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近距离主动挪动式机器手臂设想—— 气压驱动式

发布时间:2018/10/16 点击量:

  驱动部门传迎机构 节造部门 行程检测安装 手部 传感安装 被传迎物 绪论跟着我国工业出产的奔腾成幼,主动化水平的敏捷提高,真隐工件的装卸、转向、 输迎或筹划焊枪、喷枪、扳手等东西进行加工、装卸等功课的主动化,已愈来愈惹起 人们的注重。 机器手是仿照着人手的部门动作,按给定法式、轨迹战要求真隐主动抓与、搬运 或操作的主动机器安装。正在工业出产中使用的机器手被称为“工业机器手”。出产中 使用机器手能够提超出跨越产的主动化程度战劳动出产率;能够减轻劳动强度、包管产物 品质、真隐平安出产;特别正在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体战放 射性等顽劣的情况中,它与代身进行一般的事情,意思更为严重。 1.1 机器手及其构成 1.1.1 什么是机器手 机器手是一种能仿照人手臂的某些动作功效,按固定法式抓与、搬运物件或操作 东西的主动操作安装。它可与代身的沉重劳动以真隐出产的机器化战主动化,能正在有 害情况下操作以庇护人身平安,因此普遍使用于机器造造、冶金、电子、轻工战原子 能等部分。机器手是工场企业高度主动化的标记,它能完成很多妙手艺难度战沉重的 体力劳动,特别对付高温、高压、高湿度、污染等不适宜以人工事情的情况中,机器 手起到了不成代替的感化。 1.1.2 机器手的构成 机器手的构成及其彼此之间的关系如图所示。 机器手次要由施行机构、驱动 体系、节造体系以及位置检测安装 等构成。 (一)施行机构 包罗手部、手腕、手臂战立柱等部 件,有的还增设行走机构。 1、手部 即与物件接触的部 件。手部是用来抓持工件(或东西)的部件,按照被抓持物件的外形、尺寸、 分量、资料战功课要求而有多种布局情势,如夹持型、托持型战吸附型等。 2、手腕 是连接手部战手臂的部件,其调解或转变工件方位的感化。 3、手臂 支承手腕战手部的部件,用以转变工件的空间位置。 4、立柱 是支承手臂的部件,立柱也能够是手臂的一部门,手臂的反转展转活动战升 降(或俯仰)活动均与立柱有亲近的接洽。 5、行走机构 机器手为了完成远距离的操作战扩大利用范畴,能够增设滚轮行走 机构。滚轮式行走机构可分为有轨的或是无轨的两种。 6、机座 它是机器手的根本部门,机器手施行机构的各部件战驱动体系均安装于 基座上,故起支承战连接的感化。 7、其它部门 行程检测安装战传感安装等。 行程检测安装是检测战节造机器手各活动行程(位置)的安装。 传感安装此中装有某种传感器,使手指拥有敏感性战自控性,用以反应手指与物 件能否接触、物件有无滑下或零落、物件的位置能否精确、手指对物件的握紧力能否 与物件的分量相顺应。 (二)、活动机构 使手部完成各类动弹(摆动)、挪动或复合活动来真隐划定的动作,转变被抓持 物件的位置战姿态。活动机构的起落、伸胀、扭转等独立活动体例,称为机器手的自 。为了抓与空间中肆意位置战方位的物体,需有6个自正在度。自正在度是机器手 设想的环节参数。自正在度越多,机器手的矫捷性越大,通用性越广,其布局也越庞大。 正常公用机器手有2~3 个自正在度。 1.2 机器手的分类 、按机器手的利用范畴分类: 公用机器手正常只要固定的法式,而无零丁的节造体系。它隶属于某种机 器或出产线,用以主动的传迎物件或操作某一东西。