第13章工業(yè)機(jī)械手

1、1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手第第13章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手 1 1、機(jī)械手的組成：、機(jī)械手的組成：一、概述一、概述 機(jī)械手主要由機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及位執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及位置檢測裝置置檢測裝置等組成，各部分之間的相互關(guān)系如下圖示。等組成，各部分之間的相互關(guān)系如下圖示。 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手是能夠模仿人手的部分動(dòng)作，按給定程序、是能夠模仿人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手（1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：包括包括手部、手腕、手臂和立柱

2、手部、手腕、手臂和立柱等等部件，有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。部件，有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。手腕：連接手部和手臂手腕：連接手部和手臂手臂：支承手腕和手部手臂：支承手腕和手部立柱：支承手臂立柱：支承手臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制裝置：控控制裝置：控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)法蘭盤：外接手法蘭盤：外接手部的機(jī)械式接口部的機(jī)械式接口1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手（3 3）控制系統(tǒng)：）控制系統(tǒng)：機(jī)械手動(dòng)作的機(jī)械手動(dòng)作的指揮系統(tǒng)指揮系統(tǒng)，用來，用來控制動(dòng)作的順序、位置、時(shí)間、速度和加速度等?？刂苿?dòng)作的順序、位置、時(shí)間、速度和加速度等。 （4 4）位置檢測裝置：）位置檢測裝置：控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置，隨

3、時(shí)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)隨時(shí)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進(jìn)行比較，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，使定的位置進(jìn)行比較，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度達(dá)到設(shè)定的位置。執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度達(dá)到設(shè)定的位置。（2 2）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置動(dòng)力裝置，常用液壓、氣動(dòng)、電力和機(jī)械式四種形式。常用液壓、氣動(dòng)、電力和機(jī)械式四種形式。1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手2 2、機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)與分類、機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)與分類（1 1）機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)：）機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)：機(jī)械手以及其手部所夾持的機(jī)械手以及其手部所夾持的工件（或工具）在

4、空間的位置，由臂部、腕部等組成工件（或工具）在空間的位置，由臂部、腕部等組成部件以及整機(jī)的各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的合成來確定。部件以及整機(jī)的各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的合成來確定。 機(jī)械手通?？蓪?shí)現(xiàn)的機(jī)械手通?？蓪?shí)現(xiàn)的基本運(yùn)動(dòng)基本運(yùn)動(dòng)包括有：伸縮、回轉(zhuǎn)、包括有：伸縮、回轉(zhuǎn)、擺動(dòng)、升降夾緊和松開等。擺動(dòng)、升降夾緊和松開等。 機(jī)械手的手臂、手腕、手部及整機(jī)主體的運(yùn)動(dòng)如機(jī)械手的手臂、手腕、手部及整機(jī)主體的運(yùn)動(dòng)如下圖示：下圖示：1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手手腕運(yùn)動(dòng)：回轉(zhuǎn)手腕運(yùn)動(dòng)：回轉(zhuǎn)F、上下擺動(dòng)、上下擺動(dòng)G、左右擺動(dòng)、左右擺動(dòng)H手部運(yùn)動(dòng)：夾緊、松開手部運(yùn)動(dòng)：夾緊、松開整機(jī)行走整機(jī)行走手臂運(yùn)動(dòng)：伸縮手臂運(yùn)動(dòng)：伸縮A A、

5、回轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)B B、上下擺動(dòng)、上下擺動(dòng)C C、升降運(yùn)動(dòng)、升降運(yùn)動(dòng)D D1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手（2 2）機(jī)械手）機(jī)械手的分類：的分類：按用途可分類為通用或?qū)Ｓ脵C(jī)械按用途可分類為通用或?qū)Ｓ脵C(jī)械手。手。按驅(qū)動(dòng)方式可分類為液壓、氣動(dòng)、按驅(qū)動(dòng)方式可分類為液壓、氣動(dòng)、電力和機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)械手。電力和機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)械手。按控制方式可分類為點(diǎn)位、連續(xù)按控制方式可分類為點(diǎn)位、連續(xù)軌跡控制等機(jī)械手。軌跡控制等機(jī)械手。按運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)形式可分類為直角、按運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)形式可分類為直角、圓柱、球和關(guān)節(jié)坐標(biāo)四種機(jī)械手。圓柱、球和關(guān)節(jié)坐標(biāo)四種機(jī)械手。1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手直角坐標(biāo)機(jī)械手直角坐標(biāo)機(jī)械手：由三個(gè)相互正交的平

