单臂回转式机械手机械系统的设计(14)

第二章 回转式机械手的机械系统的设计

2．1回转式机械手总结构图的设计

本次所设计的机械手，为单臂回转式机械手，对机械手的要求是搬运一个一千克的铁块，从一个平台到另一个平台，旋转过的角度为90度。从上面的这些条件可以看出，对于机械手结构的选取就比较的多样化。我们可以选择圆柱坐标型的，也可以选择较为复杂的球坐标型和关节型。由于我们这次设计的机械手，主要是用于教学方面的，对精度的要求并不大，而且其只要求机械手能够抓取物件进行回转的运动。所以我们可以简化这次的机械手结构。而在众多的结构之中，圆柱坐标型成为了比较不错的选择，即如图1-2-2中b所示。这种结构相对而言结构简单紧凑，定位精度较高，占地面积小，能够较容易地实现回转和抓取的运动要求。因此，本次所设计的机械手采用圆柱坐标式。机械手的运动是以一个回转和两个直线运动来实现的。

在选定了使用圆柱坐标式机械手后，我们可以把机械手的运动划分为三个部分，机械手的运动有：回转运动；提升工件的运动；抓取工件的运动。而对于这三个部分，我们可以设计出相应的结构。这样，也使得设计的任务简化为几个有效而且简洁的目标。这样思路也比较清晰，而且对于部件的选取也更加具有可行性和可操作性。

一般而言，手臂的回转与升降通常是通过立柱的运动来实现的，在本次的设计中，我们把机械手的回转和上升都集中在立柱上，由于这次设计所采用的材料为铝合金，而且所要抓取的工件为1kg，所以提升的重量不是太大，于是我们把立柱设计为能够使得大臂进行回转和提升整个机械手的结构，在设计过程中，我们把立柱的回转与提升分开，分别由一个旋转气压缸和一个伸缩的液压缸来实现。而在小臂上面，我们则安置了一个液压缸，这样是方便抓取机构能够简易的抓取物体。回转式机械手的简要的原理图，如图2-1：

图2-1-1 机械手原理图