结构设计成可更换结构,当工件是圆柱形式时,使用夹持式手部;如果有实际需要,还可以换成气压吸盘式结构。
本次设计采用的是夹持式手部结构。