6、移：由三個(gè)相互正交的平移軸組成。手臂可前后伸縮、上下升降和左軸組成。手臂可前后伸縮、上下升降和左右橫移三個(gè)動(dòng)作。結(jié)構(gòu)簡單右橫移三個(gè)動(dòng)作。結(jié)構(gòu)簡單, ,定位精度高。定位精度高。圓柱坐標(biāo)機(jī)械手：由立柱和一個(gè)安裝在立柱上圓柱坐標(biāo)機(jī)械手：由立柱和一個(gè)安裝在立柱上的水平臂組成手臂可前后伸縮、上下升降和繞的水平臂組成手臂可前后伸縮、上下升降和繞立柱轉(zhuǎn)動(dòng)其結(jié)構(gòu)占據(jù)空間位置小，活動(dòng)范圍大。立柱轉(zhuǎn)動(dòng)其結(jié)構(gòu)占據(jù)空間位置小，活動(dòng)范圍大。1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手球坐標(biāo)機(jī)械手：由回轉(zhuǎn)機(jī)座、俯仰鉸鏈和伸縮臂組成球坐標(biāo)機(jī)械手：由回轉(zhuǎn)機(jī)座、俯仰鉸鏈和伸縮臂組成手臂可前后伸縮、上下和左右擺動(dòng)。其結(jié)構(gòu)能以簡單手臂可前后

7、伸縮、上下和左右擺動(dòng)。其結(jié)構(gòu)能以簡單的機(jī)構(gòu)得到較大的工作范圍。的機(jī)構(gòu)得到較大的工作范圍。關(guān)節(jié)坐標(biāo)型機(jī)械手：關(guān)節(jié)坐標(biāo)型機(jī)械手：由大小兩手臂和立柱等機(jī)構(gòu)組成。由大小兩手臂和立柱等機(jī)構(gòu)組成?？蓪?shí)現(xiàn)三個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。具有動(dòng)作靈活、運(yùn)動(dòng)慣可實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。具有動(dòng)作靈活、運(yùn)動(dòng)慣性小、動(dòng)作范圍大等優(yōu)點(diǎn)。性小、動(dòng)作范圍大等優(yōu)點(diǎn)。1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)速度：是反映機(jī)械手生產(chǎn)水運(yùn)動(dòng)速度：是反映機(jī)械手生產(chǎn)水平，影響機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)周期和工平，影響機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)周期和工作效率的參數(shù)。作效率的參數(shù)。行程范圍：對使用性能有較大的影行程范圍：對使用性能有較大的影響。響。定位精度：是衡量機(jī)械手工作質(zhì)定位精

8、度：是衡量機(jī)械手工作質(zhì)量的重要指標(biāo)。量的重要指標(biāo)。（3 3）機(jī)械手）機(jī)械手的主要參數(shù)的主要參數(shù)抓取重量（臂力）：指機(jī)械手所能抓取重量（臂力）：指機(jī)械手所能抓取或搬運(yùn)物件的最大重量。是機(jī)抓取或搬運(yùn)物件的最大重量。是機(jī)械手械手最基本的參數(shù)最基本的參數(shù)。1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手二、手部二、手部 手部是機(jī)械手直接抓取和握緊物件或夾持專用手部是機(jī)械手直接抓取和握緊物件或夾持專用工具執(zhí)行作業(yè)任務(wù)的部件。設(shè)計(jì)手部時(shí)，除滿足抓工具執(zhí)行作業(yè)任務(wù)的部件。設(shè)計(jì)手部時(shí)，除滿足抓取要求外，還應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：取要求外，還應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：（1 1）手指握力的大小適宜；）手指握力的大小適宜；（2 2）應(yīng)保證

