响整个机械手的结构，抓重，定位精度，运动速度等性能。因此，在设计手部时，必须力求结构简单，重量轻，体积小。 4、手指应有一定的强度和刚度 5、其它要求
因此送料，夹紧机械手，根据工件的形状，采用最常用的外卡式两指钳爪，夹紧方式用常闭史弹簧夹紧，松开时，用单作用式液压缸。此种结构较为简单，制造方便。 二、拉紧装置原理
如图2.2所示【4】：油缸右腔停止进油时，弹簧力夹紧工件，油缸右腔进油时松开工件。
图2.2 油缸示意图
1、右腔推力为
FP=（π／4）D2P （2.1）
=（π／4）?0.52?25?103 =4908.7N
2、根据钳爪夹持的方位，查出当量夹紧力计算公式为：
F1=（2b／a）?（cosα′）2N′ （2.2）
其中 N′=4?98N=392N，带入公式2.2得：
F1=（2b／a）?（cosα′）2N′ =(2?150/50)?（cos30o）2?392
=1764N
则实际加紧力为 F1实际=PK1K2/η （2.3）
=1764?1.5?1.1/0.85=3424N
经圆整F1=3500N
5
3、计算手部活塞杆行程长L,即
L=（D/2）tgψ （2.4）
=25×tg30o =23.1mm 经圆整取l=25mm
4、确定“V”型钳爪的L、β。
取L/Rcp=3 （2.5）
式中： Rcp=P/4=200/4=50 （2.6）
由公式（2.5）（2.6）得：L=3×Rcp=150
取“V”型钳口的夹角2α=120o，则偏转角β按最佳偏转角来确定， 查表得：
β=22o39′
【1】 5、机械运动范围（速度）
（1）伸缩运动 Vmax=500mm/s
Vmin=50mm/s
（2）上升运动 Vmax=500mm/s
Vmin=40mm/s
（3）下降Vmax=800mm/s
Vmin=80mm/s
（4）回转Wmax=90o/s
Wmin=30o/s
所以取手部驱动活塞速度V=60mm/s 6、手部右腔流量
Q=sv （2.7） =60πr2 =60×3.14×252 =1177.5mm3/s
7、手部工作压强
P= F1/S （2.8）
=3500/1962.5=1.78Mpa
2.2腕部设计计算
6
腕部是联结手部和臂部的部件，腕部运动主要用来改变被夹物体的方位，它动作灵活，转动惯性小。本课题腕部具有回转这一个自由度，可采用具有一个活动度的回转缸驱动的腕部结构。
要求：回转±90o 角速度W=45o/s 以最大负荷计算：
当工件处于水平位置时，摆动缸的工件扭矩最大，采用估算法，工件重10kg，长度l=650mm。如图2.3所示。 1、计算扭矩M1〖4〗
设重力集中于离手指中心200mm处，即扭矩M1为：
M1=F×S （2.9） =10×9.8×0.2=19.6（N·M）
F
工 S F 图2.3 腕部受力简图
2、油缸（伸缩）及其配件的估算扭矩M2〖4〗
F=5kg S=10cm 带入公式2.9得
M2=F×S=5×9.8×0.1 =4.9（N·M）
3、摆动缸的摩擦力矩M摩〖4〗
F摩=300（N）（估算值） S=20mm （估算值） M摩=F摩×S=6（N·M）
4、摆动缸的总摩擦力矩M〖4〗
M=M1+M2+M摩 （2.10）
7
=30.5（N·M）
5.由公式
T=P×b（ΦA12-Φmm2）×106/8 （2.11）
其中： b—叶片密度，这里取b=3cm；
ΦA1—摆动缸内径, 这里取ΦA1=10cm； Φmm—转轴直径, 这里取Φmm=3cm。
所以代入（2.11）公式
P=8T/b（ΦA12-Φmm2）×106
=8×30.5/0.03×（0.12-0.032）×106 =0.89Mpa
又因为
W=8Q/（ΦA12-Φmm2）b
所以
Q=W（ΦA12-Φmm2）b/8
=（π/4）（0.12-0.032）×0.03/8 =0.27×10-4m3/s =27ml/s
2.3臂伸缩机构设计
手臂是机械手的主要执行部件。它的作用是支撑腕部和手部，并带动它们在空间运动。
臂部运动的目的，一般是把手部送达空间运动范围内的任意点上，从臂部的受力情况看，它在工作中即直接承受着腕部、手部和工件的动、静载荷，而且自身运动又较多，故受力较复杂。
机械手的精度最终集中在反映在手部的位置精度上。所以在选择合适的导向装置和定位方式就显得尤其重要了。
手臂的伸缩速度为200m/s 行程L=500mm
【4】
1、手臂右腔流量，公式（2.7）得：
Q=sv
=200×π×402
8
=1004800mm3/s =0.1/102m3/s =1000ml/s
〖4〗
2、手臂右腔工作压力，公式（2.8） 得：
P=F/S （2.12）
式中：F——取工件重和手臂活动部件总重，估算 F=10+20=30kg， F摩=1000N。 所以代入公式（2.12）得：
P=（F+ F摩）/S
=（30×9.8+1000）/π×402 =0.26Mpa 3、绘制机构工作参数表如图2.4所示：
图2.4机构工作参数表
4、由初步计算选液压泵〖4〗
所需液压最高压力
P=1.78Mpa
所需液压最大流量
Q=1000ml/s
选取CB-D型液压泵（齿轮泵）
此泵工作压力为10Mpa，转速为1800r/min，工作流量Q在32—70ml/r之间，可以满足需要。 5、验算腕部摆动缸：
T=PD（ΦA12-Φmm2）ηm×106/8 （2.13） W=8θηv/（ΦA12-Φmm2）b （2.14）
式中：Ηm—机械效率取： 0.85～0.9
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