臂部的設(shè)計(jì)及有關(guān)計(jì)算

手臂部件是機(jī)械手的主要握持部件。它的作用是支撐腕部和手部（包括工件或工具），并帶動(dòng)它們作空間運(yùn)動(dòng)。手臂運(yùn)動(dòng)應(yīng)該包括3個(gè)運(yùn)動(dòng)：伸縮、回轉(zhuǎn)和升降。敘述手臂的伸縮運(yùn)動(dòng)，手臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)設(shè)置在機(jī)身處。

臂部運(yùn)動(dòng)的目的：把手部送到空間運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)任意一點(diǎn)。如果改變手部的姿態(tài)（方位），則用腕部的自由度加以實(shí)現(xiàn)。因此，一般來(lái)說(shuō)臂部應(yīng)該具備3個(gè)自由度才能滿足基本要求，既手臂伸縮、左右回轉(zhuǎn)、和升降運(yùn)動(dòng)。手臂的各種運(yùn)動(dòng)通常用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作中即直接承受腕部、手部、和工件的靜、動(dòng)載荷，而且自身運(yùn)動(dòng)較多。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性等直接影響到機(jī)械手的工作性能。

臂部設(shè)計(jì)的基本要求

一、 臂部應(yīng)承載能力大、剛度好、自重輕

1根據(jù)受力情況，合理選擇截面形狀和輪廓尺寸。

2提高支撐剛度和合理選擇支撐點(diǎn)的距離。 3合理布置作用力的位置和方向。 4注意簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。

5提高配合精度。

二、 臂部運(yùn)動(dòng)速度要高，慣性要小

機(jī)械手手部的運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)械手的主要參數(shù)之一，它反映機(jī)械手的生產(chǎn)水平。對(duì)于高速度運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手，其**大移動(dòng)速度設(shè)計(jì)在1000～1500mm/s,**大回轉(zhuǎn)角速度設(shè)計(jì)在0-180s內(nèi)，大部分平均移動(dòng)速度為1000mms，平均回轉(zhuǎn)角速度在0-90s。在速度和回轉(zhuǎn)角速度一定的情況下，減小自身重量是減小慣性的**有效，**直接的辦法，因此，機(jī)械手臂部要盡可能的輕。減少慣量具體有3個(gè)途徑：

1減少手臂運(yùn)動(dòng)件的重量，采用鋁合金材料。

2減少臂部運(yùn)動(dòng)件的輪廓尺寸。

3減少回轉(zhuǎn)半徑，再安排機(jī)械手動(dòng)作順序時(shí)，先縮后回轉(zhuǎn)（或先回轉(zhuǎn)后伸縮），盡可能在較小的前伸位置下進(jìn)行回轉(zhuǎn)動(dòng)作。

4驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)有緩沖裝置。  

三、手臂動(dòng)作應(yīng)該靈活

為減少手臂運(yùn)動(dòng)之間的摩擦阻力，盡可能用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦。對(duì)于懸臂式的機(jī)械手，其傳動(dòng)件、導(dǎo)向件和定位件布置合理，使手臂運(yùn)動(dòng)盡可能平衡，以減少對(duì)升降支撐軸線的偏心力矩，特別要防止發(fā)生機(jī)構(gòu)卡死（自鎖現(xiàn)象）。為此，必須計(jì)算使之滿足不自鎖的條件。

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