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机械手夹持器设计(含装配图CAD图)

更新时间:2010-3-17:  来源:毕业论文

机械手夹持器设计(含装配图CAD图)
夹持器设计的基本要求
(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)要求结构紧凑,重量轻,效率高;
(5)应考虑通用性和特殊要求。
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)所要抓紧的工件直径为80mm 放松时的两抓的最大距离为110-120mm/s , 1s抓紧,夹持速度20mm/s;
(3)工件的材质为5kg,材质为45#钢;
(4)夹持器有足够的夹持力;
(5)夹持器靠法兰联接在手臂上。由液压缸提供动力。
2.2夹持器结构设计
2.2.1夹紧装置设计.
2.2.1.1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:                           2-1
式中:
 —安全系数,由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.2——2.0,取1.5;
 —工件情况系数,主要考虑惯性力的影响, 计算最大加速度,得出工作情况系数 ,  ,a为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的绝对值(m/s);
 —方位系数,根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定,
手指与工件位置:手指水平放置 工件垂直放置;
手指与工件形状: 型指端夹持圆柱型工件,
 , 为摩擦系数, 为 型手指半角,此处粗略计算 ,如图2.1                              
图2.1
 —被抓取工件的重量
求得夹紧力  , ,取整为177N。
2.2.1.2驱动力力计算
根据驱动力和夹紧力之间的关系式:
 式中:
c—滚子至销轴之间的距离;
b—爪至销轴之间的距离;
 —楔块的倾斜角
可得 ,得出 为理论计算值,实际采取的液压缸驱动力 要大于理论计算值,考虑手爪的机械效率 ,一般取0.8~0.9,此处取0.88,则:
               ,取
2.2.1.3液压缸驱动力计算
设计方案中压缩弹簧使爪牙张开,故为常开式夹紧装置,液压缸为单作用缸,提供推力:
 式中   ——活塞直径
       ——活塞杆直径
       ——驱动压力,
 ,已知液压缸驱动力 ,且
由于 ,故选工作压力P=1MPa
据公式计算可得液压缸内径:
根据液压设计手册,见表2.1,圆整后取D=32mm。
表2.1 液压缸的内径系列(JB826-66)(mm)
20 25 32 40 50 55 63 65
70 75 80 85 90 95 100 105
110 125 130 140 160 180 200 250
活塞杆直径 d=0.5D=0.5×40mm=16mm
活塞厚 B=(0.6~1.0)D  取B=0.8d=0.7×32mm=22.4mm,取23mm.
缸筒长度 L≤(20~30)D 取L为123mm
活塞行程,当抓取80mm工件时,即手爪从张开120mm减小到80mm,楔快向前移动大约40mm。取液压缸行程S=40mm。
液压缸流量计算:
放松时流量886

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