指夹持直径变化的零件时不影响其轴心的位置,能适应不同直径的工件。312设计时考虑的几个问题一具有足够的握力即夹紧力在确定手指的握力时,除考虑工件重量外,还应考虑在传送或操作过程中所产生的惯性力和振动,以保证工件不致产生松动或脱落。二手指间应具有一定的开闭角两手指张开与闭合的两个极限位置所夹的角度称为手指的开闭角。手指的开闭角应保证工件能顺利进入或脱开,若夹持不同直径的工件,应按最大直径的工件考虑。对于移动型手指只有开闭幅度的要求。三保证工件准确定位为使手指和被夹持工件保持准确的相对位置,必须根据被抓取工件的形状,选择相应的手指形状。例如圆柱形工件采用带“V”形面的手指,以便自动定心。四具有足够的强度和刚度手指除受到被夹持工件的反作用力外,还受到机械手在运动过程中所产生的惯性力和振动的影响,要求有足够的强度和刚度以防折断或弯曲变形,当应尽量使结构简单紧凑,自重轻,并使手部的中心在手腕的回转轴线上,以使手腕的扭转力矩最小为佳。五考虑被抓取对象的要求根据机械手的工作需要,通过比较,我们采用的机械手的手部结构是一支点,两指回转型,由于工件多为圆柱形,故手指形状设计成V型,其结构如附图所示。
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f313手部夹紧气缸的设计1、手部驱动力计算本课题气动机械手的手部结构如图31所示:
图31齿轮齿条式手部
其工件重量G5公斤,V形手指的角度2120,b120mmR24mm摩擦系数为f0101根据手部结构的传动示意图,其驱动力为2bNpR2根据手指夹持工件的方位,可得握力计算公式
N05tg
11
f055tg6054225N
所以
2bN245NR
p
3实际驱动力
p实际pK1K2
1、因为传力机构为齿轮齿条传动,故取094,并取K115。若被抓取工件的最大加速度取a3g时,则K21所以p实际245
a4g
1541563N094
所以夹持工件时所需夹紧气缸的驱动力为1563N。2、气缸的直径本气缸属于单向作用气缸。根据力平衡原理,单向作用气缸活塞杆上的输出推力必须克服弹簧的反作用力和活塞杆工作时的总阻力,其公式为
F1
D2P
4
FtFz
式中F1活塞杆上的推力,N
Ft弹簧反作用力,N
Fz气缸工作时的总阻力,N
P气缸工作压力,Pa
弹簧反作用按下式计算
FtGf1s
Gf
Gd1
3
4
D1
Gd1
43
Gf
8D1
式中Gf
弹簧刚度,Nm
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f1弹簧预压缩量,m
s活塞行程,m
d1弹簧钢丝直径,m
D1r