《排爆机器人平衡式机械手的末端执行机构设计案例综述》1600字

排爆机器人平衡式机械手的末端执行机构设计案例综述目录TOC\o"1-2"\h\u6952排爆机器人平衡式机械手的末端执行机构设计案例综述 145401.1末端执行机构的总体设计 1187751.2末端执行机构减速机和电机选型 156851.2.1末端执行机构减速机的选择 1172761.2.2末端执行机构电机的选择 229486手爪处电机所需功率为 392051.3末端执行机构的创新点设计 41.1末端执行机构的总体设计本文中末端执行机构的机构设计如图所示，由于排爆机器人末端执行用来夹持爆炸物品，需要进行较大的工作行程和较稳定的抓取，末端执行器采用电机进行驱动，使得驱动方式更加的简便容易，夹爪固定于机械臂的末端。另外，对于绝大多数场合皆有各种探测设备的应用，比如双能源照射器、炸弹扫描器等，可以有效地防止在公共场合下存在大型危险物的情况，因此本文中排爆机器人主要针对比较贴近现实的小型危险物，通过便携式的盒子或塑料袋进行隐藏，显著特征为外形尺寸较小，根据这一现实条件下的设计，此排爆机器人最小张合距离为零，处于闭合状态，最大张合距离为100mm，可以抓取绝大多数的爆炸物品。1.2末端执行机构减速机和电机选型1.2.1末端执行机构减速机的选择根据本文排爆机器人的任务工作要求，抓取危险物的质量不超过30kg。末端执行结构的工作流程为，通过伺服电机1传递给传动轴的旋转运动，传动轴传递运动给小齿轮2，通过小齿轮2和大齿3轮的啮合，使大齿轮3转动，大齿轮的转动带动连杆4的旋转，由于末端执行机构采取的是对称式结构，通过两连杆的方式来连接手爪，并且对称侧的齿轮带动，通过大齿轮啮合来带动旋转。通过电机控制传动轴的转动，来实现手爪前端部分钳口5的开合运动，针对末端执行机构所携带的力传感器，对危险物的重量进行检测，从而可以合理且准确的根据危险物的大小和重量，控制电机的力矩，从而末端执行机构的手爪机构可以提起危险物。当危险物被提起以后，可以通过电机同时正反转实现停止转动的效果，以至于达到手爪停止到相对的物理位置，从而保证了危险物不掉落，并且后续转移危险物的任务。1.2.2末端执行机构电机的选择排爆机器人末端执行机构通过齿轮啮合带动连杆转动实现张开和闭合动作。图6-3末端执行机构机械简图此处需要考虑末端执行机构的夹持危险物最大重量为，因此手爪单边所需要施加的力为F，其中手爪所配置的套壳采用橡胶材料，其与危险物之间的摩擦系数为。则得到F的取值范围为：手爪单边开合角度为，其中杆长，钳口垂直长度，故手爪连杆所需要提供的力矩范围为：手爪处的伺服电机通过齿轮减速机和联轴器来控制手爪的张开和闭合，电机所需要满足的转矩为末端执行机构选用减速比的齿轮减速器，减速比行星轮减速机ZE90，并且行星轮减速机与齿轮减速器的总传动效率为，则腕关节的电机所需转矩为保证J4处有足够的驱动力矩，所选用电机的转矩应该按所需转矩的1.3至1.5倍计算，即根据本课题中末端执行机构的要求，手爪的张开速度为，即为手爪处电机所需功率为对手爪处的电机功率进行圆取整为50w。根据安川伺服电机7系列选型，综合样本选择SGM7A-A5A表6-1SGM7A-A5A电机型号参数型号三相相电压额定转速额定功率QUOTE静转矩转动惯量QUOTE额定电流ASGM7A-A5A20030000.05kw0.15912.31.41.3末端执行机构的创新点设计由于排爆机器人在实际生活和应用中，不乏会遇到不同尺寸、大小、材质以及表面状态的危险物，从而在手爪处，增加一个套壳与手爪的尺寸相匹配，从而增大手爪与危险物夹紧时所产生的摩擦力，此处所采用的的材料为橡胶，橡胶对于所接触危险物的摩擦系数为，有利于末端执行结构更稳定抓取危险物。与此同时，为了满足不同形状的危险物，本文所采取的解决方案与市面上绝大多数的排爆机器人所采取直接更换手爪的方式不同，套壳采取可螺纹连接的方式与手爪相连接，从而针对工作作业任务的特点时，可以选择恰当的套壳形状，从而尽可能的与抓取物体相吻合，所以在设计本文中排爆机器人的时候，同时设计匹配的多款套壳，类似手掌结构，进行相互配对，从而实现在针对工作作业形状差异大时，可以快速更换套壳从而有针对性地抓取危险物。更重要的是，考虑到经济环保的时