手眼式移动机器人设计+CAD图纸(3)
受力分析：
图2-2 四杆受力分析
=cos *F
=sin *F
由受力分析可知：当 = 。时， = ，也就是使爪子向下转动的力与向外的力是一样的，这时，爪子处于平衡状态。而随着 的增大， 会大于 ,也就是说，当 大于45度后，爪子盘向下，也就是 增大后，爪子的抓力反而变小，也就是说我们设计时 应该小于45度，45度时就是抓取物体的最小尺寸。
从图上可知，当 为45 度时， 越小，L4 越短，从材料和经济方面来看， 越小越好，故取 = 。
图2-3 抓物受力简图
当抓取的物体最小时，也就是抓爪转动30度，那时 // ，取 =10mm,
则 = 。， =30mm；所以 30mm 当抓手的开口最大时，如图
图2-4 开口最大受力分析
此时 、 连成一线，则 = °
设 =30mm，则 + =2cos *30=52mm
所以 =42mm
故 30 42 取 =40mm
在连杆中连接处会打通孔，我们算出来的就是两孔间的距离，所以实际尺寸应该要加上半径还有傍边的部分。设通孔的中心到一边的距离为 5mm，则连杆实际长度为40+5*2=50mm.
2.2 手指的设计
为了更好的抓起物体，使物体不掉下来，应把爪片的下面做成一个倾角，受力分析如下：
图2-5 抓物时受力简图
Mg=cos *F+sin *ƒ cos * ƒ=sin *F
F=Mg*cos
可知， 越小，F会越大，当取 为45度时，代入数据后得
F=2*10*cos 。=14N
根据拉压杆的强度条件： 得：
式中： [ ]为许用应力；
n为安全因数； 为载荷；
A为杆的横截面面积
表1 常用材料的力学性能表
材料名称 牌号 /MPa / MPa /% 备注
普通碳素钢 Q215
Q235
Q255
Q275 215
235
255
275 335-450
375-500
410-550
490-630 26-31
21-26
19-24
15-20 对应久牌号A2 对应久牌号A3 对应久牌号A4 对应久牌号A5
优质碳素钢 25
35
45
55 275
315
355
380 450
530
600
645 23
20
16
13 25号钢
35号钢
45号钢
55号钢
合金钢 20Cr
40Cr
30CrMnSi 540
785
885 835
980
1080 10
9
10 20铬
40铬
30铬锰硅
铝合金 LY12 274 412 19 硬铝
查表1得：
考虑到要质量较轻，采用铝合金材料：
则
取安全系数n=1.2，代入数据得
[ ]=274/1.2=228 Mpa
A 14/228* =0.06*
故取抓爪的尺寸为
14*5=70 60mm
取首尾间的距离为80mm 由杠杆原理得