机械手设计说明书x.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑机械手设计说明书x 指导老师: 设计合作成员： 一、设计工程名称 机械手臂手指机构2 二、设计目的 本设计拟搬运宽度尺寸90?110mm、质量为5kg以内的六菱柱形钢质工件, 手指机构带水平转盘手指的动力驱动方式为液压传动 　液压传动的机械手是以 压缩液体的压力来驱动执行机构运动的机械手 三、设计要求 机械手为专用机械手，适用于夹六菱柱形钢质工件 选取机械手的座标型式和自由度 主要设计出机械手的手部机构 液压传动系统液压缶工的选用 四、设计方案 4.1机械手根本形式的选择 机械手的典型结构一般可分为：回转型(包括滑槽杠杆式和连杆杠杆式两 种)、移动型(移动型即两手指相对支座作往复运动)和平面平移型本设计采 用二指回转型手抓 4.2机械手的主要部件及运动 本机械手的部件有齿轮、齿条、连杆和液压缸等主要的运动有直动液压缸 驱动齿条的平动、齿轮和齿条的啮合运动、连杆的转动和手抓的平行移动 4.3驱动方式的选择 本机械手的驱动方案采用液压机构驱动机械手 ，结构简单、尺寸紧凑、重量 精品资料 轻、操纵便利。

4.4机械手的技术参数列表 用途：卸码垛机械手臂 抓重：5kg 抓取的物体的几何外形：宽度为 90?110mm六菱柱形钢质工件 机械手自重：小丁等丁 10kg 4.5机械工作原理 机械手的火工件的工作原理框图如图1所示 驱动系统 （液压传动） 1 执仃机构 ? 齿条齿轮传动 ——? 四连杆 ^^1 手爪夹持工件 图1.机械手夹工件的工作原理框图 该机械手采用了液压驱动方式来实现其工作的要求，工作要求就是机械手能 适应六菱柱形钢质工件不同面的夹持，故带有水平■转盘手臂的回转运动 传动机构采用齿条与齿轮啮合本机械通过液压驱动传递动力推动齿条平 动,齿条与齿轮啮合将液压缸传来的水平运动转化为齿轮连杆的回转运动 　而齿 条与齿轮啮合驱动四连杆转动，四连杆机构使火板水平■移动，完成对工件的夹紧 松开机械手的整体结构图如 图2、图3所示手爪部分特点如下表述： 1.机械手手部由手爪（即火板）和传力机构所构成机械手爪能夹宽度尺 寸为90?110mm的工件，由丁所夹工件是六菱柱形钢质工件， 故在竖直方面上 夹持会对比便利设计和简化机构，手爪部分可以做成平■面火板，而机构本身应带 水平■转盘机构以适应不同角度的夹持。

2.传力机构型式连杆杠杆式，火板是与工件直接接触的构件，在竖直方向 上夹持工件，火板表面始终保持与工件侧表面平■行， 通过火板产生夹紧力来完成 夹放物件的任务 4.6结构说明 本机械手从上至下主要部件分别是水平转盘、液压缸、齿条齿轮、四连杆、 火板 4.6.1手爪结构设计及夹持范围计算（如图 4） 齿轮设计： 综合考虑避免齿轮根切、加工便利、机械手结构尽量小和简单等因素，齿轮 模数M=1，分度圆半径为20mm同时连杆1和齿轮做成一体能大大简化机械 结构 考虑到刚度和夹紧的需要确定 L3=19 确定D 由于机械手要夹紧的工件的范围是 90?110mm，所以D=90mm.而且D 越大，机械手的体积越大再结合已经确定的齿轮的参数，应选D=40 确定L2 由于机械手要夹紧的工件的范围是90?110mm ,故 L2=(110+19*2-40)/2=54.留下一定的设计余量，选 L2=60 图4.手爪结构 夹紧力和驱动力的计算 手指加在工件上的夹紧力，是设计手部的主要依据务必对大小、方向和作 用点举行分析计算一般来说，需要战胜工件重力所产生的静载荷以及工件运动 状态变化的惯性力产生的载荷，以便工件保持值得信赖的夹紧状态。

手指对工件的加紧力可按公式计算： Kn NK1K2K3G(3.2) 式中Ki——安全系数，寻常1.2--2.0; K2工作状况系数，主要考虑惯性力的影响可近似按下式估算K2 =1+a/g (其中a为重力方向的最大上升加速度 a=Vmax/t响； Vmax运载时工件最大上升速度 t响一一系统达到最高速度的时间，一般选取0.03--0.5S K3——方位系数，根据手指与工件位置不同举行选择 G——被抓取工件所受重力(N) 本设计采用的参数值如下： Ki=1.6 ; K2 =1+a/g=1+ (0.1/0.5 ) /10=1.02 ; K3=1.5 ; G=50 故得： Fn=1.6 X1.02 X1.5 50=122.4 N 计算驱动力： F 计算=Fn (( h+L2COS a )-kb) =122.4 X《47.5+80 Cos18 ) -0.15 X18.11 ) /20 =739N 实际驱动力： 取 ti=0.95 得 F 实际=F 计算/ t=739/0.95=778 N ? , I-i c 22 一 F实际=-D -d p 4F—\Fp(l_0S)选取活塞杆直径d=0.5D,选择液压缸压力油工作压力 4F— \Fp(l_0S) =12.8mm4X778 =12.8mm _ 兀 X 0.X IO, x 0,75 表2.液压缸活塞杆外径尺寸系列 IT 18 j 45 I11Q |280 PF 20 I 50 1135 [ 320 叵阿 I 56 1140 I 360 825 63160 Fw r^~)to piso 1 [1T 阿 | 80 I 200 I pT r^~ I 90 I 220 I 16 40 100 250 表3.液压缸活塞行程系列(GB/T 2349-1980 ) 25 50 SO 100 125 1 160 200 250 320 400 ]500 53。

00 WOO 1250 1600 2000 2500 3200 400C 40 (53 卯 110 140 ISO 220 2S0 360 450 550 700 900 1100 1400 1SOO 2200 2S00 3600 240 300 340 3S0 420 4S0 530 (500 (550 750 S50 950 1050 1200 1300 1500 1700 1900 2100 2400 2d00 3000 3400 3SOO 根据表1,选取液压缸内径为：D=16mm 根据表2,则活塞杆内径为： — 9 —。