这种机器手布局较简略,本钱较 低,合用于动作比力简略的多量量出产的场所。 通用机器手(也称工业机械人)即指拥有可变法式战零丁驱动的节造体系,又不隶属于某种机械,而能主动地完成传迎物件或操作某些东西的机器安装。 、按机器手的驱动体例分类: 液压驱动机器手以压力油进行驱动。 气压驱动机器手以压胀氛围进行驱动。 电力驱动机器手间接用电机进行驱动。 机器驱动机器手是将主机的动力通过凸轮、连杆、齿轮、间歇机构等传给 机器手的一种驱动体例。 、按机器手臂力巨细分类: 微型机器手臂力小于1 公斤。 小型机器手臂力为1~10 公斤。 中型机器手臂力为10~30 公斤。 大型机器手臂力大于30 公斤。 按活动轨迹节造体例可分为点位节造战持续轨迹节造机器手等。1.3 使用机器手的意思 跟着科学手艺的成幼,机器手也越来越多地被使用。正在机器工业中,铸、锻、焊、 铆、冲压、热处置、机器加工、装卸、查验、喷漆、电镀等工种都有使用的真例。其 它部分,如轻工业、筑筑业、国防工业等事情中也均有所使用。 机器工业中,使用机器手的次要目标: 一、能够提超出跨越产历程的主动化水平。 使用机器手,有益于真隐资料的传迎、工件的装卸、刀具的改换以及机械的装卸 等的主动化水平,主而能够提高劳动出产率战低落出产本钱。 二、能够改善劳动前提、避免人身变乱 正在高温、高压、低温、低压、有尘埃、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染 以及事情空间狭小等场所中,用人手间接操作时有伤害或底子不成能的。而使用机器 手即可部门或全数与代身平安的完顺利课,使劳动前提得以改善。 正在一些简略、反复,出格是较愚重的操作中,以机器手与代身手进行事情,能够 避免因为操作委靡或疏忽而形成的人身变乱。 三、能够削减人力,并便于有节拍地出产 使用机器手与代身手进行事情,这是间接削减人力的一个侧面,同时因为使用机 械手能够持续地事情,这是削减人力的另一个侧面。因而,正在主动化机床战分析加工 主动线上,目前险些都设机器手,以削减人力战更精确地节造出产的节奏,便于有节 奏进行出产。 综上所述,无效地使用机器手,使成幼工业的一定趋向。 1.4 机器手的成幼表面 1.4.1 对机器手的正常要求: 低落机器手的本钱为了扩大机器手的利用范畴,必需低落机器手的本钱。 据统计,机器手电气节造安装所占本钱的比重较大。 种类多样化为了顺应分歧事情的必要,应使的机器手的种类多样化,用 机器手与代更多的人的手工劳动,进而真隐出产历程的主动化。出格是那些事情比力 单一、反复性很大而事情前提又较差战劳动量较大的工种,更应留意设想战利用各类 类型的机器手。 整机、部件系列化、通用化、尺度化为了加快扩大机器手的使用范畴, 应尽量胀短其设想战造造周期。如许,就要求机器手的某种整机、部件(如手部、臂 部等)系列化、通用化、尺度化。然后,即可按照具体事情的必要,将这些整机、部 件(或再响应地添加一些其它整机、部件)进行组合,构成必要的机器手。当然,这 样的机器手还应包管组合便利,一旦事情变动时,就能敏捷而成功的主头组合。 产物机能应精确靠得住机器手的主要手艺目标之一,就是其机能应不变可 靠。为此,要求设想正当,元件不变,造造切确。 1.4.2 机器手的成幼表面与成幼趋向 机器手是机器、电子、计较机、液压液力与气压传动等多学科高新手艺融合的成 果,是隐代手艺前进的典范典范。机器手凡是用作机床或其它机械的附加安装,如正在 主动机床或主动出产线上装卸战传迎工件,正在加工核心中改换刀具等,正常没有独立 的节造安装。