柱面零件通用拾取機(jī)械手的設(shè)計(jì)

1、柱面零件通用機(jī)械手的設(shè)計(jì)摘要：機(jī)械手的設(shè)計(jì)是工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)重要問題，本文在分析機(jī)器人工作要求的基礎(chǔ)上，采用UG軟件設(shè)計(jì)了一種柱面零件通用機(jī)械手裝置，并分析了機(jī)械手的工作過程，該機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)（內(nèi)、外）柱面零件的拾取。關(guān)鍵字：柱面零件、機(jī)械手、UG1 引言機(jī)械手是在自動(dòng)化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和移動(dòng)工件功能的自動(dòng)化裝置，它是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。其發(fā)展已有近40年的歷史，已成為當(dāng)今主導(dǎo)技術(shù)之一1。在機(jī)械加工及其它生產(chǎn)型行業(yè)中，很多工位為工件的拾取操作2。如沖壓件成型，需要用機(jī)械手進(jìn)行板材的拾取操作再放入液壓機(jī)內(nèi)，這些操作一般動(dòng)作簡(jiǎn)單，重復(fù)性強(qiáng)。目前針

2、對(duì)這種需求，設(shè)計(jì)了很多拾取機(jī)械或機(jī)械手，包括電動(dòng)的、液動(dòng)的以及氣動(dòng)的等等3。但是目前這種機(jī)械或機(jī)械手大部分不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)（內(nèi)、外）柱面零件的拾取，本文采用了UG軟件設(shè)計(jì)了一種柱面零件通用機(jī)械手裝置。2 機(jī)械手工作需求分析 本設(shè)計(jì)中機(jī)械手要拾取兩種工件，工件的模型如圖1、圖2所示。兩個(gè)工件需要通過機(jī)械手裝配到一起，形成一個(gè)裝配件，如圖3所示。裝配好之后需要將裝配搬運(yùn)到其他工位，因此，從零件的結(jié)構(gòu)分析，機(jī)械手需要同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)外柱面的拾取。 圖1 零件1 圖2 零件2圖3 裝配件3 機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)對(duì)機(jī)械手的工作需求分析，設(shè)計(jì)了機(jī)械手裝置如圖4、圖5所示，該裝置由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，大手爪用于拾取外柱面

3、零件，小手爪用于拾取內(nèi)柱面零件，兩對(duì)彈簧分別用于提供夾緊力。圖3 機(jī)械手裝置UG實(shí)體模型圖4 機(jī)械手裝置裝配圖整個(gè)機(jī)械手裝置裝配圖如圖5所示，包括機(jī)架1、電機(jī)2、第一支座3、正反旋絲杠4、方形絲杠螺母16、直線軸承5、定位套筒6、滑塊組件7、小手爪8、大手爪9、第二支座10、直線軸承支座11、大彈簧12、L型壓板13、小彈簧14和圓導(dǎo)桿15，第一支座3與機(jī)架1相聯(lián)接，第二支座10與機(jī)架1相聯(lián)接，兩套滑塊組件7設(shè)置在機(jī)架1的橫梁上，電機(jī)2與第一支座3相聯(lián)接，正反旋絲杠4的一端設(shè)置在第一支座3上，正反旋絲杠4的另外一端設(shè)置在第二支架10上，兩個(gè)方形絲杠螺母16分別設(shè)置在正反旋絲杠3兩側(cè)對(duì)稱位置，兩

4、個(gè)直線軸承支座11分別與兩個(gè)方形絲杠螺母16相聯(lián)接，兩個(gè)直線軸承5分別與兩個(gè)直線軸承支座11相聯(lián)接，兩個(gè)L型壓板13分別與兩個(gè)滑塊組件7相連接，兩個(gè)大手爪9分別與兩個(gè)滑塊組件7相聯(lián)接，兩個(gè)小手爪8分別與兩個(gè)滑塊組件7相聯(lián)接，兩個(gè)定位套筒6分別設(shè)置在兩個(gè)圓導(dǎo)桿15上，直線軸承5與L型壓板13通過圓導(dǎo)桿15相聯(lián)接，大彈簧12、小彈簧14設(shè)置在圓導(dǎo)桿15上，大彈簧12一端與直線軸承支座11相聯(lián)接，大彈簧12另外一端與L型壓板13相聯(lián)接，小彈簧14一端與L型壓板13相聯(lián)接，小彈簧14另外一端與圓導(dǎo)桿15端部相聯(lián)接，整體構(gòu)成大尺寸柱狀零件抓取機(jī)械手。4 機(jī)械手工作過程分析當(dāng)該機(jī)械手要拾取外柱面工件時(shí)，電

