夾持的案例
基于SIMSOLID的頭戴耳機夾持力仿真分析
基于SIMSOLID的頭戴耳機夾持力仿真分析.rar
基于SIMSOLID的頭戴耳機夾持力仿真分析
一、研究背景
隨著信息技術發展和人們生活方式的變化，耳機越來越成為大多數人生活中不可獲取的電子產品。由于部分用戶工作或生活的需要，佩戴頭戴耳機的時間越來越長，極易造成人耳部分的不舒適，影響用戶體驗。耳機佩戴的舒適性也成為了比美觀外形、優質聲音更重要的設計要素。頭戴耳機的舒適性與耳機和人體頭部尺寸匹配度、夾持力、耳套材質、耳套尺寸、佩戴時長等因素有關，耳機與人頭尺寸不匹配也會造成夾持力過大，夾持力的大小直接影響著耳機對用戶佩戴舒適度，成為研發設計、檢測過程中的重點關注指標。
本文將針對頭戴耳機的夾持力進行研究，通過SIMSOLID軟件，快速分析耳機在拉開至人耳寬度時的作用力大小，評估夾持力，不斷優化支臂、頭戴、轉軸等處的結構設計，提高佩戴的舒適度，增加用戶體驗。
二、研究模型和前處理工作
采用如下圖一所示的頭戴幾何模型，模型結構件很多，力學分析很復雜，基于耳機基本屬于對稱結構，夾持力分析中左右兩側作用力大小相同，因此分析模型可以做圖二所示的簡化，分析一半的模型，提高計算效率，其詳細結構如圖三所示。
經測試，此款頭戴耳機在左右分別掰開80mm時，能進行佩戴，因此后文中將以耳套X方向位移80mm為基準，分析夾持力。
圖一 頭戴耳機整機模型
圖二 仿真簡化建模
圖三 幾何模型剖面結構示意圖
SIMSOLID前處理無需劃分網格，需要處理較大干涉的幾何模型，調整坐標系，方便軟件中邊界條件的賦予。
展開 基于SIMSOLID的頭戴耳機夾持力仿真分析
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基于SIMSOLID的頭戴耳機夾持力仿真分析
一、研究背景
隨著信息技術發展和人們生活方式的
變化，耳機越來越成為大多數人生活中不可獲取的電子產品。由于部分用戶工作或生活的需要，佩戴頭戴耳機的時間越來越長，極易造成人耳部分的不舒適，影響用戶體驗。耳機佩戴的舒適性也成為了比美觀外形、優質聲音更重要的設計要素。頭戴耳機的舒適性與耳機和人體頭部尺寸匹配度、夾持力、耳套材質、耳套尺寸、佩戴時長等因素有關，耳機與人頭尺寸不匹配也會造成夾持力過大，夾持力的大小直接影響著耳機對用戶佩戴舒適度，成為研發設計、檢測過程中的重點關注指標。
本文將針對頭戴耳機的夾持力進行研究，通過SIMSOLID軟件，快速分析耳機在拉開至人耳寬度時的作用力大小，評估夾持力，不斷優化支臂、頭戴、轉軸等處的結構設計，提高佩戴的舒適度，增加用戶體驗。
二、研究模型和前處理工作
采用如下圖一所示的頭戴幾何模型，模型結構件很多，力學分析很復雜，基于耳機基本屬于對稱結構，夾持力分析中左右兩側作用力大小相同，因此分析模型可以做圖二所示的簡化，分析一半的模型，提高計算效率，其詳細結構如圖三所示。
經測試，此款頭戴耳機在左右分別掰開80mm時，能進行佩戴，因此后文中將以耳套X方向位移80mm為基準，分析夾持力。
圖一 頭戴耳機整機模型
圖二 仿真簡化建模
圖三 幾何模型剖面結構示意圖
SIMSOLID前處理無需劃分網格，需要處理較大干涉的幾何模型，調整坐標系，方便軟件中邊界條件的賦予。
展開 在線配置器和智能CAD模型可最大限度地縮短夾持系統的設計時間
依靠CADENAS的eCATALOGsolutions技術，SCHUNK迅速擴展其數字化工具系列，發布夾持旋轉系列3D配置器。
作為數字化戰略的一部分，抓取系統和夾緊技術的權威專家SCHUNK正借助CADENAS的eCATALOGsolutions技術迅速擴展其數字化工具。在SCHUNK成功推出用于裝配自動化的在線配置器之后，世界上第一臺用于夾具旋轉裝置的3D配置器問世。 此外，SCHUNK產品目錄中的所有夾緊系統組件現在都可以作為“智能零部件”被使用。 配置器和智能 3D CAD 模型為工廠制造商和系統集成商節省了大量時間，并最大限度地降低了夾持系統設計和構造中出錯的風險。
完成整個零部件系列的配置
打開schunk在partcommunity平臺的頁面，使用SCHUNK夾持旋轉系列配置器只需單擊幾下即可對 SCHUNK SRU-plus旋轉模塊、夾持器、傳感器甚至包括完全標準化的適配器板在內的整個零部件系統進行配置；然后還可以通過3D預覽方便快速地檢查夾持旋轉單元，根據需要進行調整；最后以常見的CAD格式（2D 或3D）下載模型數據或3D PDF數據表。智能組合邏輯確保僅顯示可實現的配置，自動化SCHUNK配置器也可輕松用于模塊化裝配工作：通過它用戶可以直觀地進行拾取和放置的完整設置，并且可以將系統下載為裝配體。 為了加快流程，用戶可以先從四種基本的拾取和放置設置變體中進行選擇，然后單獨進行自定義。 該工具包括最重要的夾具、旋轉模塊、線性模塊和完整的色譜柱組裝系統，這些系統采用全球最全面的模塊系列，具有10,000多種組合選項，可進行高性能裝配。
展開 德國雄克（SCHUNK） - 抓取系統和夾持技術領域的專家
由于集成了組合邏輯，可下載 3D PDF 文件，方便在沒有 CAD 系統的
快速無誤的配置：通過在久經考驗的 CADENAS 技術基礎上建立的雄克 3Dfindit 進行訪問
三維旋轉夾持裝置配置器
旋轉裝置SRU-plus可與以下SCHUNK夾具組合使用：
只需單擊幾下，即可配置SRU-plus可旋轉夾持器單元
集成標準化轉接板-生成標準化零部件列表
在SCHUNK 3Dfindit網站上全球發布基于CADENAS技術的產品模型，供用戶免費訪問和下載
可選的合適的傳感器
提供所有常用的二維和三維的原始下載格式
CADENAS的3Dfindit網站支持多語言版本可供使用
以本土語言聯系本地客戶，使得客戶接受度增加，讓平臺的使用率迅速提高
語言統一的界面外觀
通過在多個國際垂直市場進行模型數據發布，幫助企業快速生成高效的銷售線索，以及加快設計過程中采購決策的準確性
展開 
基于SolidWorks的自動裝卸機械結構設計
2 自動裝卸結構設計
2.1 夾持機構設計
夾持機構使用直桿移動機構，滑塊使用電機驅動，通過曲 桿和直桿交點位置對滑塊所處位置進行控制，以此達到夾持目 的。為了提高整體裝卸系統的適用 性，利用機械式夾持機構的直桿式平 移夾持機構，動力源為電機，使用 4 片夾片。圖 1 為夾持機構運動示意， 構件 A 為曲線，構件 B 利用滑塊和 構件 A、固定直桿 C 連接。在構件 A 旋轉過程中，構件 B 受到滑塊的約 束做直線運動，運動規律和直桿、曲 桿在垂直方向投影面的交點位置相 關，利用改變曲線參數對滑塊運動 速度和位置等參數進行控制。
曲桿曲線設計是夾持機構的設計重點，參數設計曲線為夾持箱 體的長度、寬度。假如物體規則箱體存在曲桿旋轉動作，利用極限坐標確定點位置。各個點之間的間隔角度設置為 45°，利用樣條曲線 和各個點相互連接。曲桿曲線見圖 2，夾持機構設計圖見圖 3。
2.2 底座回轉設計
自動裝卸結構底座即機械手俯仰機構、直線位移的回轉基 座，在底座部分安裝基座，精度對機構末端精度具有直接影響， 因此要保證其精度。另外，底座承受設備全部的重量，所以要求 底座安裝基面足夠使用，強度和剛度要足夠大。為了實現自動裝 卸機構的穩定性和靈活性，該部分使用 BZL-200 型直流電機驅 動，機長為 103 mm，額定電壓 24 V，直徑 89 mm。 2.2.1 蝸輪蝸桿設計
