文档介绍：目录一、前言-------------------------------------------------------------- (2) 二、夹持器设计的基本要求-------------------------------------- (2) 三、夹持器方案选择-------------------------------- (3) 四、夹持器装置设计-------------------------------- (7) 五、小结------------------------------------------ ( 12) 六、夹持器三维造型截图---------------------------- ( 13) 七、参考文献-------------------------------------- ( 14) . 机械手夹持器设计摘要: 机械手是能模仿人手和臂的某些动作功能, 用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。本文着重描述了夹持型机械手的设计, 包括总体要求的分析、结构的设计、驱动方式的选择, 通过三种设计方案的比对, 最终确定一种符合要求的方案, 写出详细的设计、计算过程。关键词: 机械手抓持结构设计驱动方式夹持器一、前言随着社会的进步与发展, 工业机器人正逐步在人类社会中大显身手。它主要由类似人的手和臂组成以代替人的繁重劳动, 从而实现生产的机械化和自动化。而机械手手部是用来抓持工件( 或工具) 的部件, 有多种结构形式, 比如如夹持型、托持型和吸附型等。机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手; 按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种; 按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。本人经历了第八届机械设计大赛, 其中运用到机械手夹持, 因此此次创新设计就是针对物块夹持器进行研究设计。现根据物块( 工件) 的大小、形状及重量等具体要求, 提出三种设计方案。通过对比分析, 选择一种合适的类型, 进行详细的计算和设计,并完成效果图和机构的装配图以及零件图。二、夹持器设计的基本要求 1、功能方面: . (1 )应具有适当的夹紧力和驱动力; (2 )手指应具有一定的开闭范围; (3 )应保证工件在手指内的夹持精度; (4 )应考虑通用性和特殊要求。 2 、结构方面: (1 )结构新颖; (2) 结构简单、紧凑,重量轻,效率高。 3 、材料方面: (1 )材料耐磨性好; (2 )价格便宜。 4 、设计参数及要求: (1) 采用手指式夹持器,执行动作为抓紧—放松; (2 )所要抓紧的工件最大直径为 80mm ,质量 3kg 。三、夹持器方案选择 1 、夹持器原理方案设想: (1 )单(多)铰链杆(2 )连杆机构(3 )杠杆机构(4) 螺杆机构(6 )齿轮齿条机构. 2、夹持器动力源形式: (1) 液压;(2 )气压;(3 )电力机械(螺杆传动、齿轮传动)。各动力源优点如下: a. 液压传动的优点:结构紧凑,重量轻,调速度性能好,运转平稳、可靠,功率密度大,能自行润滑,易实现复杂控制。 b. 气压传动的优点: 结构简单, 维护使用方便, 成本低, 工作寿命长, 工作介质(压缩空气)的传输简单,且易获得。 C. 电力机械的优点:使用和控制方便;工作效率高,无烟尘、气味, 噪声小;运行可靠,价格低廉,结构牢固。 3 、筛选出三种方案根据工件要求, 被夹持物体体积较小, 重量较轻, 选择电机驱动足够提供夹持力。而液压和气动虽然可提供较大动力源, 但是没有电机驱动简单、方便。而且电机拆装方便, 价格低廉。因此, 综上所述, 动力源选择电机驱动。然后根据不同的夹持动作原理,选出三种方案,如下所述: . 方案 1: 如上图所示, 该夹持设计采用连杆机构, 前后两滑块通过丝杆连接, 有电机驱动。当电机轴旋转时带动丝杆旋转, 使左边的滑块能够向前(或向后)运动,使得夹持手收缩(或张开)。方案 2 如上图所示, 该夹持器采用锲块的前后运动, 带动夹持手指的上下张合。同样锲块的运动也是由电机传动控制。. 方案 3 如上图所示, 该夹持器采用齿轮啮合原理, 通过电机驱动齿轮轴使两啮合齿轮转动,从而带动夹持手指作张合运动。以上三种方案,由于齿轮传动平稳,传动比精确,工作可靠、效率高、寿命长, 使用的功率、速度和尺寸范围大等优点, 又最能符合功能、结构和设计上的要求,最终选择方案三作为设计方案。. 四、夹持器装置设计 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: 1 2 3 N F KK