第二章 机械手的设计方案
2.7 机械手的主要参数
1.机械手的最大抓重是其规格的主参数，由于是采用气动方式驱动，因此考虑抓取的物体不应该太重，查阅相关机械手的设计参数，结合工业生产的实际情况，本设计设计抓取的工件质量为3公斤
2.基本参数运动速度是机械手主要的基本参数。操作节拍对机械手速度提出了要求，设计速度过低限制了它的使用范围。而影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩及回转的速度。该机械手最大移动速度设计为1.0m/s。平均移动速度为0.8m/s。机械手动作时有启动、停止过程的加、减速度存在，用速度一行程曲线来说明速度特性较为全面，因为平均速度与行程有关，故用平均速度表示速度的快慢更为符合速度特性。除了运动速度以外，手臂设计的基本参数还有伸缩行程、横移行程和升降。大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。过大的运动行程，必然带来偏重力矩增大而刚性降低。在这种情况下宜采用自动传送装置为好。根据统计和比较，该机械手手臂的参数：伸缩行程定为100mm,横移行程为150mm，手臂升降行程定为30mm。定位精度也是基本参数之一。该机械手的定位精度为±0.5mm。
2.8 机械手的技术参数列表
一、用途:
用于自动加工的上下料。 二、设计技术参数: 1、抓重
3 Kg 2、自由度数
3个自由度 3、座标型式
直角座标 4、手臂最大中心高
1250mm
5、手臂运动参数 伸缩行程100mm 伸缩速度40
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四川理工学院毕业设计（论文）
升降行程30mm 升降速度60mm 横移行程150mm 6、手指夹持范围
棒料:?80mm??150mm 7、定位方式
固定挡块或可调机械挡块等 8、定位精度 ±0.5mm 9、驱动方式 气压传动 10、控制方式 继电器程
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第三章 手部结构设计
第三章 手部结构设计
3.1夹持式手部结构
夹持式手部结构由手指(或手爪)和传力机构所组成。其传力结构形式比较多，如滑槽杠杆式、斜楔杠杆式、齿轮齿条式、弹簧杠杆式等。
图3-1 机械手手部结构简图
3.2手指的形状和分类
夹持式是最常见的一种，其中常用的有两指式、多指式和双手双指式:按手指夹持工件的部位又可分为内卡式(或内涨式)和外夹式两种:按模仿人手手指的动作，手指可分为一支点回转型，二支点回转型和移动型(或称直进型)，其中以二支点回转型为基本型式。当二支点回转型手指的两个回转支点的距离缩小到无穷小时，就变成了一支点回转型手指;同理，当二支点回转型手指的手指长度变成无穷长时，就成为移动型。回转型手指开闭角较小，结构简单，制造容易，应用广泛。移动型应用较少，其结构比较复杂庞大，当移动型手指夹持直径变化的零件时不影响其轴心的位置，能适应不同直径的工件。
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四川理工学院毕业设计（论文）
3.3设计时考虑的几个问题
(一)具有足够的握力(即夹紧力)
在确定手指的握力时，除考虑工件重量外，还应考虑在传送或操作过程中所产生的惯性力和振动，以保证工件不致产生松动或脱落。 (二)手指间应具有一定的开闭角
两手指张开与闭合的两个极限位置所夹的角度称为手指的开闭角。手指的开闭角应保证工件能顺利进入或脱开，若夹持不同直径的工件，应按最大直径的工件考虑。对于移动型手指只有开闭幅度的要求。 (三)保证工件准确定位
为使手指和被夹持工件保持准确的相对位置，必须根据被抓取工件的形状，选择相应的手指形状。例如圆柱形工件采用带“V”形面的手指，以便自动定心。 (四)具有足够的强度和刚度
手指除受到被夹持工件的反作用力外，还受到机械手在运动过程中所产生的惯性力和振动的影响，要求有足够的强度和刚度以防折断或弯曲变形，当应尽量使结构简单紧凑，自重轻，并使手部的中心在手腕的回转轴线上，以使手腕的扭转力矩最小为佳。 (五)考虑被抓取对象的要求
根据机械手的工作需要，通过比较，我们采用的机械手的手部结构是一支点 两指回转型，由于工件多为圆柱形，故手指形状设计成V型，其结构如附图所示
3.4手部夹紧气缸的设计
1、手部驱动力计算
本课题气动机械手的手部结构如图3-2所示，
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第三章 手部结构设计
图3-1 冲床专用机械手手部手部机构
其工件重量G=5公斤，
V形手指的角度2??120?，b?120mm?R?24mm,摩擦系数为f?0.10 (1)根据手部结构的传动示意图，其驱动力为:
p?2bN R(2)根据手指夹持工件的方位，可
N?0.5tg(???)
:
?0.5?5?tg(60??5?42')
?25(N)所以
p?2bN?245(N) R (3)实际驱动力:
p实际?pK1K2
?I,因为传力机构为齿轮齿条传动，故取??0.94，并取K1?1.5。若被抓取工件的最大加
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