间、速度和加速度等参数。球坐标工业机械手与主机及其它有关装置之间的联系[3]。2球坐标工业机械手设计要求与方案2.1球坐标工业机械手技术参数坐标形式:球坐标坐标系抓重自由度伸缩X升降Z球坐标200N4350mm,<200mm/s横移Y回转φ俯仰θ0°~210°,<90°/s0°~45°,<90°/s回转ω手指夹持范围0°~180°,<90°/s棒料,直径φ40~φ60,长度450~1200mm定位方式驱动方式定位精度控制方式电位器(或接近开关等)设定,点位控制液压(中、低压系统)±3mmPLC控制2.2总体方案分析由设计内容可知,本次设计所确定的机械手的整体结构为球坐标式机械手,此机械手要实现从传送带到设备的上下料过程。传送带移动方向与设备上所夹持的工件方向垂直。因此手臂动作为摆动或者转动,手爪的动作为伸缩和松夹。由于此机械手的动作要求放置不同的工件,所以实现上下料过程也要求手腕能旋转动作。通过以上分析,这里初选三个方案,各方案如下:方案一:机身的旋转,采用电动机驱动实现,大手臂的俯仰也采用电动机驱动实现,小手臂的伸缩用伸缩缸实现,手腕的回转用电动机实现。方案二:机身的旋转,采用电动机驱动实现,大手臂的俯仰也采用电动机驱动实现,小手臂的伸缩用齿轮齿条实现,手腕的回转用电动机实现。方案三:机身的旋转,采用摆动液压缸驱动实现,大手臂的俯仰采用摆动液压缸驱动实现,小手臂的伸缩用伸缩缸实现,手腕的回转用摆动液压缸。通过方案一,方案二和方案三的比较分析可知,方案一从功能上讲可以满足条件,但电动机的造价太高,不太经济。方案二中也存在上述的问题。同时齿轮齿条的驱动精度太低,在抓取工件时定位精度不够准确,且结构大而复杂。方案三中,由液压缸来完成的部分,不仅驱动力大且结构也相对简单,虽然摆动缸结构尺寸大但输出转矩大,进行优化设计,从而得出方案三最佳,并最终确定此次的设计方案方案三,方案如下:
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