有些操作安装必要由人世接把持,如用于原子能部分筹划伤害物品的主 主式操作手。 公用机器手颠末几十年的成幼,隐在已进入以通用机器手为标记的时代。因为通 用机器手的使用成幼,进而推进了智能机械人的研造。智能机械人涉及的学问内容, 不只包罗正常的机器、液压、气压传动等根本学问,并且还使用一些电子手艺、电视 手艺、通信手艺、计较手艺、无线电节造、仿生学战假肢工艺等,因而它是一项分析 性较强的新手艺。目前国表里对成幼这一新手艺都很注重。 气脱手艺作为机械人中的驱动功效已有部门被工业界所接管,并且对付不太庞大 的机器手,用气动元件构成的节造体系已被接管。因为气脱手艺与电子手艺的连系, 以及周边手艺的成熟,正在工业主动化范畴里,气动机器手、气动机械人的适用性曾经 充真表隐出来。由于气动伺服定位手艺一呈隐,就遭到工业界战学术界的高度注重, 同时为气动机械人、气动机器手大规模进入工业主动化范畴斥地了十分宽广的前景。 研造拥有必然“感到”战“智力”的智能机械人。这种机械人,拥有各类传感装 置,并装备有计较机。按照仿生学的理论,用计较机充任起“大脑”,使它能“思虑”、 能“阐发”、能“回忆”。用电视摄像机、测距仪、纤维光学传感器、导光管或其它 光敏元件作为“眼睛”,正在其“视野”的范畴内能“看”。用听筒战声敏元件等作“耳 朵”能“听”。用扬声器等作“嘴”能“措辞”进行“应对”。用热电偶战电阻应变 仪等作“触觉”能“感到”。用滚轮或双足式的行走机构作为“足”来真隐主动移位。 如许的智能机械人,能够由人用特殊的言语对其下达号令,安插使命。受令后的智能 机械人,即可按照隐场情况的各类前提或消息,独登时“阐发”战“果断”并自编或 自变法式的进行事情;可以或许自找(取舍)物件的方位,字调握力的巨细,自找传迎路 线以避开妨碍物。因而,它将成为“无人化”体系的主要构成关键之一。 机器手的设想2.1 机器手设想的总体方案 因为本次设想的机械人必要通过气缸来真隐机器手臂的三个标的目的上的自正在度 如:手臂的上下的起落活动、手臂的前后伸胀活动、手臂的反转展转活动以及用气压马达 来真隐小车按轨道活动。总体设想方案如下面的框图所示: 氛围压胀机节造调理安装(各种阀类) 节造体系压力、活动标的目的、运 动速率 反转展转气压驱动近距离主动挪动式机器手臂的布局示企图 1、手指夹紧气缸 2、手臂伸胀气缸 3手臂起落气缸 4、反转展转气缸 5、小车 夹严重开 机器手的施行机构因为采用积木式毗连,布局很是简略、适用。 2.2 机械人的规格参数 该机器手属于圆柱站标式。 机械手的参数:1、主参数 机器手的最大抓重是其规格的主参数,机器手最大抓重以10 公斤右 右的为最多。故该机器手主参数定为10 公斤。 2、根基参数 活动速率是机器手次要的根基参数。操作节奏对机器手速率提出 了要求,设想速渡过低则造约了它的利用范畴。而影响机器手动作快慢的次要要素是 手臂伸胀及反转展转的速率。 该机器手最大挪动速率设想为1200 毫米/秒,最大反转展转速率设想为120 均挪动速率为1000毫米/秒,均匀反转展转速率为90 /秒。机器手动作时有起动、遏造历程的加、减速率存正在,用速率—行程直线来申明速率特征较为片面,由于均匀速率与 行程相关,故用均匀速率暗示速率的快慢更为合适速率特征。则手臂前后伸胀均匀速 度为1000 毫米/秒,手臂上下起落均匀速率为500 毫米/秒,手臂反转展转均匀速率为90 除了活动速率以外,手臂设想的根基参数另有伸胀行程战事情半径。