精品第四章 臂部手腕设计.pptVIP

2.按夹持原理分 　　图4-48所示为机械类、磁力类和真空类三种手爪的分类。机械类手爪有靠摩擦力夹持和吊钩承重两类，前者是有指手爪，后者是无指手爪。产生夹紧力的驱动源可以有气动、液动、电动和电磁四种。磁力类手爪主要是磁力吸盘，有电磁吸盘和永磁吸盘两种。真空类手爪是真空式吸盘，根据形成真空的原理可分为真空吸盘、气流负压吸盘、挤气负压吸盘三种。磁力手爪及真空手爪是无指手爪。 * 　　图4-49所示为一种三指手爪的外形图，每个手指是独立驱动的。这种三指手爪与二指手瓜相比可以抓取像立方体、圆柱体、球体等不同形状的物体。 3.按手指或吸盘数目分 　　机械手爪可分为：二指手爪、多指手爪。 　　机械手爪按手指关节分：单关节手指手爪、多关节手指手爪。 　　吸盘式手爪按吸盘数目分：单吸盘式手爪、多吸盘式手爪。 * 图4-50所示为一种多关节柔性手指手爪，它的每个手指具有若干个被动式关节(PassivejointS)，每个关节不是独立驱动。在拉紧夹紧钢丝绳后柔性手指环抱住物体，因此这种柔性手指手爪对物体形状有一种适应性。但是，这种柔性手指并不同于各个关节独立驱动的多关节手指。 * 4.按智能化分 　　(1)普通式手爪。手爪不具备传感器。 　　(2)智能化手爪。手爪具备一种或多种传感器，如力传感器、触觉传感器、滑觉传感器等，手爪与传感器集成成为智能化手爪(IntelligentGrippers)。 三、手爪设计和选用的要求手爪设计和选用最主要的是满足功能上的要求，具体来说要在下面几个方面进行调查，提出设计参数和要求。 1.被抓握的对象物 　　手爪设计和选用首先要考虑的是什么样的工件要被抓握。因此,必须充分了解工件的几何形状、机械特性。 (1)几何参数有： 工件尺寸 可能给予抓握表面的数目 可能给予抓握表面的位置和方向 夹持表面之间的距离 夹持表面的几何形状 (2)机械特性有以下方面: 质量 材料 固有稳定性 表面质量和品质 表面状态 工件温度 * 2.物料的馈送器或存储装置 　　与机器人配合工作的零件馈送器或储存装置对手爪必需的最小和最大爪钳之间的距离以及必需的夹紧力都有要求，同时，还应了解其它可能的不确定的因素对手爪工作的影响。 3.机器人作业顺序 　　一台机器人在齿轮箱装配作业中需要搬运齿轮和轴，并进行装配，虽然手部可以既抓握齿轮也可以夹持轴，但是，不同零件所需的夹紧力和爪钳张开距离是不同的，手部设计上要考虑到被夹持对象物的顺序。在必要的时候，可采用多指手爪，以增加手部作业的柔性。 * 4.手爪和机器人匹配 　手爪一般用法兰式机械接口与手腕相连接，手爪自重也增加了机械臂的载荷，这两个问题必须给予仔细考虑。手爪是可以更换的，手爪形式可以不同，但是与手腕的机械接口必须相同，这就是接口匹配。手瓜自重不能太大，机器人能抓取工件的重量是机器人承载能力减去手爪重量。手爪自重要与机器人承载能力匹配。　　 5.环境条件 　　在作业区域内的环境状况很重要，比如高温、水、油等环境会影响手爪工作。一个锻压机械手要从高温炉内取出红热的锻件坯必须保证手爪的开合、驱动在高温环境中均能正常工作。 * 其缺点是空气介质的可压缩性,使爪钳位置控制比较复杂。液压驱动手爪成本稍高一些。电动手爪的优点是手指开合电机的控制与机器人控制可以共用一个系统,但是夹紧力比气动手爪、液压手爪小、开合时间比它们长。电磁力手瓜控制信号简单，但是夹紧的电磁力与爪钳行程有关，因此，只用在开合距离小的场合。图4-51所示的是一种气动手爪，气缸4中压缩空气推动活塞3使连杆齿条2作往复运动，经扇形齿轮1带动平行四边形机构，使爪钳5平行地快速开合。 四、普通手爪设计 1.机械式手爪设计皆 　　(1)驱动。机械式手爪通常采用气动、液动、电动和电磁来驱动手指的开合。气动手爪目前得到广泛的应用，因为气动手瓜有许多突出的优点：结构简单、成本低、容易维修，而且开合迅速，重量轻。 * 　　(2)传动。驱动源的驱动力通过传动机构驱使爪钳开合并产生夹紧力。机械式手爪还常以传动机构来命名，如平行连杆式手爪(见图4-51)、齿轮齿条式手爪[见图4-52(a)]、拨杆杠杆式手爪[见图4-52(b)]、滑槽式手爪[见图4-52(c)]、重力式手爪[见图4-52(d)]等。 　　对于传动机构有运动要求和夹紧力要求。如图4-51及图4-52(a)所示的平行连杆式手爪和齿轮齿条式手爪可保持爪钳平行运动，夹持宽度变化大。对夹紧力要求是爪钳开合度不同时夹紧力能保持不变。 * 　　(3)爪钳。爪钳是与工件直接接触的部分，它们的形状和材料对夹紧力有很大的影响。夹紧工件的接触点越多，所要求的夹紧力越小，对夹持工件来说更显得安全。图4-53所示是具有V形爪钳表面的手爪，有四条折线与工件相接触，形成力封闭形式的夹持状态，比图4-46所示的平面瓜钳