9、工件能順利進(jìn)入或脫開手指；）應(yīng)保證工件能順利進(jìn)入或脫開手指；（3 3）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，且自身重量輕；）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，且自身重量輕；（4 4）動(dòng)作迅速、靈活、準(zhǔn)確，通用機(jī)械手在更換手）動(dòng)作迅速、靈活、準(zhǔn)確，通用機(jī)械手在更換手部時(shí)方便。部時(shí)方便。1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手 手部可根據(jù)其手部可根據(jù)其用途和結(jié)構(gòu)用途和結(jié)構(gòu)的不同，分為的不同，分為機(jī)械式機(jī)械式夾持夾持器、器、吸附式吸附式末端執(zhí)行器和末端執(zhí)行器和專用工具專用工具三類。它被安裝在三類。它被安裝在操作機(jī)手腕或手臂的機(jī)械接口上。操作機(jī)手腕或手臂的機(jī)械接口上。1 1、夾持式手部：、夾持式手部：特點(diǎn)：特點(diǎn)：夾持式手部夾持式手

10、部在抓取工件的形狀上有較大的在抓取工件的形狀上有較大的適應(yīng)性。適應(yīng)性。1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手驅(qū)動(dòng)裝置（雙作用活塞缸）驅(qū)動(dòng)裝置（雙作用活塞缸）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)、鉸鏈連接）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)、鉸鏈連接）手指（或手爪）手指（或手爪）（1 1）結(jié)構(gòu)組成）結(jié)構(gòu)組成1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手指端：指端：手指上直接手指上直接與被夾持工件接觸與被夾持工件接觸的部位，其結(jié)構(gòu)的部位，其結(jié)構(gòu)形狀形狀取決于取決于工件形狀。工件形狀。手部結(jié)構(gòu)按模仿手部結(jié)構(gòu)按模仿人手手指的動(dòng)作人手手指的動(dòng)作可分為可分為回轉(zhuǎn)型、回轉(zhuǎn)型、移動(dòng)型移動(dòng)型等。等。1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手 夾持器多為夾持器多為雙指手

11、爪式雙指手爪式。其手爪的運(yùn)動(dòng)方式除可分。其手爪的運(yùn)動(dòng)方式除可分為為平移型平移型和和回轉(zhuǎn)型回轉(zhuǎn)型外，其回轉(zhuǎn)型手爪又可再分為外，其回轉(zhuǎn)型手爪又可再分為單支點(diǎn)單支點(diǎn)和雙支點(diǎn)和雙支點(diǎn)；按夾持方式還可分為；按夾持方式還可分為外夾式外夾式和和內(nèi)撐式內(nèi)撐式；按驅(qū)；按驅(qū)動(dòng)方式可分為動(dòng)方式可分為電動(dòng)（電磁）、液壓和氣動(dòng)式電動(dòng)（電磁）、液壓和氣動(dòng)式。單支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型單支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型雙支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型雙支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型平移型平移型內(nèi)撐式內(nèi)撐式1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手（2 2）手指夾緊力的計(jì)算）手指夾緊力的計(jì)算 機(jī)械手工作時(shí)，為保證手指能可靠的把工件夾牢所機(jī)械手工作時(shí)，為保證手指能可靠的把工件夾牢所必須的夾緊力計(jì)算公式為：必須

12、的夾緊力計(jì)算公式為：F FN NKK1 1K K2 2K K3 3G G安全系數(shù)，通常取安全系數(shù)，通常取1.21.22 2工件情況系數(shù)工件情況系數(shù)方位系數(shù)方位系數(shù)被抓取工件的重量被抓取工件的重量 2 2、方位系數(shù)是從考慮手指處于不同位置處夾取工、方位系數(shù)是從考慮手指處于不同位置處夾取工件時(shí)，對夾緊力影響的系數(shù)。其值按表件時(shí)，對夾緊力影響的系數(shù)。其值按表13.113.1選取。選取。夾緊力夾緊力注：注： 1、工作情況系數(shù)主要考慮慣性力的影響，可按、工作情況系數(shù)主要考慮慣性力的影響，可按K2=1.12.5 或或 K2=1+a/g 估算。估算。1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手 手指夾持工件所需的驅(qū)動(dòng)

13、力大小，在同一夾緊力的條手指夾持工件所需的驅(qū)動(dòng)力大小，在同一夾緊力的條件下，隨所采用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的不同而不同。但其計(jì)算方件下，隨所采用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的不同而不同。但其計(jì)算方法都是按照具體的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力的分析，根據(jù)力系平法都是按照具體的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力的分析，根據(jù)力系平衡原理進(jìn)行的。衡原理進(jìn)行的。（3 3）驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算）驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算1）連桿傳動(dòng)式：）連桿傳動(dòng)式：回轉(zhuǎn)型驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算：回轉(zhuǎn)型驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算： 設(shè)作用在活塞桿設(shè)作用在活塞桿1上的驅(qū)動(dòng)上的驅(qū)動(dòng)力為力為Fp，手指，手指3作用于工件上作用于工件上的夾緊力為的夾緊力為FN。1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手)sin(sinsin2sin21baFFFN

