机械手夹持器设计2.1 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Q=π4×(D2−d2)×Sτ,且由于Q= π4 ×( D2−d2)× Sτ ,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)2025324050556365707580859095100105110125130140160180200250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....