【《某分拣机械手的结构组成分析案例》2000字】

某分拣机械手的结构组成分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u26237某分拣机械手的结构组成分析案例 1267381.1机械手的工作原理 187231.2机械手的结构设计 1246761.2.1机械手的执行机构 199241.2.2机械手的驱动方式 2181361.2.3机械手手臂 2机械手的工作原理机械手主要的功能是在机械臂的运动控制下让手部实现对物体的抓取和运送等，复杂运动的实现需要提前设定好动作，已达到所预期的目的。如果需要扩大工作范围，大多数会选择增加机械手的自由度，使其整体的性能进一步提高。由此可见，机械手的工作原理会被执行机构自由度所影响。控制系统一般是利用电机来控制的工业机械手，并在其控制下完成设定的动作。同时，依靠从传感器传来的反馈信息，形成反馈闭环控制，达到系统要求的稳定可靠性。机械手的结构设计机械手的执行机构躯干执行机构、手臂执行机构和手部的执行机构都是机械手的执行机构。手部是模仿人的手指设计的，手上的孔里有传动轴，运动可以传递到手腕上，使手指弯曲、矫直、张开和闭合。机械手手部的结构是根据人的手指设计的，大体分为自由关节，无关节和固定关节三个关节，手的指数分为两种，二指和三指，其中二指的应用最多，可以根据待测对象的形状和大小已选择合适的。由于本系统所要夹取的物体体积不大，所以选择的是二指结构。手臂用于引导手指对工件准确地抓住并将其运送到指定位置。躯干是各执行设备的支架。机械手的驱动方式机械设计中，常用的机械手传动模式有四种包括电动传动、气动传动，液压传动，和手动传动。本文经过对比比较决定采用电机驱动方式。选用42HS4013A4型号的步进电机。步距角为1.8˚，电流1.3A，电阻3.0Ω，电感5.1mH，静力矩为45N·cm，定位力矩为2.2N·cm，转动惯量57N·cm2，它的机身长40mm，重20g。减速器选用的是减速比为19的42XGJ系列的步进电机减速器。它的额定负载为4N·m，最大负载为6N·m。电机驱动的方式比较灵活，能使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应灵敏快捷，能够正确的调整速度和位置，不影响环境。考虑到实际情况和经济要求，直线电机的体积相对较小，传动效率较高，对于本文设计的桌面级别的视觉识别分拣平台是很好的选择。机械手手臂依据不同的坐标，机械手手臂的运动可以分为四种类型：圆柱坐标机器人、多关节机器人、球面坐标机器人、直角坐标机器人。直角坐标机器人是工业应用中的能自动控制、能再编程、只能正交平移运动的自动化装置。直角坐标机器人的各运动轴通常对应于X轴、Y轴、Z轴的直角坐标系，X轴和Y轴是水平运动轴，Z轴是上下运动轴。根据情况，z轴带有旋转轴、摆动轴和旋转轴。大多数情况下，直线运动轴彼此之间的夹角为直角，主要用于插入元件和紧固螺钉。如图5.1所示。图5.1直角坐标机器人模型对于圆柱坐标来说，它有一个能够转动关节和两个能够移动的关节。这种工业机器人的缺点在于，操纵器离z轴越远，切向位移解的精度越低。其优点是空间尺寸较小，工作范围较大，机械手可达到较高的行进速度。这种工业机器人的缺点在于，操纵器离z轴越远，切向位移的求解精度便降低。切向位移解的精度越低。其优点是工作范围比较大，空间尺寸却较小，机械手可达到较高的行进速度。运动的灵活性略优于笛卡尔坐标系下的机器人，控制也相对简单，但其自身所占空间较大。它的空间位置机构主要是由垂直运动轴和水平运动轴以及旋转基座构成。其空间定位机制主要由垂直运动轴，水平运动轴和旋转底座组成。它具有两个平移自由度和一个回转，运动空间为圆柱形，主要用于装载、卸载和运输重物。如图5.2所示。图5.2圆柱形机器人模型至于球面坐标机器人，它的空间位置分别分别通过旋转、摆动和平移来确定，空间动作是球的一部分，机械手可以作前后伸缩运动。它在垂直面上摆动，在水平面上绕基座旋转，结构紧凑，占用的空间体积比笛卡尔坐标机器人和圆柱坐标机器人小，但比多关节机器人大。球坐标型操作机如图5.3所示，它具有一个活动关枢（RRP）和两个旋转关枢。这种工业机器人具有体积小，工作范围广的特点。机械手的安装轴位置用坐标()坐标表示。图5.3球面坐标机器人模型1摆动机构和和旋转机构是多关节机器人的机构组成。此类机器人的动作仿照人类的动作，与人类的动作极其相近，这种类型的机器人具有紧凑的设计，较大的工作空间，能够适用于各种任务（如涂漆，组装和焊接），并且其应用范围非常广泛，并且越来越广泛。具有工作空间大，结构紧凑等优点，能够适用于对涂装、装配、焊接等作业。它是由多个旋转和摆动机构组装而成的，应用的范围越来越大。这种机器模式被许多著名的机器人采用，其摇摆多是在垂直和水平方向。它的机器人模型如下图5.4所示：图5.4球面坐标机器人模型2上机身相对于下机身的旋转Y0，Z1肩关节的旋转以及Z2肘关节的旋转是多关节机械手的三个旋转关节（RRR）。Z3的旋转是机械手的腕关节旋转，它的自由度是属于末端操作器。与其他类型的机器人相比，这种结构的机械手，空间尺寸