（1）參數設置。蝸桿輸入功率 P2=0.18 kW，蝸輪轉速 n2= 50 r/min，使用壽命為 5 年。
（2）選擇材料。因為機器人結構尤為重要，蝸桿材料為 45# 鋼表面淬火，蝸輪材料使用 ZCnS10Pb1，金屬模鑄造。
（3）確定參數。為了使傳動效率得到提高，傳動比 i=20，蝸 桿 Z1=2，蝸輪 Z2=45。
展開 米思米電動夾爪的原理及應用領域
夾爪的開合程度可以通過控制電機的旋轉角度和速度來精確調節，以滿足不同工件的夾持需求。
二、電動夾爪的結構特點
模塊化設計：電動夾爪通常采用模塊化設計，將電機、傳動機構、夾爪部件等核心組件集成在一起，形成一個獨立的模塊。這種設計方式不僅方便安裝和維護，還能根據實際需求進行靈活配置，提高設備的適應性和靈活性。
高精度夾持：電動夾爪通過精確的電機控制和傳動機構設計，能夠實現高精度的夾持。夾爪的開合程度和夾持力可以根據實際需求進行精確調節，以滿足不同工件的夾持要求。
高可靠性：電動夾爪采用高品質的電機和傳動機構，經過嚴格的測試和驗證，具有較高的可靠性和穩定性。同時，夾爪部件采用耐磨、耐腐蝕的材料制成，能夠適應各種惡劣的工作環境。
快速響應：電動夾爪具有較快的響應速度，能夠迅速響應控制信號，實現快速夾持和釋放。這對于提高生產效率、降低生產成本具有重要意義。
三、電動夾爪的應用領域
電動夾爪廣泛應用于各種工業自動化場景中，如裝配、搬運、檢測等。以下是一些典型的應用案例：
裝配生產線：在裝配生產線上，電動夾爪用于夾持和組裝各種零部件。通過精確的夾持和定位，可以確保零部件的裝配精度和穩定性，提高產品質量和生產效率。
搬運機器人：搬運機器人是工業自動化中的重要設備之一，而電動夾爪則是搬運機器人的關鍵執行元件。通過電動夾爪的精確夾持和快速響應，搬運機器人可以實現對各種工件的快速、準確搬運。
檢測設備：在檢測設備中，電動夾爪用于夾持待檢測工件，并將其送入檢測設備中進行檢測。通過精確的夾持和定位，可以確保待檢測工件在檢測過程中的穩定性和準確性，提高檢測精度和效率。
展開 油石夾—中國人發明了全球領先的模具拋光新工具
主要由夾持體與斜楔件二大部分組成:夾持體是一內側面縱順向帶有斜度的框架結構的開框型材體，用于安裝油石;與之相匹配，斜楔件是一外側面縱逆向帶有斜度的楔梭功能的型材體,用于夾緊和松開油石。其操作方法有些類似美工刀的使用方式：當手持油石夾裝夾油石時，可將油石在斜楔件所示的開啟（ON）端插入夾持體中，母指按斜楔件所示的合閉（OFF）方向撥動斜楔件相對夾持體縱向移動，橫向寬度由大漸小,即可夾緊油石來操作油石研磨；當手持油石夾用于油石加力研磨時，由于斜楔機構的作用還會產生其自鎖的效果；當手持油石夾松開油石時，雙手母指按斜楔件所示的開啟（ON）方向推動斜楔件相對夾持體縱向移動，橫向寬度由小漸大,油石也就松開了,或按斜楔件所示的開啟（ON）方向在工作臺面上碰動長于夾持體的斜楔件，或著在工作臺面上通過小工件碰動短于夾持體的斜楔件（這主要是油石的外形尺寸有大于或小于名義尺寸的公差值所產生的），再推動斜楔件，油石就更加松開了；重新調整油石的長度位置，重復上述步序，油石便可再次被夾緊和松開。同樣，也可將油石在斜楔件所示的合閉（OFF）端插入夾持體中，其操作方法雖然與上述步序不徑相同，但只需按斜楔件所示的合閉（OFF）或開啟（ON）方向,改變撥動或推動的操作方式就可以了。