柱面零件通用拾取机械手的设计

1、柱面零件通用机械手的设计摘要：机械手的设计是工业机器人设计过程中的一个重要问题，本文在分析机器人工作要求的基础上，采用UG软件设计了一种柱面零件通用机械手装置，并分析了机械手的工作过程，该机械手可以实现（内、外）柱面零件的拾取。关键字：柱面零件、机械手、UG1 引言机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。其发展已有近40年的历史，已成为当今主导技术之一1。在机械加工及其它生产型行业中，很多工位为工件的拾取操作2。如冲压件成型，需要用机械手进行板材的拾取操作再放入液压机内，这些操作一般动作简单，重复性强。目前针

2、对这种需求，设计了很多拾取机械或机械手，包括电动的、液动的以及气动的等等3。但是目前这种机械或机械手大部分不能同时实现（内、外）柱面零件的拾取，本文采用了UG软件设计了一种柱面零件通用机械手装置。2 机械手工作需求分析 本设计中机械手要拾取两种工件，工件的模型如图1、图2所示。两个工件需要通过机械手装配到一起，形成一个装配件，如图3所示。装配好之后需要将装配搬运到其他工位，因此，从零件的结构分析，机械手需要同时能够实现内外柱面的拾取。 图1 零件1 图2 零件2图3 装配件3 机械手结构设计根据对机械手的工作需求分析，设计了机械手装置如图4、图5所示，该装置由一个电机驱动，大手爪用于拾取外柱面

3、零件，小手爪用于拾取内柱面零件，两对弹簧分别用于提供夹紧力。图3 机械手装置UG实体模型图4 机械手装置装配图整个机械手装置装配图如图5所示，包括机架1、电机2、第一支座3、正反旋丝杠4、方形丝杠螺母16、直线轴承5、定位套筒6、滑块组件7、小手爪8、大手爪9、第二支座10、直线轴承支座11、大弹簧12、L型压板13、小弹簧14和圆导杆15，第一支座3与机架1相联接，第二支座10与机架1相联接，两套滑块组件7设置在机架1的横梁上，电机2与第一支座3相联接，正反旋丝杠4的一端设置在第一支座3上，正反旋丝杠4的另外一端设置在第二支架10上，两个方形丝杠螺母16分别设置在正反旋丝杠3两侧对称位置，两

4、个直线轴承支座11分别与两个方形丝杠螺母16相联接，两个直线轴承5分别与两个直线轴承支座11相联接，两个L型压板13分别与两个滑块组件7相连接，两个大手爪9分别与两个滑块组件7相联接，两个小手爪8分别与两个滑块组件7相联接，两个定位套筒6分别设置在两个圆导杆15上，直线轴承5与L型压板13通过圆导杆15相联接，大弹簧12、小弹簧14设置在圆导杆15上，大弹簧12一端与直线轴承支座11相联接，大弹簧12另外一端与L型压板13相联接，小弹簧14一端与L型压板13相联接，小弹簧14另外一端与圆导杆15端部相联接，整体构成大尺寸柱状零件抓取机械手。4 机械手工作过程分析当该机械手要拾取外柱面工件时，电

5、机2带动正反旋丝杠4正转，正反旋丝杠4左右两端的方形丝杠螺母16向中间移动，安装在方形丝杠螺母16上的直线轴承支座11向中心移动，设置在圆导杆15上的小弹簧14由于定位套筒6限位作用处于自然伸长状态，设置在圆导杆15上的大弹簧12被压缩，推动L型压板13向中心移动，带动滑块组件7向中心移动，从而带动大手爪9向中心移动，夹紧工件；当该机械手要松开外柱面工件时，电机2带动正反旋丝杠4反转，正反旋丝杠4左右两端的方形丝杠螺母16向两端移动，安装在方形丝杠螺母16上的直线轴承支座11向两端移动，直线轴承5拉动圆导杆15向两端移动，设置在圆导杆15上的大弹簧12恢复自然伸长状态，设置在圆导杆15上的小弹

6、簧14推动滑块组件7向两端移动，从而带动大手爪9向两端移动，松开工件。当该机械手要拾取内柱面工件时，电机2带动正反旋丝杠4反转，正反旋丝杠4左右两端的方形丝杠螺母16向两端移动，安装在方形丝杠螺母16上的直线轴承支座11向两端移动，直线轴承5拉动圆导杆15向两端移动，设置在圆导杆15上的大弹簧12处于自然伸长状态，设置在圆导杆15上的小弹簧14被压缩，推动滑块组件7向两端移动，从而带动小手爪8向两端移动，撑紧工件；当该机械手要松开内柱面工件时，电机2带动正反旋丝杠4正转，正反旋丝杠4左右两端的方形丝杠螺母16向中间移动，安装在方形丝杠螺母16上的直线轴承支座11向中心移动，设置在圆导杆15上的小弹簧14逐渐恢复自然伸长状态，设置在圆导杆14上的大弹簧12推动L型压板13向中心移动，带动滑块组件7向中心移动，从而带动小手爪8向中心移动，松开工件。5 结束语本文设计了一种柱面零件通用拾取机械手，可以实现（内、外）柱面零件的拾取，并用UG软件对机械手进行建模，同时对机械手的工作过程进行了分析，该机械手抓取可靠，结构简单，抓取零件尺寸的适应范围广。6 参考文献1. 冯毅. 摆动式机械手机构运动与PLC控制的研究D. 沈阳工业大学.