机器人的结构设计.ppt

* * * * * * * * * * * 2.1.5 其它手 　　1. 弹性力手爪 　　弹性力手爪的特点是其夹持物体的抓力是由弹性元件提供的,不需要专门的驱动装置, 在抓取物体时需要一定的压入力, 而在卸料时, 则需要一定的拉力。 　　图2.26所示为几种弹性力手爪的结构原理图。图2.26(a)所示的手爪有一个固定爪, 另一个活动爪6靠压簧4提供抓力, 活动爪绕轴5回转, 空手时其回转角度由平面2、3限制。 抓物时,爪6在推力作用下张开,靠爪上的凹槽和弹性力抓取物体; 卸料时, 需固定物体的侧面,手爪用力拔出即可。 * 图 2.26 弹性力手爪 * 　　2. 摆动式手爪 　　摆动式手爪的特点是在手爪的开合过程中, 其爪的运动状态是绕固定轴摆动的, 结构简单,使用较广,适合于圆柱表面物体的抓取。 　　图2.27所示为一种摆动式手爪的结构原理图。这是一种连杆摆动式手爪, 活塞杆移动, 并通过连杆带动手爪回绕同一轴摆动, 完成开合动作。 * 图 2.27 摆动式手爪的结构原理图 * 　　图2.28所示为自重式手部结构, 要求工件对手指的作用力的方向应在手指回转轴垂直线的外侧, 使手指趋向闭合。 用这种手部结构来夹紧工件是依靠工件本身的重量来实现的, 工件越重,握力越大。手指的开合动作由铰接活塞油缸实现。 该手部结构适用于传输垂直上升或水平移动的重型工件。 * 图 2.28 自重式手部结构 * 　　图2.29所示为弹簧外卡式手部结构。手指1的夹放动作是依靠手臂的水平移动而实现的。 当顶杆2与工件端面相接触时, 压缩弹簧3, 并推动拉杆4向右移动, 使手指1绕支承轴回转而夹紧工件。卸料时手指1与卸料槽口相接触, 使手指张开, 顶杆2在弹簧3的作用下将工件推入卸料槽内。这种手部适用于抓取轻小环形工件, 如轴承内座圈等。 * 图 2.29 弹簧外卡式手部结构 * 　　3. 勾托式手部 　　图2.30所示为勾托式手部结构示意图。勾托式手部并不靠夹紧力来夹持工件, 而是利用工件本身的重量, 通过手指对工件的勾、托、捧等动作来托持工件。应用勾托方式可降低对驱动力的要求,简化手部结构, 甚至可以省略手部驱动装置。该手部适用于在水平面内和垂直面内搬运大型笨重的工件或结构粗大而质量较轻且易变形的物体。 　　勾托式手部又有手部无驱动装置和驱动装置两种类型。 * 图 2.30 勾托式手部示意图 (a) 无驱动装置的手部； (b) 有驱动装置的手部 * 综合实例鸡蛋分检包装系统中的机器人 下面以鸡蛋分检包装系统为例，介绍机器人的系统分析方法。 明确机器人的目的和任务： 从传送带拾取一个鸡蛋； 把蛋置于强光下照射，测定蛋是否透光（有无胚胎生长）； 根据蛋有无胚胎，把蛋放入废品箱或包装箱内。 * 举例示图1：基本工作流程 * 举例示图2：机器人与环境的关系 分析机器人所在系统的工作环境：包括工作车间的平面布置，相互间的位置关系等。 * 　　3) 挤压排气式取料手 　　挤压排气式取料手如图2.15所示。其工作原理为: 取料时吸盘压紧物体, 橡胶吸盘变形, 挤出腔内多余的空气,取料手上升, 靠橡胶吸盘的恢复力形成负压, 将物体吸住; 释放时,压下拉杆3, 使吸盘腔与大气相连通而失去负压。 该取料手结构简单, 但吸附力小, 吸附状态不易长期保持。 * 图 2.15 挤压排气式取料手 * 　　2. 磁吸附式取料手 　　磁吸附式取料手是利用电磁铁通电后产生的电磁吸力取料, 因此只能对铁磁物体起作用; 另外,对某些不允许有剩磁的零件要禁止使用。所以, 磁吸附式取料手的使用有一定的局限性。 　　电磁铁工作原理如图2.16(a)所示。当线圈1通电后, 在铁心2内外产生磁场, 磁力线穿过铁心, 空气隙和衔铁3被磁化并形成回路, 衔铁受到电磁吸力F的作用被牢牢吸住。实际使用时, 往往采用如图2.16(b)所示的盘式电磁铁, 衔铁是固定的, 衔铁内用隔磁材料将磁力线切断, 当衔铁接触磁铁物体零件时, 零件被磁化形成磁力线回路,并受到电磁吸力而被吸住。 * 图 2.16 电磁铁工作原理 * 　　图2.17所示为盘状磁吸附取料手的结构图。铁心1和磁盘3之间用黄铜焊料焊接并构成隔磁环2,既焊为一体又将铁心和磁盘分隔, 这样使铁心1成为内磁极, 磁盘3成为外磁极。其磁路由壳体6的外圈, 经磁盘3、 工件和铁心, 再到壳体内圈形成闭合回路, 以此吸附工件。铁心、磁盘和壳体均采用8～10号低碳钢制成, 可减少剩磁, 并在断电时不吸或少吸铁屑。盖5为用黄铜或铝板制成的隔磁材料,用以压住线圈11, 防止工作过程中线圈的活动。挡圈7、8用以调整铁心和壳体的轴向间隙, 即磁路气隙δ,在保证铁心正常转动的情况下,气隙越小越好,气隙越大， 则