可替换式单关节机器人柔性手部的研究.pdf

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1、2013年8月机床与液压Aug．2013第41卷第16期MACHINETOOL&HYDRAULICSV01．41No．16DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．16．002可替换式单关节机器人柔性手部的研究张立军，赵永瑞，相恒富(中国石油大学(华东)机电工程学院，山东青岛266580)摘要：针对目前搬运类机器人手部存在结构较为单一、材料利用率不高及适用范围较小等问题，提出将机器人手部设计成可替换形式，并将机器人结构中手指和连杆之间做成燕尾槽接口连接。获取了机器人手部的夹紧力。采用SolidWorks软件对

2、机器人手部关键部件——连杆组件进行应力分析。关键词：机器人；手部；可替换式；应力．中图分类号：TP241文献标识码：B文章编号：1001—3881(2013)16—005—2ResearchontheReplaceableandSingleJointFlexibleRobotHandZHANGLijan．ZHAOYongrui．XIANGHengfu(CollegeofMechanicalandElectronicEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，QingdaoShandong266580，

3、China)Abstract：Inviewofthedefectsofpresenthandlingrobotband，suchasrelativelysingledesign，lowmaterialutilizationrateandsmall印plication，thereplaceablerobothandwasproposedanddesigned．Atthesametime，thedovetailgrooveinterfaceconnectionwasappliedbetweentheconnectingrodandther

4、obotfinger．Thesizeandtheshapeofthedovetailgrooveintheconnectingrodwerefixed．Theclampingforceoftherobothandwasobtained．Inaddition，thestresscheckoftheconnectingrodsubassembly，whichwasveryimportantinrobothand，wasalsoconductedbySolidWorkssoftware．Keywords：Robot；Hand；Replace

5、abletype；Stress机器人由于延伸和扩大了人的手足和大脑的功缸、固定支架、连杆、(可替换式)手指等组成。图能，因此可以代替人从事危险、有害、有毒、低温和2是柔性手部的结构示意图，图3是柔性手部及其手高热等恶劣环境下的工作。工业机器人结构中最重要指的三维示意图。的执行机构是手部。手部，也叫末端执行器，是装在机器人手腕上直接抓握工件或执行作业的部件，由手指、传动机构、驱动装置和支架组成，如图1所l一液压缸2一固定支架示。然而现有的搬运或码垛类机器人手部存在结构较3一连杆为单一、材料利用率不高及适用范围较小等问题，很4一夹持装置难

6、采用一套主结构实现对不同形状和不同尺寸工件的5一燕尾槽可靠夹持。为此，作者提出将机器人手部设计成可替圆柱销换形式，并将机器人结构中手指和连杆之间做成燕尾7一活塞杆槽接口连接。该机构不但能节约材料，节省更换时间，增加效率，而且制造也容易。图2柔性手部的结构示意图在图2中，以夹持圆柱形物体的机械手为例。该机械手设计是采用两个手指，手指是直接与工件接触的部件。手指松开和夹紧工件，是通过手指的张开与闭合来实现的。当安装在固定支架上的液压缸驱动活塞杆向上运动时，活塞杆拉动圆柱销和连杆使手指闭合，从而夹紧工件；当液压缸驱动使活塞杆向下运动时，活塞

7、杆拉动圆柱销和连杆使手指张开，从而松弛图1夹钳式机器人手部的构成工件。机器人手指的更换主要通过连接处的燕尾槽连1机器人手部的组成及工作原理接，因此在设计手指时只需为其设计相应的燕尾槽接该可替换式单关节机器人柔性手部主要由液压口即可方便更换手指，以满足对不同形状工件的夹持收稿日期：2012—06—26基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金项目(11CXO4036A)；青岛市科技发展计划项目(12—1—4—7一(8)一jch)作者简介：张立军(1977一)，男，博士，副教授，研究方向为智能生产线与机器人技术。E—mail：zlj1977

8、628@sohu．corn。