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助力机械手的设计要求是什么?


助力机械手是机器人技术领域广泛应用的一种自动机械装置。它在工业制造、医药、娱乐服务、军事、半导体制造、航天探测等领域都有应用。尽管它们的形状不同,但它们都有一个共同的特点,即它们可以接收指令,在三维(或二维)空间中定位工作点。那么,如此高需求的助力器臂的设计要求是什么?让我们介绍一下:

臂架应承载力大、刚性好、重量轻

手臂抓取工件时,手臂的刚度直接影响手臂的稳定性、速度和定位精度。如果刚性差,会引起臂在垂直面内的弯曲变形和水平面内侧的扭转变形,臂会振动,或工件卡住不工作。为此,手臂一般采用刚度较好的导杆来增加手臂的刚度,而每个支撑件和连接件的刚度也需要一定的要求,以保证能够承受所需的驱动力。

二、手臂的运动速度要适当,惯性要小

一般来说,机械手的运动速度是根据产品的生产节奏来决定的,但不适合盲目追求高速。当手臂从静止状态达到正常运动速度时,它开始,当手臂从恒定速度减速到停止时,它停止。速度的变化过程是速度特性曲线。手臂重量轻,起止平稳。

灵活的手臂运动

手臂结构应紧凑紧凑,使手臂运动轻便灵活。在动臂上加滚动轴承或采用滚珠导轨,也能使动臂移动方便、平稳。另外,对于悬臂机械手,需要考虑臂上各部件的布置,即计算臂运动部件对旋转、提升和支撑中心的重量力矩。偏转力矩对手臂的运动非常不利。如果偏摆力矩过大,会引起臂架振动。当手臂抬起或放下时,会出现头部下沉的现象,这也会影响动作的灵活性。严重时,手臂和立柱会卡住。因此,在臂架的设计中,臂架的重心应通过旋转中心或尽可能接近旋转中心,以减小挠度力矩。对于两臂同时工作的机械手,两臂的布置应尽量对称于中心,以达到平衡。

高定位精度

为了获得较高的位置精度,除了采用先进的控制方法外,在机械手的结构中还应注意以下问题:

1) 机械臂的刚度、偏转力矩、惯性力和缓冲效应直接影响机械臂的位置精度。

2) 增加定位装置和行程检测机构。

3) 合理选择机械手的坐标形式。直角坐标机械手定位精度高,结构和运动相对简单,误差小。旋转运动的误差是放大的尺寸误差。当角度位置固定时,手臂伸展越长,误差越大。由于关节式机械手结构复杂,末端的定位由各关节的相互夹角决定,误差是累积误差,精度较差,定位精度较难保证。


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