氣動(dòng)機(jī)械手的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)有手指手腕及手臂介紹

　　氣動(dòng)機(jī)械手的主要執(zhí)行機(jī)械包括有手指、手腕及手臂。這些機(jī)構(gòu)，是設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。

　　一、手指（抓取機(jī)構(gòu)）

　　它是直接與工作接觸的構(gòu)件，具有人的手指和手掌的功能，用作夾緊和放松工件。

　　在設(shè)計(jì)抓取機(jī)構(gòu)時(shí)，要注意以下幾個(gè)問題：

　　1、應(yīng)具有一定的開閉角度

　　手爪具有足夠的開閉角度才能保證適應(yīng)工件尺寸不同及手爪運(yùn)動(dòng)路線的不同。

　　2、應(yīng)具有足夠的夾緊力（握力）

　　在確定夾緊力時(shí)，除應(yīng)考慮工件的重量外，還應(yīng)考慮到在傳遞工件過程中慣性力的影響。

　　3、應(yīng)保證工件可靠的定位

　　為了準(zhǔn)確地把工件夾緊在一定的位置，必須根據(jù)工件的形狀選用相應(yīng)的手爪形狀。

　　4、手爪要有足夠的強(qiáng)度、剛度及動(dòng)作的靈活性。

　　由于這種抓取機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作靈敏、手爪開閉角度大、握力大等特點(diǎn)，應(yīng)用較廣。

　　二、手腕

　　手腕是連接手指和手臂的構(gòu)件。其作用是調(diào)整或改變工作的方位。手腕設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是自由度的確定，應(yīng)遵循的原則是：

　　1、當(dāng)在手臂運(yùn)動(dòng)的范圍內(nèi)可以滿足抓取工作和傳送的要求時(shí)，盡可能不選用手腕的工作，以使機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便、成本低廉。

　　2、當(dāng)工作定位后又需要翻轉(zhuǎn)時(shí)（常為90°或180°），一般就要采取手腕實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)（多用回轉(zhuǎn)氣缸）。

　　當(dāng)機(jī)械手將工件送到某一工位前，為了使工件定位夾緊得更正確和牢固，有時(shí)要增加Y軸方向少量的移動(dòng)運(yùn)動(dòng)，這就是要采用腕部直線運(yùn)動(dòng)氣缸來實(shí)現(xiàn)。

　　總之，手腕自由度的選取，應(yīng)在手臂自由度確定以后，再根據(jù)工件的料道位置、工藝要求、應(yīng)用范圍、制作成本等方面去考慮。

　　三、手臂

　　手臂是支承手腕、手指的構(gòu)件。它的動(dòng)作范圍比較大，一般機(jī)械手的手臂具有前后伸縮、上下升降、左右擺動(dòng)、上下俯仰四個(gè)動(dòng)作。根據(jù)需要，亦可只選其一、兩個(gè)動(dòng)作。在設(shè)計(jì)手臂時(shí)首先要確定適合需要的自由度，繼而確定手臂的結(jié)構(gòu)、核算手臂的運(yùn)動(dòng)速度、行程范圍、**臂力等等。

　　圖1繪出了氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖。確定手臂的結(jié)構(gòu)形式，必須根據(jù)手臂安裝形式、抓取重量、動(dòng)作自由度、座標(biāo)型式等因素。應(yīng)全面分析手臂受力情況，將其合理地分配給手臂各部位，避免出現(xiàn)不利的受力狀態(tài)。

　　手臂的長(zhǎng)度對(duì)手臂的剛度和慣性沖擊影響有決定性的影響。工字形截面的彎曲剛度為圓截面的10～20倍，空心管的扭轉(zhuǎn)剛度為實(shí)心軸的4～5倍，其彎曲剛度也強(qiáng)得多。手臂的長(zhǎng)度對(duì)手臂的剛度和慣性沖擊影響較大。因此，不但要盡量縮短手臂長(zhǎng)度，而且要使手臂未伸出時(shí)的總重心偏于伸出方向的反側(cè)，待手臂伸出時(shí)的總重心趨近于手臂的回轉(zhuǎn)中心。在編制動(dòng)作程序時(shí)，應(yīng)盡量先作手臂縮回動(dòng)作，然后回轉(zhuǎn)，以減少慣性沖走。

　　為保證手臂伸出時(shí)立柱不下滑，在設(shè)計(jì)時(shí)要保證，手臂手腕手指等結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量重心與立柱中心線的距離ρ與立柱導(dǎo)套高度h之間，應(yīng)具有下述關(guān)系：h＞0.32ρ。手臂的伸縮、升降用直線氣缸來實(shí)現(xiàn)，擺動(dòng)和回轉(zhuǎn)，用回轉(zhuǎn)氣缸來實(shí)現(xiàn)。為保證手指不偏轉(zhuǎn)，手臂的伸縮常設(shè)有導(dǎo)向裝置，如2所示。

　　最后，在確定手臂的運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，一般要小于1.5米/秒（亦即活塞運(yùn)動(dòng)速度）。回轉(zhuǎn)角速度，亦取小于180度/秒。速度太大，將引起沖擊和振動(dòng)。