14、P 根據(jù)活塞桿受力的平衡條件可得驅(qū)動(dòng)力為：根據(jù)活塞桿受力的平衡條件可得驅(qū)動(dòng)力為：1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手2）滑槽杠桿式）滑槽杠桿式拉桿上下運(yùn)動(dòng)拉桿上下運(yùn)動(dòng)圓柱銷在兩杠桿圓柱銷在兩杠桿的滑槽中移動(dòng)的滑槽中移動(dòng)杠桿繞鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)杠桿繞鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)手指實(shí)現(xiàn)夾緊或松開手指實(shí)現(xiàn)夾緊或松開2cos12baFFPN驅(qū)動(dòng)力與夾緊力的關(guān)系為：驅(qū)動(dòng)力與夾緊力的關(guān)系為：1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手移動(dòng)型驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算：移動(dòng)型驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算：1 1）齒輪齒條式）齒輪齒條式2 2）左右旋絲桿平移式）左右旋絲桿平移式夾緊力為驅(qū)動(dòng)力的一半，夾緊力為驅(qū)動(dòng)力的一半，即：即：PNFF5 . 0提供給絲桿的驅(qū)動(dòng)力矩

15、提供給絲桿的驅(qū)動(dòng)力矩M與手部夾緊力的關(guān)系為：與手部夾緊力的關(guān)系為：tan22dFMN1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手2 2、吸附式手部、吸附式手部 吸附式手部依靠吸附力抓取物料，適用于抓取大平吸附式手部依靠吸附力抓取物料，適用于抓取大平面、易碎、微小等類型的物料。其手部的真空負(fù)壓吸盤面、易碎、微小等類型的物料。其手部的真空負(fù)壓吸盤或電磁吸盤是兩種常見的吸附力來源或電磁吸盤是兩種常見的吸附力來源。1）真空負(fù)壓吸盤）真空負(fù)壓吸盤適用：適用：多用于抓多用于抓取薄板及弧形殼取薄板及弧形殼體工件等。體工件等。吸盤中形成的吸盤中形成的真空吸附工件真空吸附工件特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、表面吸

16、重量輕、表面吸附力分布均勻。附力分布均勻。橡膠或軟塑料制橡膠或軟塑料制成的碗狀吸附盤成的碗狀吸附盤1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手 采用電磁鐵通采用電磁鐵通過磁場吸力作用過磁場吸力作用吸取工件。吸取工件。2）電磁吸盤）電磁吸盤特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)簡單，但只適合于磁性但只適合于磁性材料工件，不能材料工件，不能在高溫下應(yīng)用。在高溫下應(yīng)用。1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手三、手腕三、手腕 手腕是連接手部和手臂的部件，其作用是手腕是連接手部和手臂的部件，其作用是調(diào)整或改變手部的方位。機(jī)械手的手腕運(yùn)動(dòng)一調(diào)整或改變手部的方位。機(jī)械手的手腕運(yùn)動(dòng)一般設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和上下擺動(dòng)，其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。般設(shè)有回轉(zhuǎn)

17、運(yùn)動(dòng)和上下擺動(dòng)，其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。故，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意如下事項(xiàng)：故，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意如下事項(xiàng)：（1 1）可以由手臂完成的動(dòng)作盡量不設(shè)置手腕；）可以由手臂完成的動(dòng)作盡量不設(shè)置手腕；（2 2）手腕結(jié)構(gòu)盡可能簡化；）手腕結(jié)構(gòu)盡可能簡化；（3 3）手腕處的結(jié)構(gòu)要求緊湊、重量輕，手）手腕處的結(jié)構(gòu)要求緊湊、重量輕，手腕的驅(qū)動(dòng)裝置多采用分離式腕的驅(qū)動(dòng)裝置多采用分離式。1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手1 1、手腕的結(jié)構(gòu)、手腕的結(jié)構(gòu) 手腕動(dòng)作的運(yùn)手腕動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)形式為一個(gè)回動(dòng)形式為一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)手轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)最多的為回轉(zhuǎn)構(gòu)最多的為回轉(zhuǎn)油（氣）缸。其油（氣）缸。其結(jié)構(gòu)緊湊，但回結(jié)構(gòu)緊

