机械手夹持器毕业设计
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第二章 夹持器
2.1夹持器设计的基本要求
（1）应具有适当的夹紧力和驱动力；
（2）手指应具有一定的开闭范围；
（3）应保证工件在手指内的夹持精度；
（4）要求结构紧凑，重量轻，效率高；
（5）应考虑通用性和特殊要求。
设计参数及要求
（1）采用手指式夹持器，执行动作为抓紧—放松；
（2）所要抓紧的工件直径为80mm 放松时的两抓的最大距离为110-120mm/s ， 1s抓紧,夹持速度20mm/s；
（3）工件的材质为5kg，材质为45#钢；
（4）夹持器有足够的夹持力；
（5）夹持器靠法兰联接在手臂上。由液压缸提供动力。
2.2夹持器结构设计
2.2.1夹紧装置设计.
2.2.1.1夹紧力计算
手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据，必须对其大小、方向、作用点进行分析、计算。一般来说，加紧力必须克服工件的重力所产生的静载荷（惯性力或惯性力矩）以使工件保持可靠的加紧状态。
手指对工件的夹紧力可按下列公式计算：
2-1
式中：
—安全系数，由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.2——2.0，取1.5；
—工件情况系数，主要考虑惯性力的影响， 计算最大加速度，得出工作情况系数 , ，a为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的绝对值（m/s）；
—方位系数，根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定，
手指与工件位置：手指水平放置 工件垂直放置；
手指与工件形状： 型指端夹持圆柱型工件，
， 为摩擦系数， 为 型手指半角，此处粗略计算 ,如图2.1
图2.1
—被抓取工件的重量
求得夹紧力 ， ，取整为177N。
2.2.1.2驱动力力计算
根据驱动力和夹紧力之间的关系式：
式中：
c—滚子至销轴之间的距离；
b—爪至销轴之间的距离；
—楔块的倾斜角
可得 ，得出 为理论计算值，实际采取的液压缸驱动力 要大于理论计算值，考虑手爪的机械效率 ，一般取0.8～0.9，此处取0.88，则：
，取
2.2.1.3液压缸驱动力计算
设计方案中压缩弹簧使爪牙张开，故为常开式夹紧装置，液压缸为单作用缸，提供推力：
式中 ——活塞直径
——活塞杆直径
——驱动压力，
,已知液压缸驱动力 ，且
由于 ，故选工作压力P=1MPa
据公式计算可得液压缸内径：
根据液压设计手册,见表2.1，圆整后取D=32mm。
表2.1 液压缸的内径系列（JB826-66）（mm）
20 25 32 40 50 55 63 65
70 75 80 85 90 95 100 105
110 125 130 140 160 180 200 250
活塞杆直径 d=0.5D=0.5×40mm=16mm
活塞厚 B=(0.6～1.0)D 取B=0.8d=0.7×32mm=22.4mm,取23mm.
缸筒长度 L≤(20～30)D 取L为123mm
活塞行程，当抓取80mm工件时，即手爪从张开120mm减小到80mm，楔快向前移动大约40mm。取液压缸行程S=40mm。
液压缸流量计算：
放松时流量
夹紧时流量
2.2.1.4选用夹持器液压缸
温州中冶液压气动有限公司所生产的轻型拉杆液压缸
型号为：MOB-B-32-83-FB，结构简图，外形尺寸及技术参数如下：
表2.2夹持器液压缸技术参数
工作压力 使用温度范围 允许最大速度 效率 传动介质 缸径 受压面积( )
速度比
无杆腔 有杆腔
1MPa ～+
300 m/s 90% 常规矿物液压油 32
mm 12.5 8.6 1.45
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