二、各主要组成部分设计
2.1爪部机构设计 2.1.1对手部设计的要求
(1)对手部设计的要求 (a)有适当的夹紧力
手部在工作时，应具有适当的夹紧力，以保证夹持稳定可靠，变形小，且不损坏工件的已加工表面。对于刚性很差的工件夹紧力大小应该设计得可以调节，对于笨重的工件应考虑采用自锁安全装置。
(b)有足够的开闭范围
根据工件外圆大小,夹持的大小直径必须大于100mm 。
夹持类手部的手指都有张开和闭合装置。工作时，一个手指开闭位置以最大变化量称为开闭范围。对于回转型手部手指开闭范围，可用开闭角和手指夹紧端长度表示。手指开闭范围的要求与许多因素有关，如工件的形状和尺寸，手指的形状和尺寸，一般来说，如工作环境许可，开闭范围大一些较好。 (c) 力求结构简单，重量轻，体积小
手部处于腕部的最前端，工作时运动状态多变，其结构，重量和体积直接影响整个机械手机构的结构，抓重，定位精度，运动速度等性能。因此，在设计手部时，必须力求结构简单，重量轻，体积小。
(d) 手指应有一定的强度和刚度 (e)其它要求：
因此送料，夹紧机械手机构，根据工件的形状，采用最常用的外卡式两指钳爪，夹紧方式用常闭史弹簧夹紧，松开时，用单作用式液压缸。此种结构较为简单，制造方便。
2.1.2手部设计基本要求
（1） 应具有适当的夹紧力和驱动力。应当考虑到在一定的夹紧力下，不同的传动机构所需的驱动力大小是不同的。
（2） 手指应具有一定的张开范围，手指应该具有足够的开闭角度（手指从张开到闭合绕支点所转过的角度）??，以便于抓取工件。
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（3） 要求结构紧凑、重量轻、效率高，在保证本身刚度、强度的前提下，尽可能使结构紧凑、重量轻，以利于减轻手臂的负载。
2.1.3机械手手抓的设计计算
1.选择手抓的类型及夹紧装置
本设计是设计平动搬运机械手的设计，考虑到所要达到的原始参数：手抓张
0合角??=60，夹取重量为30Kg。常用的工业机械手手部,按握持工件的原理,分为夹持和吸附两大类。吸附式常用于抓取工件表面平整、面积较大的板状物体,不适合用于本方案。本设计机械手采用夹持式手指,夹持式机械手按运动形式可分为回转型和平移型。平移型手指的张开闭合靠手指的平行移动,这种手指结构简单, 适于夹持平板方料, 且工件径向尺寸的变化不影响其轴心的位置, 其理论夹持误差零。若采用典型的平移型手指, 驱动力需加在手指移动方向上,这样会使结构变得复杂且体积庞大。显然是不合适的，因此不选择这种类型。
通过综合考虑，本设计选择二指回转型手抓，采用滑槽杠杆这种结构方式。夹紧装置选择常开式夹紧装置，它在弹簧的作用下机械手手抓闭和，在压力油作用下，弹簧被压缩，从而机械手手指张开。 2 、手抓的力学分析
下面对其基本结构进行力学分析：滑槽杠杆 图2-1-3.1为常见的滑槽杠杆式手部结构。
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3
2 O1
O2
1 FN
图2-1-3.1滑槽杠杆式手部结构
图2-1-3.2滑槽杠杆式受力分析
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在杠杆3的作用下，销轴2向上的拉力为F，并通过销轴中心O点，两手指1的滑槽对销轴的反作用力为F1和F2，其力的方向垂直于滑槽的中心线oo1和oo2并指向o点，交F1和F2的延长线于A及B。
由?Fx=0 得 F1?F2 ?Fy=0 得 F1?F 2cos? F1??F1' 由?M01?F?=0 F'?F1Nh
a cos?b F=cos2?FN
a ?h?式中 a——手指的回转支点到对称中心的距离（mm）.
?——工件被夹紧时手指的滑槽方向与两回转支点的夹角。
由分析可知，当驱动力F一定时，?角增大，则握力FN也随之增大，但?角过
00大会导致拉杆行程过大，以及手部结构增大，因此最好?=30~40。 3、夹紧力及驱动力的计算
手指加在工件上的夹紧力，是设计手部的主要依据。必须对大小、方向和作用点进行分析计算。一般来说，需要克服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，以便工件保持可靠的夹紧状态。
手指对工件的夹紧力可按公式计算： FN?K1K2K3G 式中 K1——安全系数，通常1.2~2.0；
k2——工作情况系数，主要考虑惯性力的影响。可近似按下式估
K2?1?bv其中a，重力方向的最大上升加速度；a?max at响 vmax——运载时工件最大上升速度
t响——系统达到最高速度的时间，一般选取0.03~0.5s
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K3——方位系数，根据手指与工件位置不同进行选择。 G——被抓取工件所受重力（N）。
表2-1-3.1 液压缸的工作压力
作用在活塞上外力液压缸工作压力作用在活塞上外力液压缸工作压力F（N） 小于5000 5000~10000 10000~20000
计算：设a=50mm,b=100mm,10
(1)设K1?1.5， a?vmaxa，K2?1?=1.02（a运载工件时重力方向的最大上升加速度）， 0.5g00Mpa 0.8~1 1.5~2.0 2.5~3.0 F（N） 20000~30000 30000~50000 50000以上 Mpa 2.0~4.0 4.0~5.0 5.0~8.0 K3?0.5 根据公式，将已知条件带入：
? FN=1.5?1.02?0.5?400=306N （2）根据驱动力公式得： F计算? （3）取??0.85 F实际?F计算?918?1080N 0.852?1002（cos30）?306=918N 50? （4）确定液压缸的直径D ?F实际???D42?d2?p
选取活塞杆直径d=0.5D,选择液压缸压力油工作压力P=0.8~1MPa,
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