18、湊，但回轉(zhuǎn)角度小于轉(zhuǎn)角度小于360360度，度，并要求嚴(yán)格密封。并要求嚴(yán)格密封。壓力油進(jìn)、排油孔進(jìn)入壓壓力油進(jìn)、排油孔進(jìn)入壓力油，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)葉片回轉(zhuǎn)力油，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)葉片回轉(zhuǎn)固定葉片與回轉(zhuǎn)葉片側(cè)面接觸時(shí)停止回轉(zhuǎn)固定葉片與回轉(zhuǎn)葉片側(cè)面接觸時(shí)停止回轉(zhuǎn)手部的夾持由通向手部的油管手部的夾持由通向手部的油管4進(jìn)入的壓力油驅(qū)動(dòng)活塞完成進(jìn)入的壓力油驅(qū)動(dòng)活塞完成1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手2 2、手腕回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算、手腕回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算 手腕的回轉(zhuǎn)、上下和左右擺動(dòng)均為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)手腕的回轉(zhuǎn)、上下和左右擺動(dòng)均為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)手腕回轉(zhuǎn)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力矩必須克服驅(qū)動(dòng)手腕機(jī)構(gòu)時(shí)的動(dòng)手腕回轉(zhuǎn)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力矩必須克服驅(qū)動(dòng)手腕

19、機(jī)構(gòu)時(shí)的力矩，即手腕啟動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩、摩擦阻力矩力矩，即手腕啟動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩、摩擦阻力矩及由于傳動(dòng)件的重心與傳動(dòng)軸線不重合所產(chǎn)生的偏置及由于傳動(dòng)件的重心與傳動(dòng)軸線不重合所產(chǎn)生的偏置力矩等。力矩等。手腕轉(zhuǎn)動(dòng)所需驅(qū)動(dòng)力矩為：手腕轉(zhuǎn)動(dòng)所需驅(qū)動(dòng)力矩為：M（1.11.2)(M摩摩+M偏偏+M慣慣）手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸與支承孔等處手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸與支承孔等處密封裝置的總摩擦力矩密封裝置的總摩擦力矩轉(zhuǎn)動(dòng)零部件重量不通過手腕轉(zhuǎn)動(dòng)零部件重量不通過手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸線所產(chǎn)生的偏置力矩轉(zhuǎn)動(dòng)軸線所產(chǎn)生的偏置力矩慣性力矩慣性力矩1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手四、手臂四、手臂 手臂的作用是把物料運(yùn)送到工作范圍內(nèi)的給定位置；手臂的

20、作用是把物料運(yùn)送到工作范圍內(nèi)的給定位置；支持手部和手腕，承受物料的重量和手部、手腕、手臂支持手部和手腕，承受物料的重量和手部、手腕、手臂自身重量。自身重量。 手臂一般能夠完成伸縮、回轉(zhuǎn)、升降或擺動(dòng)等運(yùn)動(dòng)。手臂一般能夠完成伸縮、回轉(zhuǎn)、升降或擺動(dòng)等運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)形式有直線、回轉(zhuǎn)或二者的復(fù)合。其運(yùn)動(dòng)形式有直線、回轉(zhuǎn)或二者的復(fù)合。手臂常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)：手臂常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)：1 1、手臂直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、手臂直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 手臂的伸縮、升降及橫向（縱向）移動(dòng)均屬直線運(yùn)手臂的伸縮、升降及橫向（縱向）移動(dòng)均屬直線運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)手臂直線運(yùn)動(dòng)的常用機(jī)構(gòu)有：活塞缸、齒輪動(dòng)。實(shí)現(xiàn)手臂直線運(yùn)動(dòng)的常用機(jī)構(gòu)有：活塞缸、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、絲桿

