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机械手手臂设计及计算方法

返回列表 来源:发布日期:2017-08-04 11:10 | 加入收藏关注:
       手臂部件是机械手的主要握持部件。它的作用是支撑腕部和手部(包括工件或工具),并带动它们作空间运动。手臂运动应该包括3个运动:伸缩、回转和升降。本章叙述手臂的伸缩运动,手臂的回转和升降运动设置在机身处。
臂部运动的目的:把手部送到空间运动范围内任意一点。如果改变手部的姿态(方位),则用腕部的自由度加以实现。因此,一般来说臂部应该具备3个自由度才能满足基本要求,既手臂伸缩、左右回转、和升降运动。手臂的各种运动通常用驱动机构和各种传动机构来实现,从臂部的受力情况分析,它在工作中即直接承受腕部、手部、和工件的静、动载荷,而且自身运动较多。因此,它的结构、工作范围、灵活性等直接影响到机械手的工作性能。 
     臂部设计的基本要求
一、 臂部应承载能力大、刚度好、自重轻
(1) 根据受力情况,合理选择截面形状和轮廓尺寸。
(2) 提高支撑刚度和合理选择支撑点的距离。
(3) 合理布置作用力的位置和方向。
(4) 注意简化结构。
(5) 提高配合精度。
二、 臂部运动速度要高,惯性要小
     机械手手部的运动速度是机械手的主要参数之一,它反映机械手的生产水平。对于高速度运动的机械手,其最大移动速度设计在 ,最大回转角速度设计在 内,大部分平均移动速度为 ,平均回转角速度在 。在速度和回转角速度一定的情况下,减小自身重量是减小惯性的最有效,最直接的办法,因此,机械手臂部要尽可能的轻。减少惯量具体有3个途径:
(1) 减少手臂运动件的重量,采用铝合金材料。
(2) 减少臂部运动件的轮廓尺寸。
(3) 减少回转半径 ,再安排机械手动作顺序时,先缩后回转(或先回转后伸缩),尽可能在较小的前伸位置下进行回转动作。
(4) 驱动系统中设有缓冲装置。
三、手臂动作应该灵活
为减少手臂运动之间的摩擦阻力,尽可能用滚动摩擦代替滑动摩擦。对于悬臂式的机械手,其传动件、导向件和定位件布置合理,使手臂运动尽可能平衡,以减少对升降支撑轴线的偏心力矩,特别要防止发生机构卡死(自锁现象)。为此,必须计算使之满足不自锁的条件。
  总结:以上要求是相互制约的,应该综合考虑这些问题,只有这样,才能设计出完美的、性能良好的机械手。


 
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