三自由度直角坐标型机械手设计

的独立运动参数的数目,它是表示机械手动作灵活程度的参数。本设计的机械手只有移动副这一种运动副,有升降,平移,前后三个自由度,如图3-1所示。图3-1机械手机构简图(2)机械手的工作空间工作空间是指机械手正常运行时,手部参考点能在空间活动的最大范围,是机械手三自由度直角坐标型机械手设计6的主要技术参数。(3)机械手的机械结构类型直角坐标型的运动形式包括升降、平移、伸缩三个自由度。3.2机械手的执行机构设计3.2.1末端执行机构设计机械手的末端执行机构设计是用来抓持工件或工具的部件。手部抓持工件的准确、迅速和稳定程度都将直接影响到机械手的工作性能。1.设计时要注意的问题:1)末端执行机构应有足够的夹紧力来让手指夹紧工件,除考虑工件在传送过程中的动载荷外,还应考虑工件夹持工件的重力。2)末端执行机构应有一定的开闭范围。应注意手部接近工件的运动路线及其方位的影响,以及工件尺寸的大小。3)应能保证末端执行机构内的工件能被准确定位。4)结构尽量紧凑重量轻,以利于接下来的手臂的结构设计。5)根据使用条件考虑其通用性。2.总体的结构设计采用连杆杠杆式夹持器,用小型压缸驱动夹紧,它的结构形式如图3-2所示。连杆杠杆式夹持器采用四连杆机构传递撑紧力,即当气压缸工作时,推动推杆向上运动,使两钳爪向内收拢,从而带动弹性爪夹紧工件。图3-2末端执行器其工件重量G=5公斤,V形手指的角度2?=120o,b=50mmR=40mm,摩擦系数为f=0.25。三自由度直角坐标型机械手设计7图3-3手爪受力分析图(1)根据手爪类别,计算夹紧力。采用摩擦锁紧方式,故受力分析得:(3-1)式中,m-工件质量;g-重力加速度;a-动态运动时产生的加速度;S-安全系数;α-V型手爪张开的角度;μ-气爪夹头与工件的摩擦因素;由于手抓与工件材料都采用45钢,查表得μ=0.25(3-2)其驱动力为:(3-3)所以实际驱动力: