(2.4.1)--2.4机器人的手部结构.ppt

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1、第二章：机器人机械结构2.4手部结构2.4.1手部结构的基本形式人的手是由5个手指和手掌组成的，具有很高的灵活性，能够完成各种复杂的工作。机器人的手部按照用途可以当做作业工具或者类似人类手功能的工具来使用，需要应对复杂的工作环境。如图所示，机械手模仿人手的抓取功能，分别实现无手指关节的简单夹持、固定手指关节的夹持和有手指关节的夹持抓取等几种类型。无手指关节 固定手指关节 有手指关节第二章：机器人机械结构2.4.1 手部结构的基本形式工业机器人的手部也叫做末端操作器，它是装在机器人手腕上直接抓握工件或执行作业的部件。（1）机械手常见类型和结构机器人的手部是直接用于抓取和握紧（或吸附）工件或者夹持

2、专用工具（如喷枪、扳手、焊接工具）进行操作的部件，它具有模仿人手动作的功能，安装于机器人手臂的前端。机器人末端执行器大致可分为以下几类：夹持式取料手；吸附式取料手；类人式取料手。().夹持式取料手夹持类手部除常用的夹钳式外，还有脱钩式和弹簧式。此类手部按其手指夹持工件时的运动方式不同又可分为手指回转型和指面平移型。夹钳式是工业机器人最常用的一种手部形式。2.4.1 手部结构的基本形式第二章：机器人机械结构 夹钳式取料手1-手指 2-传动机构 3-驱动装置 4-支架 5-工件(2).吸附式取料手吸附式手部靠吸附式取料。根据吸附力的不同有气吸附和磁吸附二种。吸附式手部适应于大平面（单面接触无法抓取

3、）、易碎（玻璃、磁盘、晶圆）、微小的物体（不易抓取），因此使用面也较大。1)气吸式手部气吸式手部是工业机器人常用的一种吸持工件的装置。它由吸盘（一个或几个）、吸盘架及进排气系统组成，具有结构简单、重量轻、使用方便可靠等优点。广泛应用于非金属材料（如板材、纸张、玻璃等物体）或不可有剩磁的材料的吸附。气吸式手部的另一个特点是对工件表面没有损伤，且对被吸持工件预定的位置精度要求不高；但要求工件上与吸盘接触部位光滑平整、清洁，被吸工件材质致密，没有透气空隙。气吸式手部是利用吸盘内的压力与大气压之间的压力差而工作的。按形成压力差的方法，可分为真空气吸、气流负压气吸、挤压排气负压气吸。第二章：机器人机械结

4、构1）气吸式手部真空气吸吸附手部 气流负压吸附手部 挤压排气式手部第二章：机器人机械结构第二章：机器人机械结构2.4.1 手部结构的基本形式2）磁吸式手部磁吸式有电磁吸盘和永磁吸盘两种。磁吸式的特点:体积小，自重轻，吸持力强，可在水里使用。磁吸式广泛应用于钢铁、机械加工、模具、仓库等搬运吊装过程中对块状、圆柱形导磁性钢铁材料工件的连接，可大大提高工件装卸、搬运的效率，是工厂、码头、仓库、交通运输等行业最理想的吊装工具。第二章：机器人机械结构2.4.1 手部结构的基本形式电磁吸盘结构1一电磁吸盘;2一防尘盖;3一线圈;4一外壳体2）磁吸式手部第二章：机器人机械结构2.4.1 手部结构的基本形式应

5、用：电磁吸盘只能吸住铁磁材料制成的工件（如钢铁件），吸不住有色金属和非金属材料制成的工件。磁力吸盘的缺点是被吸取工件有剩磁，吸盘上常会吸附一些铁屑，致使不能可靠地吸住工件，而且磁力吸盘只适用于工件要求不高或有剩磁也无妨的场合。对于不允许有剩磁的工件（如钟表零件及仪表零件），不能选用磁力吸盘，可选用真空吸盘。另外，钢、铁等磁性物质在温度为723以上时磁性会消失，故高温条件下不宜使用磁力吸盘。2）磁吸式手部第二章：机器人机械结构2.4.1 手部结构的基本形式3）类人式取料手目前，大部分工业机器人的手部只有2个手指，而且手指上一般没有关节。因此取料不能适应物体外形的变化，不能使物体表面承受比较均匀的

6、夹持力，因此无法满足对复杂形状、不同材质的物体实施夹持和操作。为了提高机器人手部和手腕的操作能力、灵活性和快速反应能力，使机器人能像人手一样进行各种复杂的作业，如装配作业、维修作业设备操作等，就必须有一个运动灵活、动作多样的灵巧手，即仿人手。类人式取料手分类：（）柔性手（）多指灵活手多关节柔性手 三指灵巧手 四指灵巧手2.4.1 手部结构的基本形式3）类人式取料手第二章：机器人机械结构类人式取料手实物图2.4.1 手部结构的基本形式3）类人式取料手第二章：机器人机械结构第二章：机器人机械结构2.4.2 手部结构特点机器人手部的一般特点1）手部与手腕相连处可拆卸。手部与手腕有机械接口，当机器人作业对象不同时，可以方便地拆卸和更换手部。2）手部是工业机器人的末端操作器。它可以像人手那样具有手指，也可以是不具备手指的手；可以是类人的手爪，也可以是进行专业作业的工具，比如装在机器人手腕的喷漆枪、焊接工具等。3）手部的通用性比较差。工业机器人手部通常是专用的装置，比如一种手爪往往只能抓握一种或几种在形状、尺寸、重量等方面相近似的工件，一种工具只能执行一种作业任务。4）手部是一个独立的部件。