大部门机器手设想成相当于人工站着或站着且略有走动操作的空间。过大的伸胀行程战事情半 径,一定带来侧重力矩增大而使刚性低落。正在这种环境下宜采用主动传迎安装为好。 据统计战比力,该机器手手臂的伸胀行程定为600 毫米,最大事情半径为1500 毫米, 手臂安装前后可调200 毫米。手臂反转展转行程范畴定为240 ,又因为该机器手设想成手臂安装方位可调,主而扩大了它的合用范畴。手臂起落行程定为150 毫米。 气压驱动事情压力P 机器手臂定位缓战冲采用机器挡块缓战冲器定位;定位精度为0.5~1毫米。 2.3 气动部件设想的扼要阐发 气缸气缸是操纵压胀氛围的压力能转换为机器能的一种能量转换安装。它 能够输着力,驱动事情部门作直线活动或来去摆动。气缸是由缸体、活塞、活塞杆、 密封件及紧固件等构成。气缸的品种良多,次要有单感化气缸、双感化气缸、组合气 缸,摆动气缸。单感化气缸又可分为柱塞式气缸、活塞式气缸、薄膜式气缸;双感化 气缸又可分为通俗气缸、双活塞杆气缸、不成调缓冲气缸、可调缓冲气缸、活塞带导 向杆气缸、串联式气缸;组合气缸又可分为气液阻尼缸战步进式气缸;摆动气缸又可 分为单叶片摆动气缸战双叶片摆动气缸。 本次机器手的设想中 手臂的起落机构中采用了单感化气缸中的柱塞式气缸,压胀氛围鞭策活塞单标的目的向上活动,借助自重降落。布局简略又适用。 手臂的前后伸胀机构中采用了双感化气缸中的通俗气缸,压胀氛围鞭策活塞双向活动,使用很普遍。 手臂的回起色构中采用了摆动气缸中的单叶片摆动气缸,将压胀氛围的能质变为反转展转活动的机器能,摆动角度小于360 。刚起头筹算采用两个直动气缸动员链条链轮或动员齿条齿轮来得到反转展转活动,经设想方案的比力得出采用反转展转气缸的布局要 紧凑的多,所以仍是采用了摆动气缸。 手指夹紧气缸中我采用了单感化气缸中的活塞式气缸,压胀氛围鞭策活塞但标的目的活动,借助弹簧力反向活动。布局简略,压胀氛围用量较柱塞式少。 氛围节造阀氛围节造阀是气动节造元件,它的感化是节造战调理气路体系 中压胀氛围的压力、流量战标的目的,主而包管气动施行机构按划定的法式一般地进行工 作。氛围节造阀按其感化可分为压力节造阀、流量节造阀战标的目的节造阀三类。 流量节造阀是用来调理战节造压胀氛围的流量、流速以及转变施行机构的事情速率。它次要有截流阀、单向截流阀战排时令流阀。 标的目的节造阀是用来节造气流的标的目的、气路的通断,主而使施行机构的动作产生变迁的气动元件。标的目的节造阀按阀内气流的标的目的分:单向型标的目的 节造阀,它只答应气流沿一个标的目的流动。如单向阀、倏地排气阀等;换 向型标的目的阀,它能够转变气流流动的标的目的。按节造体例分:电磁、气压、 机器战人力等节造方式真隐。按动作体例可分为:直动式战先导式。按 联合体例分:管式毗连、板式毗连战法兰毗连式毗连。 本次机器手的设想中: 颠末思量战阐发后,正在不但餍足各气路要求的前提下又思量到节造阀的同一性战 便利性,我同一取舍了型号为Q24D 的电磁标的目的节造阀。各气缸凡能采用排时令流体例的,都通过电磁阀的排气口节省阻尼螺钉(锥面式) 调速。 手臂前后伸胀气缸的气路上,正在最靠近气缸处,装有两个倏地排气阀,以加速启 动速率战调理全行程上的速率,同时通过调理阀又可使其加快度造约正在答应的范畴 内,以削减造动时的惯性打击,提高定位精度。 手臂的上下起落则采用进时令流体例,用一个单向节省阀调解手臂的上升速率。 降落(靠自重降落)速率仍有电磁阀排气口节省调解。 