机器手爪结构.ppt

五 手部机构 机器人的手部是是最重要的执行机构 从功能和形态上看 它可分为工业机器人的手部和仿人机器人的手部 常用的手部按其握持原理可以分为夹持类和吸附类两大类 夹持类 夹持类手部除常用的夹钳式外 还有脱钩式和弹簧式 此类手部按其手指夹持工件时的运动方式不同又可分为手指回转型和指面平移型 1 夹钳式 夹钳式是工业机器人最常用的一种手部形式 一般夹钳式 见图2 13所示 由以下几部分组成 1 手指2 传动机构3 驱动装置4 支架 1 夹钳式 手指 它是直接与工件5接触的构件 手部松开和夹紧工件 就是通过手指的张开和闭合来实现的 一般情况下 机器人的手部只有两个手指 少数有三个或多个手指 它们的结构形式常取决于被夹持工件的形状和特性 1 夹钳式 指端的形状 1 夹钳式 指面形式根据工件形状 大小及其被夹持部位材料质软硬 表面性质等的不同 手指的指面有光滑指面 齿型指面和柔性指面 种形式 手指的材料手指材料选用恰当与否 对机器人的使用效果有很大的影响 对于夹钳式手部 其手指材料可选用一般碳素钢和合金结构钢 1 夹钳式 传动机构 它是向手指传递运动和动力 以实现夹紧和松开动作的机构 回转型传动机构夹钳式手部中较多的是回转型手部 其手指就是一队 或几对 杠杆 再同斜楔 滑槽 连杆 齿轮 蜗轮蜗杆或螺杆等机构组成复合式杠杆传动机构 来改变传力比 传动比及运动方向等 1 夹钳式 回转型传动机构 1 夹钳式 平移型传动机构平移型夹钳式手部是通过手指的指面作直线往复运动或平面移动来实现张开或闭合动作的 常用于夹持具有平行平面的工件 如箱体等 其结构较复杂 不如回转型应用广泛 平移型传动机构据其结构 大致可分平面平行移动机构和直线往复移动机构两种类型 1 夹钳式 平移型传动机构 1 夹钳式 驱动装置 它是向传动机构提供动力的装置 按驱动方式不同有液压 气动 电动和机械驱动之分 支架 使手部与机器人的腕或臂相联接 2 钩拖式手部 主要特征是不靠夹紧力来夹持工件 而是利用手指对工件钩 拖 捧等动作来拖持工件 应用钩拖方式可降低驱动力的要求 简化手部结构 甚至可以省略手部驱动装置 它适用于在水平面内和垂直面内作低速移动的搬运工作 尤其对大型笨重的工件或结构粗大而质量较轻且易变形的工件更为有利 2 钩拖式手部 无驱动装置有驱动装置 无驱动装置 2 钩拖式手部 工作原理 手部在臂的带动下向下移动 当手部下降到一定位置时齿条 下端碰到撞块 臂部继续下移 齿条便带动齿轮 旋转 手指 即进入工件钩拖部位 手指拖持工件时 销子 在弹簧力作用下插入齿条缺口 保持手指的钩拖状态并可使手臂携带工件离开原始位置 在完成钩拖任务后 由电磁铁将销子向外拔出 手指又呈自由状态 可继续下个工作循环程序 2 钩拖式手部 有驱动装置 工作原理 依靠机构内力来平衡工件重力而保持拖持状态 驱动液压缸 以较小的力驱动杠杆手指 和 回转 使手指闭合至拖特工件的位置 手指与工件的接触点均在其回转支点O1 O2的外侧 因此在手指拖持工件后 工件本身的重量不会使手指自行松脱 2 钩拖式手部 弹簧式手部靠弹簧力的作用将工件夹紧 手部不需要专用的驱动装置 结构简单 它的使用特点是工件进入手指和从手指中取下工件都是强制进行的 由于弹簧力有限 故只适用于夹持轻小工件 吸附类 1 气吸式 气吸式手部是工业机器人常用的一种吸持工件的装置 它由吸盘 一个或几个 吸盘架及进排气系统组成 具有结构简单 重量轻 使用方便可靠等优点 广泛应用于非金属材料 如板材 纸张 玻璃等物体 或不可有剩磁的材料的吸附 气吸式手部的另一个特点是对工件表面没有损伤 且对被吸持工件预定的位置精度要求不高 但要求工件上与吸盘接触部位光滑平整 清洁 被吸工件材质致密 没有透气空隙 气吸式手部是利用吸盘内的压力与大气压之间的压力差而工作的 按形成压力差的方法 可分为真空气吸 气流负压气吸 挤压排气负压气吸 1 气吸式 2 磁吸式 磁吸式手部是利用永久磁铁或电磁铁通电后产生的磁力来吸附工件的 其应用较广 磁吸式手部与气吸式手部相同 不会破坏被吸收表面质量 磁吸收式手部比气吸收式手部优越的方面是 有较大的单位面积吸力 对工件表面粗糙度及通孔 沟槽等无特殊要求 仿人机器人的手部 目前 大部分工业机器人的手部只有 个手指 而且手指上一般没有关节 因此取料不能适应物体外形的变化 不能使物体表面承受比较均匀的夹持力 因此无法满足对复杂形状 不同材质的物体实施夹