實踐使用證明，采用油石夾不僅是保護油石不會折斷,還能將尚未用盡的、不慎折斷的短尾油石重新裝夾使用（最小夾持僅需5mm）,有利于節約加工成本；同時也保護了操作者避免直接接觸油石而手指磨損、污濁等現象的發生,有利于健康衛生;采用塑膠材料制成的油石夾還具有握感舒軟的優點，有利于減少疲勞，降低勞動強度。而且,又由于該油石夾采用了斜楔機構原理來制成,具備整體夾持力大的特征, 油石在研磨過程中就不會發生打滑的現象，有利于保護模具不受損傷;尤其是在研磨深窄型腔模具中，還可發揮油石被“加長”的作用,因而能夠更有效安全地完成研磨作業。
展開 番木瓜摘取的接觸力學模型構建與試驗 附接觸力學文檔下載
在有摩擦約束條件下，三點夾持能完全約束作用在物體上的外力，為此選取結構最簡單的三指夾持方式來抓緊番木瓜果實。為簡化末端執行機構的結構，三夾指對稱分布，由一個原動件驅動，同步動作夾持或松開果實。在將果實分離方面，如采用沿側向掰動方式，番木瓜果實分布密集，掰動空間范圍有限，易碰撞損傷相鄰果實；如采用刀具切斷果柄方式，刀具接近果柄的空間范圍有限，易受周邊果實遮擋，切除果柄時容易碰傷鄰近果實。為此選取繞番木瓜縱軸線施加一定扭矩，使其轉動一定角度，克服果柄處的扭轉阻力，實現扭斷分離。
結果和結論
樣本表面無明顯變形、壓痕與裂紋，夾持處果肉室溫靜置 24 h 后無明顯的顏色變化和傷痕，最大夾持力遠小于成熟番木瓜橫徑方向受壓彈性變形階段壓力極限值；質量和摘取扭轉力矩與橫徑、縱徑、果柄長度、果柄扭斷直徑有密切依存關系，質量多元線性回歸達極顯著水平，扭轉力矩多元線性回歸達顯著水平；依據接觸力學模型和回歸模型計算的理論夾持力與測量夾持力對比，測量夾持力均高于理論夾持力，兩者最大偏差小于20%，兩者在趨勢上具有較好一致性。摘取方案能穩定無損傷摘取番木瓜，摘取接觸力學模型具有正確性與實用性，可為番木瓜摘取末端執行機構設計與力度控制提供依據。
下載地址：接觸力學文檔下載
展開 如何制作卡盤軟爪，在師傅那里都學不來的技術??！
以下問題不管在制作或者重修軟爪時，都應該注意：
T型塊不能超過卡盤的最大直徑，修爪時的卡盤壓力接近加工工件時的壓力，卡盤正處在活動范圍的中間，修爪時夾持力的方向和工件夾持力的方向一致，注意修爪時的轉速，添加退刀槽，去除毛刺和尖角。
當兩種修爪器都不能滿足條件時，我們就需要制作一個特殊的修爪部件，比如像加工出下面的圓環來修外爪。
當加工零件需要夾持的部分比較長時，會出現工件和軟爪不能完全貼合的狀況，俗稱“喇叭口”，具體表現為，軟爪的頂部與工件之間留有縫隙。
最有效的解決辦法是：在軟爪上加工出錐度，通過塞尺來測量出縫隙的大小，測量夾持的長度，然后就可以計算出錐度的大小了。
那在車床上，添加錐度的程序應該怎么寫?下面的視頻里，教你如何安全的“開車”。
展開 如何制作卡盤軟爪，在師傅那里都學不來的技術！！
接下來是修爪器的選擇：
通常來說，左邊的修爪器修內爪，右邊的修外爪
以下問題不管在制作或者重修軟爪時，都應該注意：
T型塊不能超過卡盤的最大直徑，
修爪時的卡盤壓力接近加工工件時的壓力，
卡盤正處在活動范圍的中間，
修爪時夾持力的方向和工件夾持力的方向一致，
注意修爪時的轉速，
添加退刀槽，
去除毛刺和尖角。
當兩種修爪器都不能滿足條件時，
我們就需要制作一個特殊的修爪部件，
比如像加工出下面的圓環來修外
當加工零件需要夾持的部分比較長時，
會出現工件和軟爪不能完全貼合的狀況，俗稱“喇叭口”，
具體表現為，軟爪的頂部與工件之間留有縫隙。
最有效的解決辦法是：在軟爪上加工出錐度，
通過塞尺來測量出縫隙的大小，測量夾持的長度，
然后就可以計算出錐度的大小了。
那在車床上，添加錐度的程序應該怎么寫?
展開 全面認識下氣缸的分類吧
例如寬型MHL2系列行程長，適合夾持體積大的物體；肘節型MHT2系列，內置磁環，可安裝磁性開關，即便突然失去壓力，也能維持狀態，適合夾持重工件；緊湊型MHF2系列和標準的直線導軌MHZ2系列相比，高度縮小約1/3,并且精度提高，常用作機器人夾爪……
在機構需要用到氣指氣缸的時候，需要留意以下幾個問題
氣指氣缸是不能直接用的，需要根據產品和工藝，設計定位夾爪并安裝在上面，盡可能設計得小巧靈活，并注意互換性和可靠性。
要確保氣指氣缸有足夠的夾持力（可查廠商型錄，見表2-2）,以免影響夾持
效果。但是反過來說，夾持力過大也容易損傷產品，所以一般來說適合外觀不重要、結構有一定強度的產品，否則建議換用電動夾爪（雖然價格高，但夾持力可控），或者采用柔性更強的真空吸取的方式。
展開 
數控車床何時選用彈簧夾頭？
三爪電動卡盤是大多數車床用戶的標準工件夾持裝置，這種卡盤具有足夠的通用性，可應用于多種車削加工。然而，它不是所有加工任務的最佳夾具。彈簧夾頭是一種備用工件夾持裝置，與卡爪卡盤相似，也用機械力固定需要車削的零件。雖然彈簧夾頭所提供的工件尺寸范圍沒有卡爪卡盤的寬，對于某些加工任務來說，它所提供的與速度、準確度和生產力有關的優勢也許是極其重要的。
何種夾具的功效更好，做決定時需要考慮幾個因素。對于一項給定的車床加工任務，衡量選用彈簧夾頭還是卡爪卡盤，需要考慮以下的所有因素。
主軸負載容量
車床主軸的最大允許重量基于軸承負載容量，如果夾盤和工件組合的重量太大，軸承有可能超負荷。對于那些存在超出限度的危險的加工任務，這種危險性可能決定人們對工件夾具的選擇，卡爪卡盤往往比同等的彈簧夾頭的重量大，因此，在需要控制重量的場合，彈簧夾頭是恰當的選擇。
主軸速度
彈簧夾頭往往是以非常高的主軸速度進行車削時的較好選擇，主要有兩個原因：
一個原因與卡盤的質量有關，假定以相同的主軸馬力驅動卡爪卡盤和彈簧夾頭，較厚重的卡爪卡盤需要更長的時間來加速達到所需的速度，加速時間長將延長工作周期，降低生產力。
另一個原因與離心力有關，因為它隨著rpm平方值的增加而增加，所以，在高速切削的情況下，這個數值很重要。例如，將主軸速度加倍，離心力將為原來的四倍。這種力量將卡盤卡爪拉離中心，往往會降低夾持力。但采用彈簧夾頭，離心力不會造成明顯的影響。因而，在整個加工速度范圍內夾持力會更加穩定。
展開 電動夾爪的特點：米思米引領工業自動化的新篇章
其中，電動夾爪以其獨特的夾持功能和智能化特點，成為工業自動化生產線上的重要角色。米思米電動夾爪作為這一領域的佼佼者，憑借其卓越的性能和廣泛的應用，贏得了市場的廣泛認可。本文將深入探討米思米電動夾爪的特點，帶您領略其獨特魅力。
電動夾爪
https://www.misumi.com.cn/pr/im/2024/02/dz/
一、高適應性
米思米電動夾爪具有極高的適應性，能夠應對各種形狀、尺寸和重量的工件。通過調整夾爪的開合程度和力度，它能夠實現不同工件的穩定夾持。這種高適應性使得米思米電動夾爪在裝配、搬運和上下料等場景中表現出色，為工業生產提供了極大的便利。
二、自動化程度高
米思米電動夾爪配備了先進的伺服電機或步進電機等驅動系統，實現了精確的定位和動作控制。這使得夾爪能夠按照預設的程序自動完成夾持、搬運和釋放等動作，大大提高了生產效率。同時，夾爪的自動化操作減少了人工干預和操作難度，降低了生產成本和人力成本。