3、气动根基回路 气动回路战液压回路比拟,有几方面的分歧; 一台气动机器手的气动体系有时比力庞大,但颠末分解却不过乎一些根基回路所 构成。控造了气动根基回路当前,对阐发战设想气动机器手的气动体系都有较大的助 第一,氛围压胀机输出的压胀氛围起首贮存于储气罐中,然后提供各个回路利用。画气动回路图示氛围压胀机常省略不画,但设想气动东回路时,不要健忘思量气 源的威力。 第二,气动回路利用过的氛围是经排气口排入大气的,因此不设回气管道来收受接管 氛围。 第三,因为氛围的粘性很小,正在管路中的压力丧失较小。因而,正在尽量胀短气动 管路的环境下管路依然很幼,并不障碍利用。 因为气动施行机构中,以气缸使用最普遍,故下面所论及的根基回路均以气缸为 其施行机构。设想机器手的气动体系时,最简洁的方式是把选定的完身分歧使命的基 本回路组合起来。 气动根基回路的品种:气动根基回路的品种良多,为了便于设想机器手的气动回 路,仅将气动根基回路按标的目的节造回路战速率节造回路两方面加以论述。 标的目的节造回路(一)单感化气缸两头遏造回路(图2-1) 这种回路可使活塞停正在气缸两头的肆意位置。当三位三通电磁阀的滑阀处正在两头 位置时,气缸的通路封锁,活塞遏造活动。滑阀处正在位置I 时,活塞下腔进气,鞭策 活塞杆伸出。滑阀处正在位置II 时,活塞下腔排气,弹簧力鞭策活塞下行。 (二)双感化气缸换向回路(图2-2) 采用二位五通单电控滑阀节造活塞双向活动。图示位置,活塞右腔进气,右腔排 气,活塞向右活动。滑阀切换后,活塞右腔进气,右腔排气,真隐了气缸活塞的换向。 这种回路时双感化气缸的最根基的换向回路。 (三)双感化气缸的活塞可正在肆意位置遏造的回路 图2-3 所示为单活塞杆气缸的这种回路。它采用中封式三位五通双电控滑阀,当 滑阀处正在两头位置时,各口互不相通,活塞可逗留正在气缸的肆意位置。这种回路不允 许有漏损,如许才能包管气缸靠得住地事情。正在气缸终端必要连结活塞固定的遏造位置 时,也利用这种回路。 图2-4 所示为双活塞杆气缸的这种回路。它采用中封式三位五通双电控滑阀,当 滑阀处正在两头位置时,压胀氛围同时与活塞右、右两腔相通。因两腔活塞的无效受压 面积相称,主而包管了活塞两腔同时受压时,活塞能逗留正在肆意位置。但当外界加正在 活塞杆上的轴向力不均衡时,则活塞遏造的位置不不变。为了降服这个错误谬误,可增设 调压阀进行压力调整,节造活塞两侧压力均衡,如图2-5 所示。这种回路可答应有少 单感化气缸两头遏造回路量漏损,比采用中封式阀较靠得住。 (四)延时节造回路 图2-6 所示的延时节造回路,为节造信号A 使二位四通单气控滑阀1 切换时,压 胀氛围经阀1、单向节省阀3 充气,颠末必然的时间,气容压力到达必然数值,节造二位三通气控阀2 切换。压胀氛围经阀2 又弹簧复位,压胀氛围节造阀2也复位而封睁,B 氛围经阀3的单向阀、阀1 而排空。 延时节造回路用于不答应利用时间继电器的场所,如易燃、易爆战大粉尘的场所。 速率节造回路2—4双活塞杆气缸肆意 位置遏造回路 单活塞杆气缸肆意位置遏造回路 带调压阀的双活塞杆气缸肆意位置遏造回路 延时节造回路(一)单感化气缸的速率节造回路(图2-7) 它由二位三通单电控滑阀1 战两个单向节省阀2 所构成。阀1负气缸换向, 的节省阀节造气缸活塞杆的伸出速率。阀3的节省阀节造活塞杆的退回速率。 调理节省阀的开度,能够转变活塞双向的活动速率。 (二)双感化气缸单向速率节造回路(图2-8)该回路是正在气缸的一个气路上装设单向节省阀1。图示位置为压胀氛围经二 位五通单电控滑阀2 切换后,活塞右腔的排气速率受阀1可调理省阀的造约,主而节造了活塞杆的 伸出速率。