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搬运机器人由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。
1、执行机构
1) 手部
手部既直接与工件接触的部分,一般是回转型或平动型(多为回转型,因其结构简单)。手部多为两指(也有多指);根据需要分为外抓式和内抓式两种;也可以用负压式或真空式的空气吸盘(主要用于可吸附的,光滑表面的零件或薄板零件)和电磁吸盘。
传力机构形式较多,常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜楔杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母式、弹簧式和重力式。本次设计的手部选择夹持类回转型结构手部。手部执行依靠杆的伸缩运动来实现其张合运动,杆的动力源来自后续驱动源的液压缸,该液压缸采用的是伸缩式液压缸,该液压缸能够节省横向的工作空间。
2)腕部
腕部是连接手部和臂部的部件,并可用来调节被抓物体的方位,以扩大机械手的动作范围,并使机械手变的更灵巧,适应性更强。手腕有独立的自由度。有回转运动、上下摆动、左右摆动。一般腕部设有回转运动再增加一个上下摆动即可满足工作要求,有些动作较为简单的专用机械手,为了简化结构,可以不设腕部,而直接用臂部运动驱动手部搬运工件。
目前,应用最为广泛的手腕回转运动机构为回转液压(气)缸,它的结构紧凑,灵巧但回转角度小(一般小于270),并且要求严格密封,否则就难保证稳定的输出扭矩。因此在要求较大回转角的情况下,采用齿条传动或链轮以及轮系结构。本次设计的搬运机器人的腕部是实现手部180的旋转运动。
腕部的驱动方式采用直接驱动的方式,由于腕部装在手臂的末端,所以必须设计的十分紧凑可以把驱动源装在手腕上。机器人手部的张合是由双作用单柱塞液压缸驱动的;而手腕的回转运动则由回转液压缸实现。将夹紧活塞缸的外壳与摆动油缸的动片连接在一起;当回转液压缸中不同的油腔中进油时即可实现手腕不同方向的回转。
3)臂部
手臂部件是机械手的重要握持部件。它的作用是支撑腕部和手部(包括工作或夹具),并带动他们做空间运动。
臂部运动的目的:把手部送到空间运动范围内任意一点。如果改变手部的姿态(方位),则用腕部的自由度加以实现。因此,一般来说臂部具有三个自由度才能满足基本要求,即手臂的伸缩、左右旋转、升降(或俯仰)运动。
手臂的各种运动通常用驱动机构(如液压缸或者气缸)和各种传动机构来实现,从臂部的受力情况分析,它在工作中既受腕部、手部和工件的静、动载荷,而且自身运动较为多,受力复杂。因此,它的结构、工作范围、灵活性以及抓重大小和定位精度直接影响机械手的工作性能。本次设计实现臂部的上下移动、前后伸缩、以及臂部的回转运动。手臂的运动参数:伸缩行程:1200mm;伸缩速度:83mm/s;升降行程:300mm;升降速度:67mm/s;回转范围:180~0。机器人手臂的伸缩使其手臂的工作长度发生变化,在圆柱坐标式结构中,手臂的最大工作长度决定其末端所能达到的圆柱表面直径。伸缩式臂部机构的驱动可采用液压缸直接驱动。
4)机座
机座是机身机器人的基础部分,起支撑作用。对固定式机器人,直接联接在地面上,对可移动式机器人,则安装在移动结构上。机身由臂部运动(升降、平移、回转和俯仰)机构及其相关的导向装置、支撑件等组成。并且,臂部的升降、回转或俯仰等运动的驱动装置或传动件都安装在机身上。臂部的运动越多,机身的结构和受力越复杂。本次毕业设计的搬运机器人的机身选用升降回转型机身结构;臂部和机身的配置型式采用立柱式单臂配置,其驱动源来自回转液压缸。 


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发布时间:2017年12月20日 内容来源:深圳市欧铠机器人有限公司 浏览:
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