三、操作簡便
米思米電動夾爪結構緊湊、操作簡便。用戶可以通過編程控制實現自動化裝配、搬運和上下料等任務，無需復雜的操作步驟。此外，夾爪的智能化設計使得其操作更加直觀和便捷，降低了使用門檻。
四、可靠性高
米思米電動夾爪采用高強度材料制造，具有較高的耐磨性和抗沖擊性。這使得夾爪能夠在惡劣的工作環境下保持穩定的工作性能，確保生產線的連續穩定運行。同時，夾爪的精密傳動機構保證了夾持精度和穩定性，提高了產品質量和生產效率。
五、維護方便
米思米電動夾爪的結構設計使得其維護更加方便。當需要更換夾爪或調整夾持力時，操作簡單快捷，降低了維護成本和停機時間。
展開 室溫下金屬圓棒試樣高應變速率拉伸試驗影響因素分析
圖5 應變片測得的不同標距鑄鐵試樣的應力-應變曲線
圖6 力傳感測得的不同標距鑄鐵試樣的應力-應變曲線
2.7 試樣夾持長度對高速拉伸試驗的影響
采用應變片測試應力，應變速率為500 s?1時鑄鋁的應力-應變曲線如圖7所示?？梢?em>夾持長度明顯影響曲線的振蕩幅度，夾持長度較大試樣的曲線振幅小，數據離散性小。建議棒狀試樣的夾持長度不小于平行段長度的2倍。
圖7 鑄鐵在不同夾持端長度下的應力-應變曲線
2.8應變速率對高速拉伸試驗的影響
根據前期的試驗和DFSS設計得出的拉伸試驗信噪比如圖8所示?？梢姰斣嚇訕司酁?0mm，夾持端長度為35mm，應變速率為500s1，用應變片測應力時的信噪比較高，且單臺相機會缺失應變數據，因此后期將使用兩臺相機進行應變測試。
圖8 不同應變速率下拉伸試樣的信噪比
經過信噪比優化后鑄鐵和鑄鋁在不同應變速率下的應力-應變曲線如圖9所示。由于選擇的材料對應變速率不敏感，因此當應變速率增加時，抗拉強度和斷后伸長率等沒有明顯變化。
圖9 鑄鐵和鑄鋁在不同應變速率下的應力-應變曲線
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結論
在圓棒試樣高應變速率拉伸試驗中，測試應變和應力的方法、試樣標距長度以及夾持端長度對測試結果準確性和曲線振蕩程度有較大影響;制作夾具時應選擇密度小、比剛度和比強度高的材料;非接觸式應變測試采用兩臺相機可保證應變和應力測試曲線時間軸的同步性;使用短標距試樣、采用應變片測試應力、保證試樣夾持端長度是平行段長度的兩倍以上可有效減弱應力-應變曲線的離散性。
展開 如何制作卡盤軟爪，在師傅那里都學不來的技術??！
以下問題不管在制作或者重修軟爪時，都應該注意：
T型塊不能超過卡盤的最大直徑，修爪時的卡盤壓力接近加工工件時的壓力，卡盤正處在活動范圍的中間，修爪時夾持力的方向和工件夾持力的方向一致，注意修爪時的轉速，添加退刀槽，去除毛刺和尖角。
當兩種修爪器都不能滿足條件時，我們就需要制作一個特殊的修爪部件，比如像加工出下面的圓環來修外爪。
當加工零件需要夾持的部分比較長時，會出現工件和軟爪不能完全貼合的狀況，俗稱“喇叭口”，具體表現為，軟爪的頂部與工件之間留有縫隙。
最有效的解決辦法是：在軟爪上加工出錐度，通過塞尺來測量出縫隙的大小，測量夾持的長度，然后就可以計算出錐度的大小了。
那在車床上，添加錐度的程序應該怎么寫?下面的視頻里，教你如何安全的“開車”。
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