基于ADAMS的夹持机械手虚拟设计及其结构优化

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1、第3期机械设计与制造2010年3月MachineryDesign&Manufacture75文章编号：1001—3997(2010)03—0075—03基于ADAMS的夹持机械手虚拟设计及其结构优化木文怀兴柳建华鲁剑啸(陕西科技大学机电工程学院，西安710021)VirtualdesignandstructuraloptimizationofakindofrobotgripperbasedonADAMSWENHuai-xing，LIUJian-hua，LUJian-xiao(ShaanxiUniversityofScienceandTechnology，Xi’an710021，C

2、hina)：=，【摘要】提出了一种可以精确控制的夹持钡械手新结构，并分析了机械手手爪部分的多杆机构各；杆件参数与夹持工件半径的关系。在此基础上，着重借助虚拟样机技术软件adams建立了机械手手爪部分；!多杆机构的参数化模型，并利用adams中的Ds(设计研究)、DOE(实验设计)，对其进行了分析和优化设计。!i关键词：夹持机械手；ADAMS；虚拟设计；结构优化i；【Abstract】Astructuralofrobotgripperisadvanced，whichcanbepreciselycontrolled．e；?ralationbetweentheparametersoft

3、heMulti—barmechanismandtheradiusofWorkpiecesisalsodis一?▲▲iCll~sed．thisunderstanding，virtualparameterizedmodeloftherobotgripperisestablishedbyj；ADAMS．ThemodelisanalyzedandoptimizedinthewaysofDS(DesignStudy)andDOE(DesignofEx-；IlIperimentation)ADAMS．◆—l▲▲：Keywords：Robotgripper；ADAMS；Virtualdesig

4、n；Structuraloptimization、I中图分类号：TH12文献标识码：A1引言在某设备生产制造过程中，需要将壁厚为2．5mm，长度为40mm，半径分别为58mm，60mm，65mm，70mm，75mm，78ram，80mm七种规格玻璃管依次安装到7个工位。由于工位转换速度快，安装时需要快速准确，人工的安装方式已无法满足生产需要。D因此需要设计一种夹持机械手，但调研发现目前常见的夹持机械手都是采用汽缸或液压缸驱动，控制精度不高，夹持时冲击力过大，无法夹持大直径薄壁玻璃管这种易碎件。本文提出了一种可以满足该设备生产需要的精控机械手新结构，并对其进行了虚拟设计和优化。图1

5、机械手机构简图图2机械手夹持能力分析示意图2夹持机械手工作原理及夹持能力分析2．2夹持能力2．1工作原理根据设计要求，所设计的机械手必需要能夹持半径为由于夹持对象的特殊陛，机械手在夹持玻璃管时夹持力不宜58mm～80ram五种不同规格的玻璃管，所以有必要对机械手的夹过大，这就需要机械手控制精确，并且要张合快速，综合这些方面的持能力做分析。由于机械手的结构存在对称性，所以只对其左手要求我们采用了如下的传动方案，如图1所示。工作时驱动电机经爪部分进行分析，如图2所示。分析可知联轴器带动丝杠转动，从而驱动螺母上下移动，带动手爪张合，实现=／_CDE／2(1)夹持物体。为了防止滚珠丝杠逆

6、转，所选用的驱动电机带有抱闸。0=360。-90。]8(2)★来稿日期：2009-05—22女基金项目：陕西科技大学科研创新团队建设基金(SUST-B02)⋯】H⋯'⋯】H⋯’⋯】⋯，，⋯删】卜。】】H删】H蝴】H⋯】⋯前可简单地设置一下动画的时间、格式等，使其更好地满足要求。动、动力学分析打下基础。参考文献5结论1李瑞琴．机械原理．北京：国防工业出版社，2008(1)利用SolidWorkS软件强大的建模功能，实现了渐开线圆2渐开线齿轮行星传动的设计与钿l造编委会．渐开线齿轮行星传动的设计与柱直齿轮的精确三维建模。完成了某型直升机主减速器单级行星制造．北京：棚械工业出版社，20

7、023王军．SolidWorks2007中文版基本操作与实例进阶．北京：科学出版社，齿轮传动机构的装配体模型。20o8(2)利用COSMOSMotion插件对行星齿轮传动机构进行了运4张晋西．SolidWorks及COSMOSMotion机械仿真设北京：清华大学出动仿真计算分析，模拟行星齿轮运行状况，为后期有限元分析，运版社，200776文怀兴等：基于ADAMS的夹持机械手虚拟设计及其结构优化第3期Z∞1=fsin0(3)90d一．meaangle—一1—60d)(5)夹持半径：