多用途抓取类机械手设计及分析
多用途抓取类机械手结构设计及分析
摘要：该文在对抓取类机械手的结构类型进行分析的基础上, 采取相应的软件对各种类型的机
械手进行建模仿真设计, 并且对抓取类机械手关键部位的运动和应力进行研究, 对其运动中所产
生的振动情况进行分析, 对机械手的进一步发展设计提供借鉴。
关键词：多用途抓取类机械手; 设计; 分析;
在人们的社会活动和生产生活当中, 多用途抓取类机械手发挥了较大的作用, 能够帮助人们在危
险的环境中进行各种操作, 目前抓取类机械手在工业生产中也有较大的发挥。为了进一步提高
抓取类机械手的工作效果, 需要在对不同种类机械手的整体特点和结构进行分析的基础上, 在机
械手端部采取电磁铁进行吸附连接, 以此来实现多种机械手之间的灵活转换, 形成多用途抓取类
机械手, 并且在机械手部分加上压力传感器和远程控制系统, 以此来对物品的硬度进行判断, 从
而选择更加合适的传动方式和驱动方式。
1 多用途抓取类机械手的仿真
1.1 建模仿真
目前常见的多用途抓取类机械手主要包括吸盘式、两爪式和三爪式等类型, 分别在不同场合中
进行工作, 在对这些多用途抓取类机械手进行仿真建模的过程中, 其主要包括液压系统、机械系
统、控制系统和动力系统。机械系统是多功能机械手完成各项动作的执行结构, 通常包括机械
手抓、前臂、支架和底座等工作装置, 在对机械系统进行建模的过程中, 需要对不同的结构配件
执行最基本的建模命令, 形成相应的机械结构部件。然后根据机械部件类型的不同, 将机械系统
中的机械部件进行相互连接, 主要包括机械手底座与后臂之间的连接, 前臂孔和后臂孔之间的连
接, 在机械系统连接完成之后, 对液压装置进行装配, 形成完整的机械手模型[1]。
1.2 对重要元件进行选择
为了保证多用途抓取类机械手能够在不同的环境场合中进行工作, 同时在最大程度上提高机械
手的抓取效果, 需要对其中的重要元件进行选择。这些重要元件主要包括这样几个部分:首先是
压力传感器, 压力传感器主要安装在机械手指之间, 在机械手进行抓取动作的过程中, 压力传感
器能够在对物体的硬度进行判断的基础上, 对所施加的压力进行控制, 保证机械手能够顺利地夹
取不同硬度的物体, 在压力传感器的选择上, 可以选择薄片式电阻式应变片来进行使用。另外一
种重要元件为 PIC 控制系统, 根据实际情况来对 PLC 控制系统设定参考压力值, 在输入压力和参
考压力值进行比较之后, 对电动机的输出功率进行调节, 以此来对机械手爪的输出动力进行控制,
方便机械手爪抓取各种不同硬度的物体, 对于 PLC 控制器的选择, 可以使用三菱 FX1S-14M T-E
S S/UL。对电磁铁的选择, 电磁铁在通电的情况下能够产生强大的吸附力, 通常应用到吸附式机
械手当中, 能够对物体产生吸附力, 使物体进行移动或者拾取, 实现各种抓取部件的灵活转换, 对
于电磁铁的选择需要根据机械手的类型和使用场合进行确定[2]。最后是对电机的选择, 电机主
要应用到液压传动装置当中, 液压传动装置能够控制机械手臂进行伸长和缩短, 实现机械手臂的
各种动作, 电机能够通过转动调节液压杆的油液压力, 来对机械手臂伸长或者缩短的速度进行定
植, 一般情况下, 电机的额定电压为 1.5~6 V 之间, 额定电流在0.02~0.5 A 之间, 额定转速为 6
000~16 000 r/min 之间。
2 对机械手的运动形态进行分析
机械手臂的运动主要体现在前臂、后臂和手掌当中, 在对机械系统的运动形态进行仿真的过程
中, 可以对机械手模型中机械系统的各个部件进行仿真建模, 并且通过 S tep 函数来对物体合适
的仰俯角度进行控制, 其中需要注意这种角度需要与机械手的活动范围保持一致。对机械手运
动形态的分析主要包括物体的位移、速度和加速度, 3 个转动副输出力包括手掌和前臂、后臂中
间处、前臂和后臂。在对机械手后臂运动和前臂运动进行分析的过程中, 可以采用 ADAMS 软
件来进行仿真分析, 通过建立相应的模型, 得出机械手臂的运动简图, 能够清晰明了地看出机械
手臂机械系统中各个部件的运行形态, 并且在此基础上对机械手臂的运行形态和规律进行分析
研究。
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多用途抓取类机械手结构设计及分析摘要：该文在对抓取类机械手的结构类型进行分析的基础上,采取相应的软件对各种类型的机械手进行建模仿真设计,并且对抓取类机械手关键部位的运动和应力进行研究,对其运动中所产生的振动情况进行分析,对机械手的进一步发展设计提供借鉴。关键词：多用途抓取类机械手;设计;分析;在人们的社会活动和生产生活当中,多用途抓取类机械手发挥了较大的作用,能够帮助人们在危险的环境中进行各种操作,目前抓取类机械手在工业生产中也有较大的发挥。为了进一步提高抓取类机械手的工作效果,需要在对不同种类机械手的整体特点和结构进行分析的基础上,在机械手端部采取电磁铁进行吸附连接,以此来实现多种机械手之间...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
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