5、機(jī)2帶動(dòng)正反旋絲杠4正轉(zhuǎn)，正反旋絲杠4左右兩端的方形絲杠螺母16向中間移動(dòng)，安裝在方形絲杠螺母16上的直線軸承支座11向中心移動(dòng)，設(shè)置在圓導(dǎo)桿15上的小彈簧14由于定位套筒6限位作用處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)，設(shè)置在圓導(dǎo)桿15上的大彈簧12被壓縮，推動(dòng)L型壓板13向中心移動(dòng)，帶動(dòng)滑塊組件7向中心移動(dòng)，從而帶動(dòng)大手爪9向中心移動(dòng)，夾緊工件；當(dāng)該機(jī)械手要松開外柱面工件時(shí)，電機(jī)2帶動(dòng)正反旋絲杠4反轉(zhuǎn)，正反旋絲杠4左右兩端的方形絲杠螺母16向兩端移動(dòng)，安裝在方形絲杠螺母16上的直線軸承支座11向兩端移動(dòng)，直線軸承5拉動(dòng)圓導(dǎo)桿15向兩端移動(dòng)，設(shè)置在圓導(dǎo)桿15上的大彈簧12恢復(fù)自然伸長(zhǎng)狀態(tài)，設(shè)置在圓導(dǎo)桿15上的小彈

6、簧14推動(dòng)滑塊組件7向兩端移動(dòng)，從而帶動(dòng)大手爪9向兩端移動(dòng)，松開工件。當(dāng)該機(jī)械手要拾取內(nèi)柱面工件時(shí)，電機(jī)2帶動(dòng)正反旋絲杠4反轉(zhuǎn)，正反旋絲杠4左右兩端的方形絲杠螺母16向兩端移動(dòng)，安裝在方形絲杠螺母16上的直線軸承支座11向兩端移動(dòng)，直線軸承5拉動(dòng)圓導(dǎo)桿15向兩端移動(dòng)，設(shè)置在圓導(dǎo)桿15上的大彈簧12處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)，設(shè)置在圓導(dǎo)桿15上的小彈簧14被壓縮，推動(dòng)滑塊組件7向兩端移動(dòng)，從而帶動(dòng)小手爪8向兩端移動(dòng)，撐緊工件；當(dāng)該機(jī)械手要松開內(nèi)柱面工件時(shí)，電機(jī)2帶動(dòng)正反旋絲杠4正轉(zhuǎn)，正反旋絲杠4左右兩端的方形絲杠螺母16向中間移動(dòng)，安裝在方形絲杠螺母16上的直線軸承支座11向中心移動(dòng)，設(shè)置在圓導(dǎo)桿15上的小彈簧14逐漸恢復(fù)自然伸長(zhǎng)狀態(tài)，設(shè)置在圓導(dǎo)桿14上的大彈簧12推動(dòng)L型壓板13向中心移動(dòng)，帶動(dòng)滑塊組件7向中心移動(dòng)，從而帶動(dòng)小手爪8向中心移動(dòng)，松開工件。5 結(jié)束語(yǔ)本文設(shè)計(jì)了一種柱面零件通用拾取機(jī)械手，可以實(shí)現(xiàn)（內(nèi)、外）柱面零件的拾取，并用UG軟件對(duì)機(jī)械手進(jìn)行建模，同時(shí)對(duì)機(jī)械手的工作過程進(jìn)行了分析，該機(jī)械手抓取可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抓取零件尺寸的適應(yīng)范圍廣。6 參考文獻(xiàn)1. 馮毅. 擺動(dòng)式機(jī)械手機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與PLC控制的研究D. 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué).