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机器人手爪的功能分析与设计研究

龙源期刊网 http://www.wendangku.net/doc/9e23885f03020740be1e650e52ea551810a6c931.html

机器人手爪的功能分析与设计研究

作者:朱金权

来源:《中国新技术新产品》2014年第18期

摘要:本文对机器人手爪的抓取运动范围、工件的定位要求、夹紧力的计算方法、工件

的检测、清洁和安全等相关功能要求进行了系统的介绍,对设计手爪时工件结构形式的分析、工件定位点及夹紧方式的确定、工件检测传感器位置及数量的确定、工件表面的清洁、手爪的安全性等相关设计事项进行了研究,在分析了机器人手爪的有关设计要素后,提出了机器人手爪的设计的步骤和设计思路,为机器人手爪在现代工业制造领域的推广和应用提供技术支持。

关键词:机器人;手爪;功能要求;结构设计;夹紧力;夹紧扭矩

中图分类号:TP241 文献标识码: A

1概述

在现代工业领域中,机器人越来越多的被运用于各行各业。作为机器人的执行机构,机械人手爪自然在各行各业中不可缺少、大显身手。机器人手爪的功能是否完善、性能是否可靠、工作是否安全将直接影响机器人机械性能的好坏和工作效率的高低,研究机器人手爪的功能要求和设计要点,对推广工业机器人的运用,提高工业机器人的性能,最大限度发挥机器人的效率,具有重要的指导意义。

2功能要求

机器人手爪功能是机器人在接收到抓取工件信号后,按指定的路径和抓取方式,在规定的时间内完成工件取放动作的功能性参数。机器人在抓取工件的过程中,为保证抓取工件的可靠性,机器人手爪应具备一定的抓取运动范围、工件在手爪中可靠定位、适当的夹紧力、工件抓取后的检测报警、工件清洁所需的气管、机器人手爪断电保护等相关功能。

2.1抓取运动范围要求

抓取运动范围是手爪抓取工件时手指张开的最大值与收缩的最小值之间的差值。由于工件的大小、形状、抓取位置的不同,为使手爪适合抓取不同规格的工件,手爪的运动范围应有所不同。工作时工件夹紧位置应处于最大值与最小值之间,在工件夹紧后,手指的实际夹紧位置应大于手指收缩后的最小位置,使工件夹紧后夹紧气缸能有一定的预留夹紧行程,保证工件可靠夹紧。

2.2工件在手爪中的定位要求