因为背压的存正在,也添加了气缸事情行程的不变性。除此之外。活塞 前往行程的急回活动,也可用来提高机械的出产率。 (三)双感化气缸双向速率节造回路 双感化气缸单向速率节造回路图2-9 所示是将两个单向节省阀装正在气缸的两条气路上,别离节造活塞两个 标的目的活动时的排气速率。调理节省阀,即可获得活塞分歧的活动速率。 图2-10 所示是带有排时令流阀的速率节造回路。它是将节省阀安装正在二位五 通单电控滑阀的排气口上。调理节省阀,即可节造气缸的排气速率,主而使活塞 获得分歧的活动速率。这种回路的特点是布局较简略。 图2-11 所示使活塞可获得倏地活动的速率节造回路。它是正在单向节省阀1 的后面气路上并联了二位二通阀3战4。如许,不只能够由阀1 双感化气缸双向速率节造回路2—10 带有排时令流阀的速率节造回路 节省)活塞两个标的目的的活动速率,并且当阀3 翻开时,则活塞可倏地右行。二位五通 单电控滑阀5 切换后,若阀4 翻开,则活塞可倏地右行。因而,可按照必要获得活塞 双向的倏地活动。 (四)双感化气缸速回活动节造回路 该回路当活塞杆右行时,压胀氛围经由二位五通单电控滑阀3 战倏地排气阀 进入气缸活塞的右腔,鞭策活塞右行。此时,气缸右腔的氛围经单向节省阀1节省节造后排空。阀3 切换(图示位置)后,压胀氛围经阀1 的单向阀进入气缸 的右腔。此时,气缸右腔的氛围主阀2 倏地排入大气,得到急回活动。这种回路 要求气缸附加缓冲安装。 2—11 活塞作倏地活动的速率节造回路 (一)双缸同步动作的速率节造回路该回路时采用一个二位四通单电控滑阀来节造两个气缸,并正在每个气缸的气 路中装设单向节省阀,以调解战节造活塞的速率,使之到达同步活动的目标。如 用双缸或多缸把持一个重型框架升降时,同步举升或下降极为主要,不然框架被 扭斜将发生很大的附加阻力,以至不克不及活动。这种回路应以阻力最大的阿谁气缸 为准,调解其它缸的活动速率以到达同步的目标。 (二)气液操作缸同步回路 图2-14 所示的同步回路是因为毗连两个气液操作缸被封入油液,所以两活塞 的活动速率可彻底同步。设想时,招考虑到缸5 无杆腔无效面积的关系,当无效面积相称时,两缸获同步活动。也能够设想成两缸按必然比例的速 度活动。 2—12 双感化气缸速回活动节造回 (三)缓冲回路对可调行程位置的气缸(如某些机器手的气缸)缓冲问题,可采用缓冲回路 来处理。 图2-15 所示的缓冲回路,是正在气缸的两条气路上并联两个二位二通阀1 的排气口装设节省螺钉。并正在回路中的二位五通双电控滑阀3的两个排气 2—13 双缸同步动作的速率节造回路 2—14 气液操作缸同步回路 口上也装设节省螺钉。调理阀1 的排时令流螺钉,以节造活塞倏地行程时的速率。调理阀3 的排时令流螺钉,以节造活塞的减速。主而到达减速缓冲的目标。 图2-16所示的缓冲回路,是正在单向节省阀3 的气路上并联二位二通阀1战阀2。并正在二位五通双电控滑阀5 的排气口上装设节省螺钉。活塞倏地行程时, 阀1(或阀2)切换,排气腔的氛围经阀1(或阀2)战阀5 排出,调理阀5 的节省阀以节造减速活动,到达减速缓冲的目标。图2-17 所示为操作气缸采用油液阻尼的缓冲回路。操作缸1 两条气路上的快 速排气阀2 为倏地行程时排气所用。缸1活塞右行时,倏地活动到凝结正在缸 活塞杆上的撞块与挡块II碰撞后,动员油缸5 活塞杆起头减速右行直到遏造, 正在此减速历程中,缸5 活塞右腔油液经单向节省阀6 节省阻尼后,经单向节省阀 活塞右行时,撞块碰撞挡块I后,油缸5 活塞杆 起头减速右行,直到遏造。