文档介绍：摘要
平面关节型机械手采用两个回转关节和一个移动关节;两个回转关节控制前后左右运动,而移动关节则实现上下运动,其工作空间如工作空间图,它的纵截面为矩形的回转体,纵截面高为移动关节的行程长,两回转关节转角的大小决定回转体截面的大小、形状。
关键词: 机械手轴承汽缸
目录
1 机械手总体设计 1
主要技术参数见表1-1 1
2 手指设计 2
设计时要注意的问题: 2
零件的计算 2
紧力的计算: 3
关于计算 3
活塞手抓重量的估算 4
汽缸的设计 4
3 移动关节的设计计算 5
5
4 小臂的设计 8
设计时注意的问题 8
小臂结构的设计 8
轴的设计计算 9
轴承的选择 10
轴承的校核 10
轴承摩擦力矩的计算 11
驱动选择 11
5 大臂的设计计算 13
结构的设计 13
轴的设计计算 14
轴承的选择 14
轴承摩擦力矩的计算 15
伺服系统的选择 16
6 机身的设计 17
设计时注意的问题 17
设计的效果 17
总结 18
致谢词 19
参考文献 20
1 机械手总体设计
工业机械手是一种模仿人手部分动作,按照预先设定的程序,轨迹或其他要求,实现抓取、搬运工件或操作工具的自动化装置。它在二十世纪五十年代就已用于生产,是在自动上下料机构的基础上发展起来的一种机械装置,开始主要用来实现自动上下料和搬运工件,完成单机自动化和生产线自动化,随着应用范围的不段扩大,现在用来夹持工具和完成一定的作业。实践证明它可以代替人手的繁重劳动,减轻工人的劳动强度,改善劳动条件,提高劳动生产率。
平面关节型机器人又称SCARA型装配机器人,pliance Assembly Robot Arm的缩写,意思是具有选择柔顺性的装配机器人手臂。在水平方向有柔顺性,在垂直方向有较大的刚性。它结构简单,动作灵活,多用于装配作业中,特别适合小规格零件的插接装配,如在电子工业零件的插接、装配中应用广泛。
总体设计的任务:包括进行机械手的运动设计,确定主要工作参数,选择驱动系统和电控系统,整体结构设计,最后绘出方案草图。
主要技术参数见表1-1
表1-1
机械手类型
平面关节型
抓取重量
自由度
3个(2个回转1个移动)
大臂
长700mm,回转运动,回转角240,步进电机驱动单片机控制
小臂
长600mm,回转运动,回转角240,步进电机驱动单片机控制
移动关节
气缸驱动行程开关控制
手指
气缸驱动行程开关控制
2 手指设计
工业机械手的手部是用来抓持工件或工具的部件。手部抓持工件的迅速、准确和牢靠程度都将直接影响到工业机械手的工作性能,它是工业机械手的关键部件之一。
设计时要注意的问题:
(1) 手指应有足够的夹紧力,为使手指牢靠的夹紧工件,除考虑夹持工件的重力外,还应考虑工件在传送过程中的动载荷。
(2) 手指应有一定的开闭范围。其大小不仅与工件的尺寸有关,而且应注意手部接近工件的运动路线及其方位的影响。
(3) 应能保证工件在手指内准确定位。
(4) 结构尽量紧凑重量轻,以利于腕部和臂部的结构设计。
(5) 根据应用条件考虑通用性。
零件的计算
其中g取10
取G=23(N)
紧力的计算:
关于计算
f为手指与工件的静摩擦系数,工件材料为40号钢,手指为钢材,查《机械零件手册》表2-5 f=
所以
取N=40(N)
驱动力的计算
为斜面倾角,,为传动机构的效率,这里为平摩擦传动,
查《机械零件手册》表2-2 这里取
所以
取p=55(N)
活塞手抓重量的估算
r为杆的半径,h为长度,g取10
汽缸的设计
因为气压工作压力较低,对气动组件的材质和精度要求较液压底,无污染,动作迅速反映快,维护简单,使用安全。而且此处作用力不大,所以选气压传动。
汽缸内型选择,由于行程短,选单作用活塞汽缸,借弹簧复位。
汽缸的计算
气压缸内径D的计算
按《液压传动与气压传动》公式 13-1
D为汽缸的内径(m),P为工作压力(Pa),为负载率,负载率与汽缸工作压力有关,取,查《液压传动与气压传动》表13-2 由于汽缸垂直安装,所以取P=。
按《液压传动与气压传动》表13-3圆整取32mm.
活塞杆直径d的计算
一般,
mm
按《液压传动与气压传