对于不能像人的手那样灵活地完成各种工作的机器人而言,可以采用更换各种专用手爪的方法使其完成相应的工作。如下图所示机械手就是可以满足这种要求的一种结构,它的手爪平行移动,而且移动量较大。当气缸活塞伸出时,手爪张开;活塞退回时,抓取零件。在手爪之间装有压缩弹簧,用以消除运动间隙,装在手爪上的可换夹爪的形状应与被抓零件的外形相适应,抓力大小的调节是靠改变工作压力实现的。
手爪平行开闭的机械手 1—螺杆 ,用于与机器人手臂相连接 ;2—活塞 ;3—气缸 ;4—双面齿条 ; 5—小齿轮 A;6—小齿轮 B;7—滑动齿条 A;8—滑动齿条 B; 9—手爪体 ;10—压缩弹簧 ;11—可换夹爪
柔软手爪创新设计图例
柔软抓取机构用挠性带和开关组成。如图所示,挠性带绕在被抓取的物件上,把物件抓住,可以分散物件单位面积上的压力而不易损坏。如图所示挠性带 2的一端有接头 1,另一端是夹紧接头 9,它通过固定台 8的沟槽后固定在驱动接头 4上。当活塞杆 5向右将挠性带拉紧的同时 ,又通过缩放连杆 3推动夹紧接头 9向左收紧挠性带,从而把物件夹紧。这是一种用挠性带包在被抓取物表面的柔软手爪。活塞杆向左时,将带松开。图是用有柔性的杠杆作手爪 ,当活塞杆向右时,将手爪放开;反之则夹紧。
柔软手爪1—接头 ;2—挠性带 ;3—缩放连杆 ;4—驱动接头 ;5—活塞杆 ; 6—推杆 ;7—滑道 ;8—固定台 ;9—夹紧接头
机械手抓取机构创新设计图例
下图所示为齿轮连杆机械手抓取机构。机构由曲柄摇块机构 1-2-3-4与齿轮 5、6组合而成。齿轮机构的传动比等于 1,活塞杆 2为主动件,当液压推动活塞时,驱动摇杆 3绕 B点摆动,齿轮 5与摇杆3固结,并驱使齿轮6同步运动。机械手 7、8分别与齿轮5、6固结,可实现铸工搬运压铁时夹持和松开压铁的动作。
机械手抓取机构 1—液压缸 ;2—活塞杆 ;3—摇杆 ;4—机架 ;5,6—齿轮 ;7,8—机械手
利用弹簧螺旋的弹性抓取机构创新设计图例
如图所示,两个手爪 1、2用连杆 3、4连接在滑块上,气缸活塞杆通过弹簧 5使滑块运动。手爪夹持工件 6的夹紧力取决于弹簧的张力,因此可根据工作情况,选取不同张力的弹簧;此外,还要注意,当手爪松开时,不要让弹簧脱落。
利用弹簧螺旋的弹性抓物机构1,2—手爪 ;3,4—连杆 ;5—弹簧 ;6—工件
具有弹性的抓取机构创新设计图例
如图 (a)所示的抓取机构中,在手爪 5的内侧设有槽口,用螺钉将弹性材料装在槽口中以形成具有弹性的抓取机构;弹性材料的一端用螺钉紧固,另一端可自由运动。当手爪夹紧工件 7时,弹性材料便发生变形并与工件的外轮廓紧密接触;也可以只在一侧手爪上安装弹性材,这时工件被抓取时定位精度较好。1是与活塞杆固连的驱动板,2是气缸,3是支架,4是连杆,6是弹性爪。图(b)是另一种形式的弹性抓取机构。
具有弹性的抓取机构 1—驱动板 ;2—气缸 ;3—支架 ;4—连杆 ;5—手爪 ;6—弹性爪 ;7—工件
立体抓取机构创新设计图例
下图(a)所示为从三个方向夹住工件的抓取机构的原理,爪1、2由连杆机构带动,在同一平面中作相对的平行移动;爪3的运动平面与爪1、2的运动平面相垂直;工件由这三爪夹紧。(图6b)为爪部的传动机构。抓取机构的驱动器 6安装在抓取机构机架的上部,输出轴7通过联轴器 8与工作轴相连,工作轴上装有离合器 4,通过离合器与蜗杆 9相连。蜗杆带动齿轮 10、11,齿轮带动连杆机构,使爪 1、2作启闭动作。输出轴又通过齿轮 5带动与爪3相连的离合器,使爪 3作启闭动作。当爪与工件接触后,离合器进入“OFF”状态 ,三爪均停止运动,由于蜗杆蜗轮传动具有反行程自锁的特性,故抓取机构不会自行松开被夹住的工件。
从三个方向夹住工件的抓取机构1~3—爪;4—离合器 ;5,10,11—齿轮 ;6—驱动器 ;7—输出轴 ;8—联轴器 ;9—蜗杆
扁平圆盘类工件供料擒纵机构创新设计图例
如图 6-7所示,工件由进料导轨 1送进到摆动爪 4上,挡块 3是用来限位的。气缸 6伸出,带动隔料爪 2将后续的工件挡住,由挡销 5推动摆动爪 4,使之张开,释放其上的工件,垂直下落到工作区。气缸 6缩回时,摆动爪 4复位,隔料爪 2退回,下一个工件进入摆动爪上。设计时应尽可能减小每个工件下落的距离,以免工件下落时摇摆翻转。
扁平圆盘类工件供料擒纵机构 1—进料导轨 ;2—隔料爪 ;3—挡块 ;4—摆动爪 ;5—挡销 ;6—气缸
气动管道爬行器创新设计图例
下图所示是仿效爬行动物运动而设计的管道爬行器。爬行器由三段柔性微致动体组成,1是腿,2是连杆,3是铝片,4是铰链。每段柔性微致动体的结构如图(a)所示。柔性微致动体两端是两个圆形薄铝片,中间用橡胶管连接成为一个气囊。两铝片外缘用四个四连杆机构连接,每个四连杆机构的连杆中部有一条径向外伸的支撑腿。将爬行器植入管道中如图 (b)所示,这时将第一、三节气囊充气 ,第二节气囊排气 ,这样一、三节的八条腿就支撑在管道中。然后将第二节气囊充气的同时,对第一节气囊排气,于是爬行器头部开始向前移。此后将第一节气囊充气,让第三节气囊排气,爬行器尾部开始向前移。随着三节气囊交替地充、排气,使爬行器身体的三部分交替地伸缩和交替地更换支撑腿,爬行器就像小虫一样在管道中爬行。实验中,一个长 85mm、直径为 25mm的这种爬行器,爬行速度可达 2.2mm/s。
气动管道爬行器1—腿;2—连杆 ;3—铝片 ;4—铰
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