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1、机械手的组成机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。各系统相互之间的关系如方框图2-1所示。控制系统卜一驱勖聚烧执行机构被抓取工件 I L_ 一一.,位置检测装置机械手的组成方框图（一）执行机构包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。1、手部即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式 手部。夹持式手部由手指（或手爪）和传力机构所构成。手指是与物件直接接触的构 件，常用的手指运动形式有回转型和平移型。回转型手指结构简单，制造容易， 故应用较广泛。平移型应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆 形零件时，工件直径变化不影响其
2、轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围大的 工件。手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位（是外廓或是内孔）和物件 的重量及尺寸。常用的指形有平面的、 V形面的和曲面的：手指有外夹式和内撑 式；指数有双指式、多指式和双手双指式等。传传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。传力机构型式较 多，常用的有：滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母 弹簧式和重力式等。吸附式手部主要由吸盘等构成，它是靠吸附力 （如吸盘内形成负压或产生电 磁力）吸附物件，相应的吸附式手部有负压吸盘和电磁盘两类。对于轻小片状零件、光滑薄板材料等，通常用负压吸盘吸料。造成负压的方 式有气流负压式和
3、真空泵式。对于导磁性的环类和带孔的盘类零件， 以及有网孔状的板料等，通常用电磁吸盘 吸料。电磁吸盘的吸力由直流电磁铁和交流电磁铁产生。用负压吸盘和电磁吸盘吸料，其吸盘的形状、数量、吸附力大小，根据被吸 附的物件形状、尺寸和重量大小而定。此外，根据特殊需要，手部还有勺式（如浇铸机械手的浇包部分）、托式（如 冷齿轮机床上下料机械手的手部）等型式.2、手腕是连接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓取物件的方位（即姿势）。3、手臂手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓 取物件，并按预定要求将其搬运到指定的位置.工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件（如油缸、气缸、齿轮齿条机
4、 构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等）与驱动源（如液压、气压或电机等）相配 合，以实现手臂的各种运动。手臂可能实现的运动如下：（直线运动：如伸鲂,升降，横移运福*基本运动,I回转运动.如水平回转上下摆动（即传仰）运动。直线运切与回转运动的出合（即螺旋运初工手置运动复合运动|西直线运动的蛆合（郢平面运动上I两回转运动的蛆合（即空间曲面运动、手臂在进行伸缩或升降运动时，为了防止绕其轴线的转动，都需要有导向装 置，以保证手指按正确方向运动。止匕外，导向装置还能承担手臂所受的弯曲力矩 和扭转力矩以及手臂回转运动时在启动、 制动瞬间产生的惯性力矩，使运动部件 受力状态简单。导向装置结构形式，常用的有：单
5、圆柱、双圆柱、四圆柱和 V形槽、燕尾槽 等导向型式。4、立柱立柱是支承手臂的部件， 立柱也可以是手臂的一部分， 手臂的回转运动和升降（或俯仰 ）运动均与立柱有密切的联系。 机械手的立往通常为固定不动的， 但因工作需要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。5、行走机构当工业机械手需要完成较远距离的操作， 或扩大使用范围时， 可在机座上安装滚轮、 轨道等行走机构， 以实现工业机械手的整机运动。 滚滚轮轮式式布行走机构可分为有轨的和无轨的两种。驱动滚轮运动则应另外增设机械传动装置。6、机座机座是机械手的基础部分， 机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上，故起支撑和连接的作用。（ 二 ） 驱
6、动系统驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的动力装置， 通常由动力源、 控制调节装置和辅助装置组成。 常用的驱动系统有液压传动、 气压传动、 电力传动和机械传动。（ 三） 控制系统控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位（ 或机械挡块定位） 系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息 （ 如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间 ） ，同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令， 必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。（ 四 ） 位置检测装置
7、控制机械手执行机构的运动位置， 并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统， 并与设定的位置进行比较， 然后通过控制系统进行调整， 从而使执行机构以一定的精度达到设定位置。机械手的运动示意图左右帽餐机械手的手部结构方案设计为了使机 械手的通用性更强，把机械手的手部结构设计成可更换结构， 当工件是棒料时，使用夹持式手部；当工件是板料时，使用气流负压式吸盘。机械手的手腕结构方案设计考虑 到 机 械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必 须设有回转运动才可满足工作的要求。 因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回 转运动的机构为回转气缸。机械手的手臂结构方案设计按照 抓 取 工件的要求，本机
8、械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、 左右回转和升降（或俯仰）运动。手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的， 立 柱的横向移动即为手臂的横移。手臂的各种运动由气缸来实现。机械手的驱动方案设计由于气压传动系统的动作迅速，反应灵敏，阻力损失和泄漏较小，成本低 廉因此本机械手采液压驱动方式。机械手的主要参数1、主参数机械手的最大抓重是其规格的主参数，目前机械手最大抓重以 10公斤左右的为数最多。故该机械手主参数定为 10 公斤，高速动作时抓重减半。使用吸盘式手部时可吸附5 公斤的重物。2、基本参数运动速度是机械手主要的基本参数。操作节拍对机械手速度提出了要求， 设计速度过低限制了它的使用范围。 而
9、影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩及回转的速度。该机械手最大移动速度设计为 1.2m/s ，最大回转速度设计为1200 /s ，平均移动速度为 lm/s ，平均回转速度为 900 /s 。机械手动作时有启动、 停止过程的加、 减速度存在， 用速度一行程曲线来说明速度特性较为全面， 因为平均速度与行程有关， 故用平均速度表示速度的快慢 更为符合速度特性。除了运动速度以外， 手臂设计的基本参数还有伸缩行程和工作半径。 大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。 过大的伸缩行程和工作半径， 必然带来偏重力矩增大而刚性降低。 在这种情况下宜采用自动传送装置为好。根据统计和比较，该
10、机械手手臂的伸缩行程定为600mm最大工作半径约为1500mm手臂安装前后可调200mm手臂回转行程范围定为2400（应大于180 否则需安装多只手臂） ，又由于该机械手设计成手臂安装范围可调，从而扩大了它的使用范围。手臂升降行程定为150mm。定位精度也是基本参数之一。该机械手的定位精度为土0.5lmm手部设计计算一、对手部设计的要求1、有适当的火紧力手部在工作时，应具有适当的夹紧力，以保证夹持稳定可靠，变形小，且不 损坏工件的已加工表面。对于刚性很差的工件夹紧力大小应该设计得可以调节， 对于笨重的工件应考虑采用自锁安全装置。2、有足够的开闭范围夹持类手部的手指都有张开和闭合装置。 工作时，
11、一个手指开闭位置以最大 变化量称为开闭范围。对于回转型手部手指开闭范围，可用开闭角和手指夹紧端 长度表示。手指开闭范围的要求与许多因素有关， 如工件的形状和尺寸，手指的 形状和尺寸，一般来说，如工作环境许可，开闭范围大一些较好，如图所示。图滑槽杠杆式手部受力分析3、力求结构简单，重量轻，体积小手部处于腕部的最前端，工作时运动状态多变，其结构，重量和体积直接影 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， 夹紧方式用常闭式弹簧夹紧，松开时，用单作用式液压缸。此种结构较为简单， 制造方便。二、拉紧装置原理如图所示：油缸右腔停止进油时，弹簧力夹紧工件，油缸右腔进油 松开工件。机械式手部简图：接下来是主要参数的计算还未完成