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武汉仿真设计案例机械手

时间:2022-08-13     【原创】

       应用机械手可以实现生产的机械化和自动化,不仅能在有害环境下操作以保护人身安全,还可以改善劳动条件、减轻人力,并便于有节奏的生产,因而广泛应用于机械制造、冶金和电子、轻工等各个生产领域。但是机械手结构复杂,设计困难,利用软件进行结构设计与武汉仿真设计, 可以大大缩短产品研发周期, 避免不必要的重复性劳动,对机械产品进行仿真设计有着非常重大的实际意义。


1机械手主体结构武汉仿真设计方案:


       机械手的工作空间很窄,仅为700mm,所以要求机械手结构要紧凑,外形尺寸要小,但不要小到影响机械手的抓取能力。根据该机械手的工作环境及各坐标形式的优缺点,因此考虑采用折叠式关节型的设计方案。


2 驱动方式的选择


       机器人一共有4个独立的转动关节,连同末端机械手的运动,总计需要5个动力源。常用的驱动方式为气压驱动、电机驱动和液压驱动3种类型。基于这3种驱动方式的优、缺点和机器人驱动系统的武汉仿真设计要求,选用直流伺服电机驱动的方式对机器人进行驱动。


3自由度的分配


       人的手臂有肩、肘、腕3 个关节,共6 个自由度。机械手的武汉仿真设计以模仿人的手臂为基础,再根据实际情况,由于运载小车和爬臂机器人均可在自身所在的区域内移动和转动,所以大臂和腕部各有一摆动自由度,而小臂有2 个自由度,即摆动和有限的转动,且小臂可转回到大臂的空隙,工作时可展开。最后一个自由度就是手腕的摆动。


机械师的结构仿真设计:


1手部设计


       因为被握持工件的形状、大小、材料性能、重量和表面情况等的不同,从而机械手的手部结构也多种多样, 手部结构是根据特定的工件要求而定的。常用的手部分为吸附和夹持两大类。根据武汉仿真设计要求,采用夹持式的手部结构,它对抓取各种形状的工件具有较强的适应性。


2腕部设计


       腕部的作用是在臂部动作的基础上进行调整或改变手部的方位, 从而扩大机械手的运动范围,使得机械手变得更加灵巧,适应性更强。腕部具有独立的自由度,要求有绕中轴的摆动运动。机械手的工作条件是用于检查核储罐焊缝,在腐蚀性的场合中工作,所以对机械手的腕部材料选用耐腐蚀不锈钢316L。


3臂部设计


       臂部的作用是把手部送到空间运动范围内任意位置。若改变手部姿态,可用腕部的自由度加以实现。因此,臂部必须具备3个自由度才能满足基本要求,即手臂伸缩、左右回转和升降运动。


       臂部的武汉结构仿真设计须根据机器人的运动形式、抓取质量、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,油缸及导向装置的布置、内部管路与手腕的连接形式等因素。臂部运动速度越高,惯性力引起的定位前的冲击也就越大,运动既不平稳,定位精度也不高。因此,在臂部设计时除了要求结构紧凑、重量轻外,同时采用一定形式的缓冲措施。

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