整个机械手分为四大部分促成:1、横向机构:2、纵向机构;3、转动机构4、手部机构。这里手爪设计是由温有财同学设计的,手爪驱动是由我自己设计的。
3.    总体设计方案
根据设计要求,对系统进行总体方案的初步确定。系统主要由转动机构、纵向机构、横向机构及手部机构组成。转动机构用于使机械手整体进行转动,纵向机构用于驱动机械手的整体上升或下降,横向机构用于伸出或缩回机械手手部机构,手部机构的作用为转动机械手手爪及控制手爪的开合。共有4个自由度,分别为2个z方向的转动,及x、y方向的直线动作。总体设计方案见图3.1
 1-    液压泵站:用于输出压力油
2-    纵向机构:用于使机械手整体进行z方向直线运动。由液压缸驱动。
3-    减速箱电机:用于使机械手整体进行z向回转运动
4-    横向机构:用于使机械手整体进行x方向直线运动。由液压缸驱动。
5-    手部机构:用于使机械手手抓进行开合运动。由液压缸驱动。
6-    手爪:用于抓取工件等
7-    基座:用于放置带动整个机械手、液压泵站,并带动其旋转。
4.    机械手主体的设计
4.1.    机械手的工作要求设计
机械手共有3个自由度:
    纵向自由度用于手臂的升降
    横向自由度用于手臂的横向收缩
    机械手整体的转动自由度用于机械手整体的转动
纵向最大工作行程:400mm
横向最大工作行程:500mm
最大工作载荷:50N、20N-m
机械手(手指)最大开度:200mm
4.1.1手臂重量的计算
手臂材料均用铝镍合金,密度2.7 t/m3
手臂重量约为0.56m×0.17m×0.1m×2.7 t/m3×1000kg/t×9.8N/kg≈300N (4.1)
4.1.2机械手支柱机构及整体重量计算
支柱重量的计算
支柱材料均用铝镍合金,密度2.7t/m3,体积约0.08m3
转动底盘重量约为
0.15×3.14×12m2×0.04m×2.7 t/m3×1000kg/t×9.8N/kg≈500N          (4.2)
整个机械手转动底盘以上部分包括转动底盘的重量约为300+500+200≈1000N
4.2.    机械手手部机构设计
4.2.1手部机构驱动设计
手部机构采用连杆式,由液压缸驱动(命名为夹紧缸),夹紧缸采用双作用单杆油缸,额定压力为6.3Mpa。当无杆腔进油时,机械手打开;当有杆腔进油时,机械手合拢。故此液压缸主要受拉,受压较小。
活塞杆受力情况    工作压力p/Mpa    活塞杆直径d
受    拉    —    d=(0.3~0.5)D
受压及拉    p≤5    d=(0.5~0.55)D
受压及拉    5<p≤7    d=(0.6~0.7)D
受压及拉    p>7    d=0.7D
表4.1 活塞杆直径的选取
根据实际情况,选择d=0.55D
推力F2=P=1782N
根据有杆腔进油压力公式
                          (4.3)
式中:F2—有杆腔进油产生的推力
      D—油缸缸径
      d—活塞杆直径
      p1—进油压力
可得,D=0.02203m≈22mm
考虑到在手爪夹紧力计算时,已经选择了最大的安全系数,查手册,选取WY1-SD 1 32 B 6.3 R 35 A为前置法兰盘夹紧缸。外观见图4.1,性能指标见表4.2。
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