小型多自由度机械手主体设计+CAD图纸+答辩PPT(5)
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。
上一篇：中碳钢凸轮轴热处理工艺设计