本次设计主要用于实验平台,对载荷没太大要求,符合要求即可。机械手的机械结构包括以下部分;底座、屈臂、腕部和手部。
3.1、底座的设计
底座用于支承和连接若干部件的基础零件。它承受其他零部件的重量和工作载荷,又起到保证各零部件相对位置的基础作用。底座多采用铸件,其基本特点是尺寸相对于其他零件较大。其次底座的变形和振动将直接影响操作的平稳性故对刚度和抗振性提出下列要求【1】;
(1)刚度和抗振行
(2)热变形
(3)稳定性
(4)其他要求
底座的三维图如图3-1所示
3.2、屈臂的设计
3.21、臂部的组成和作用【2】
六自由度机械手的臂部由大臂、小臂组成,一般具有两个自由度,即伸缩、回转、俯仰或升降。在运动时,直接承受腕部、手部和工件的静、动载荷;臂部是机械手的主要执行元件,其作用是支承手部和腕部并改变手部的空间位置。
3.22、臂部设计的基本要去
臂部的结构形式必须根据机器人的运动形式、抓取动作自由度、运动精度等因素来确定。同时,设计时必须考虑到手臂的受力情况,液压(气压)缸及导向装置的布置、内部管路与手腕的连接形式等因素。因此,设计臂部时一般要注意下述要求。
(1) 手臂应具有足够的承载能力和刚度。
(2) 导向性要好。
(3) 重量和转动惯量要小。
(4) 运动要平稳、定位精度要高。
3.23、臂部的常用结构
(1)手臂直线运动机构
机械人手臂的伸缩、横向移动均属于直线运动。实现手臂往复直线运动的机构形式比较多,长用的有液压缸、齿轮齿条机构、丝杠螺母机构及连杆机构等。由于液压缸体积小、重量轻,因而在机器人的手臂结构中应用比较多。