补油安装8 用作向缸5 2—15装设节省螺钉的缓冲回路 正在本次设想机器手中我次要用到了此中的气动根基回路为双感化气缸换向回路、单感化气缸的进气调速回路、双感化气缸单向速率节造回路、带有排气截流 阀的速率节造回路。 机器手的计较3.1 设想手臂布局应留意的问题 手臂的布局情势是按照机器手的抓与分量、自正在度数、活动速率、事情范畴、定 2—16 装设单向节省阀的缓冲 回路 2—17 采用油液阻尼的缓冲回路 位精度以及机器手的全体结构等要素决定的。手臂布局能否设想的正当,对机器手的 事情机能有着很大的影响,正在设想手臂布局是,除了思量上述诸要素外,还应留意以 下几点: 、应使手臂刚度大、分量轻 因为机器手的手臂正常悬伸幼度比力幼,若手臂的刚度不敷时,会发外行臂弯直 变形过大,就会惹起手臂的定位禁绝,并且也间接影响活塞杆(即手臂)活动的矫捷 性。别的,手臂正在起动或造动历程中遭到惯性力或惯性力矩的感化,手臂将产生颤动, 因为手臂的颤动,也会影响手臂的定位精度,除了采用靠得住的定位安装外,应敌手臂 布局有必然的刚度要求,才能包管手臂的精确的事情战必然的定位精度。 、应使手臂活动速率快、惯性小 为了减小惯性打击,正常采纳的办法有: 尽量胀短手臂悬伸部门的幼度,使手臂未伸出时的总分量的重心偏于伸胀标的目的的反侧,以减小反转展转半径。 正在驱动体系中增设缓冲安装,使活动件减速缓冲。、手臂动作应矫捷 为使手臂运转轻快、矫捷,除手臂自身布局紧凑轻盈外,应削减手臂活动件之间 的摩擦阻力,用滚动摩擦与代滑动摩擦。对付悬伸式的机器手,手臂上零部件(如传 动件、导向件、定位件等)的安插应正当,使手臂活动历程中尽量连结均衡,以削减 对起落支承轴线的侧重力矩,使手臂活动矫捷,预防产生“卡死”(即自锁)征象。 、应使手臂传动精确、导向性好 为了能精确的传迎工件战包管传动的安稳,应设有导向支承安装,以包管手指的 准确标的目的,并加强手臂的刚性。别的装正在手臂上的零部件要求便于装装战调解。 、输气管道的安插应正当 机器手上的各事情气缸相互正在空间作相对的直线活动或反转展转活动,要求布局紧 凑、形状划一、动作矫捷,因而对各个事情气缸的输气管道安插应赐与足够的注重, 特别是靠近事情对象的手腕战手指夹紧缸,正在外部用良多的软管向气缸输入压胀空 气,尽管软管安装维修较便利,可是他会影响机器手的活动,并易毁伤,并且手臂外 形不划一。 、其他要求 对付正在粉尘场所事情的机器手,应设有防尘安装等。 3.1.1 手臂的计较 气缸的计较: 气缸的设想应按照感化正在活塞杆上的外力(推力或拉力)的巨细、活塞的行程 战活动速率以及安装情势等方面提出的要求来进行。 气缸的容积要取舍的适宜,过大的容积不只及使缸体的尺寸分量添加,同时使压 胀氛围的必要量添加,形成了华侈战添加了本钱。 活塞的行程是决定气缸幼度的次要参数,构成过幼队压杆的不变性当然欠好,对缸筒 的加工业会带来坚苦。另一方面活塞的活动速率决定与气缸进气管道内径的巨细,活塞的 活动速率越高,则要求进气管道的直径越大。