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机械手的总体设计方案

本课题是铸石生产线的技术改造。本设计主要任务是完

成机械夹持机构的结构方面设计。在本章中对机械手的坐标

形式、自由度、驱动机构等进行了确定。因此，在机械手的

执行机构、驱动机构是本次设计的主要任务。

1.1机械手基本形式的选择

常见的工业机械手根据手臂的动作形态,按坐标形式大

致可以分为以下4种:(1)直角坐标型机械手;(2)圆柱坐标型

机械手;(3)球坐标(极坐标)型机械手;(4)多关节型机机械

手。其中圆柱坐标型机械手结构简单紧凑,定位精度较高,占

地面积小，因此本设计采用圆柱坐标型。

1.2机械手的主要部件及运动

在圆柱坐在圆柱坐标式机械手的基本方案选定后，根据

设计任务，为了满足设计要求，本设计关于机械手具有5个

自由度既：手抓张合；手部回转；手臂回转；手臂伸缩，5

个主要运动。

本设计机械手主要由4个大部件和5个液压缸组成：(1)

手部，采用一个直线液压缸，通过机构运动实现手抓的张合。

(2)腕部，采用一个回转液压缸实现手部回转(3)臂

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部，采用直线缸来实现手臂平动。(4)机身，采用一个回转

缸来实现手臂回转。

1.3驱动机构的选择

机器人常用的驱动方式有液压驱动、气压驱动和机电驱

动三种类型。这三种方法各有所长，各种驱动方式的特点见

表1.1：

表1.1三种驱动方式的特点对照

驱动方式

内容

液压驱动气动驱动机电驱动

很大，压力范大，压力范围

围为50~为48~60Pa，较大

输出功率

140Pa最大可达Pa

利用液体的不气体压缩性控制精度高，功

可压缩性，控大，精度低，率较大，能精确

控制性能制精度较高，阻尼效果差，定位，反应灵敏，

输出功率大，低速不易控可实现高速、高

可无级调速，制，难以实现精度的连续轨迹

反应灵敏，可高速、高精度控制，伺服特性

实现连续轨迹的连续轨迹控好，控制系统复

控制制杂

响应速度很高较高很高

伺服电动机易于

结构适当，执结构适当，执

标准化，结构性

行机构可标准行机构可标准

能好，噪声低，

化、摹拟化，化、摹拟化，

电动机普通需配

易实现直接驱易实现直接驱