21、螺母機(jī)構(gòu)和活塞連桿機(jī)構(gòu)等。齒條機(jī)構(gòu)、絲桿螺母機(jī)構(gòu)和活塞連桿機(jī)構(gòu)等。1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手活塞桿活塞桿3左移的同時(shí)帶動(dòng)齒輪左移的同時(shí)帶動(dòng)齒輪2和運(yùn)動(dòng)齒條和運(yùn)動(dòng)齒條1左移左移齒輪齒輪2在移動(dòng)時(shí)在移動(dòng)時(shí)固定齒條固定齒條4 4迫使其在上滾動(dòng)，并將此運(yùn)動(dòng)迫使其在上滾動(dòng)，并將此運(yùn)動(dòng)又傳給運(yùn)動(dòng)齒條又傳給運(yùn)動(dòng)齒條1 1，使手臂的行程和速度為活塞桿的兩倍，使手臂的行程和速度為活塞桿的兩倍齒輪齒輪2 2與固定與固定齒條齒條4 4嚙合嚙合1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手2 2、手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 常用的實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)有葉片式回轉(zhuǎn)缸、常用的實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)有葉片式回轉(zhuǎn)缸、連桿機(jī)構(gòu)、

22、齒輪傳動(dòng)和鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。連桿機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)和鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。手臂的上下擺動(dòng)由鉸接活塞油缸和連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)手臂的上下擺動(dòng)由鉸接活塞油缸和連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)活塞桿活塞桿2帶動(dòng)手臂帶動(dòng)手臂3分別繞軸心分別繞軸心O作順或逆作順或逆時(shí)針的時(shí)針的90度轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)其兩臂的上下擺動(dòng)度轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)其兩臂的上下擺動(dòng)當(dāng)活塞油缸左當(dāng)活塞油缸左腔通入壓力油腔通入壓力油1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手3 3、手臂復(fù)合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、手臂復(fù)合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 復(fù)合運(yùn)動(dòng)的手臂動(dòng)作程序一般是固定不可調(diào)的。復(fù)合運(yùn)動(dòng)的手臂動(dòng)作程序一般是固定不可調(diào)的。采用復(fù)合運(yùn)動(dòng)的手臂可在簡化結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制采用復(fù)合運(yùn)動(dòng)的手臂可在簡化結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的同時(shí)

23、，增加工作的可靠性。系統(tǒng)的同時(shí)，增加工作的可靠性。 實(shí)現(xiàn)復(fù)合運(yùn)動(dòng)的常用機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有齒輪機(jī)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)復(fù)合運(yùn)動(dòng)的常用機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)等。凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)等。 圖圖12.18所示為一專用機(jī)械手采用凸輪機(jī)構(gòu)，在齒輪所示為一專用機(jī)械手采用凸輪機(jī)構(gòu)，在齒輪齒條傳動(dòng)下完成將工件從料道中取出后轉(zhuǎn)送入機(jī)床主齒條傳動(dòng)下完成將工件從料道中取出后轉(zhuǎn)送入機(jī)床主軸上卡盤，完成上料動(dòng)作的示意。軸上卡盤，完成上料動(dòng)作的示意。 1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手1、臂部結(jié)構(gòu)組成、臂部結(jié)構(gòu)組成齒輪齒輪4和凸輪和凸輪5固連固連為整體并空套在軸為整體并空套在軸上，實(shí)現(xiàn)繞軸回轉(zhuǎn)上，實(shí)現(xiàn)繞軸回轉(zhuǎn)凸輪凸輪6和手臂和手臂9固接固接在同一軸上，可實(shí)在同一軸上，可實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)和軸向移動(dòng)現(xiàn)擺動(dòng)和軸向移動(dòng)彈簧使兩個(gè)圓彈簧使兩個(gè)圓柱凸輪始終保柱凸輪始終保持緊密接觸持緊密接觸2、動(dòng)作路線、動(dòng)作路線油缸工作油缸工作,齒齒條活塞桿伸出條活塞桿伸出齒輪齒輪4與凸輪與凸輪5、6和臂和臂9順時(shí)針回轉(zhuǎn)順時(shí)針回轉(zhuǎn)銷受擋鐵限銷受擋鐵限制不再回轉(zhuǎn)制不再回轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪時(shí)，凸輪5迫迫使使6向后移動(dòng)向后移動(dòng)手部進(jìn)入料手部進(jìn)入料道提取工件道提取工件1313章章 工業(yè)機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手手臂運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力計(jì)算手臂運(yùn)動(dòng)