目前气缸的活动速率因为各方眼前提的造约, 正常速率的最大值不跨越1.2 气缸的取舍参考下表:气缸的相关尺寸参数: 2、气缸壁厚的计较:气缸的内景D 确定后,有强度前提计较所需的最小的气缸壁厚,, 气缸 直径 (mm) 活塞 杆直 供气孔直径(英造管螺 气缸端盖螺栓 d*个数 事情压力(共斤/厘米 活塞推力(公斤)不计效率活塞推力(公斤)不计效率 50 16 G1/4” M6*4 39 59 78 98 118 35 53 70 88 103 75 20 G1/4” M8*4 88 133 177 211 265 82 123 164 205 247 100 25 G1/4”-3/8” M10*4 157 235 314 392 471 147 221 294 368 442 125 30 G1/4”-3/8” M10*4 245 368 491 613 736 231 347 462 578 694 150 30 G3/8”-1/2” M10*6 353 530 707 883 1060 339 509 678 848 1018 200 40 G3/8”-1/2” M12*6 628 943 1257 1571 1885 603 905 1206 1508 1810 250 50 G1/2”-3/4” M16*6 982 1473 1964 2454 2945 943 141411885 1885 2356 2828 300 55 G1/2”-3/4” M16*6 1414 2121 2828 3534 4241 1366 2049 2732 3415 4099 再按照具体的布局来确定恰当的数值。根据资料力学的薄壁筒公式,气缸的壁厚可 鄙人表查出: (毫米)50 75 100 120 150 200 250 300 (毫米)铸铁HT15-33 1010 12 12 16 16 钢A3,钢A5 1010 铝合金ZL3 810 810 1012 1012 1214 1214 1417 1417 起落气缸的壁厚:缸径125 毫米,气缸资料选钢A3,则为6 毫米。 前后伸胀气缸的壁厚:缸径为100 毫米,气缸资料选钢A3,则为6 毫米。 手指夹紧气缸的壁厚: 缸径50 毫米,气缸资料选钢A3,则 毫米。、起落气缸的参数及计较: 起落气缸由气动上升,靠自重降落,行程150 毫米,缸径125 毫米,活塞杆直 径为30 毫米,起落速率为500 毫米/秒,若按气压p=4 公斤/厘米 战汽缸效率=0.8计较。 则其上升时的驱动推力P 公斤491 [式中S—气缸的行程,厘米;D—活塞直径,厘米]; [式中气d—活塞杆直径, 厘米]; 因为起落气缸靠自重降落,所以 、前后伸胀气缸的参数及计较:前后伸胀气缸的行程为600 毫米,缸径为100 毫米,活塞杆直径为25 毫米,若 按气压p=4 公斤/厘米 战气缸效率=0.8计较。 则其上升时的驱动推力P 公斤251 =235公斤 则输入氛围流量Q 反转展转气缸的参数及计较:颠末设想方案的比力得出的结论是:采用反转展转气缸比用两个直动气缸动员齿条齿 轮所得到反转展转活动的成果要紧凑。反转展转气缸的布局尺寸设想为 B=120 毫米,缸径 2R=180 毫米,轴径2r=50 毫米,若按气压p=4 公斤/厘米 战气缸效率=0.9计较。 反转展转气缸的扭矩是由动片受压面积及其核心到反转展转轴线的半径决定的。当计及气 缸效率后输出的扭矩M 的计较公式为 M=Bp(R )/2=1620公斤.厘米=16.2 公斤.米 则输入氛围流量为:Q )ω/400=312 (18 、手指夹紧气缸的参数及计较:手指夹紧气缸的设想参数为:缸径50 毫米,活塞直径为16 毫米,v=2.5 厘米/ 秒,工件分量G=10 公斤,“v”形手指的角度2θ=120

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