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關注創建者:匿名 創建時間:2026-01-04
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并聯康復治療機械手的設計與仿真研究
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但是,由于空氣具有可壓縮的特性,工作速度的穩定性較差,沖擊大,而且氣源壓力較低,抓重一般在30公斤以下,在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結構大,所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環境中進行工作。
例如無桿氣缸的使用就使得這種類型的機械手在結構處理上和機械傳動機械手有極大的相似特點,所不同的是,這種類型的機械手只能實現兩個點的位置控制,且抓重力很小。
3、機械傳動機械手
即由機械傳動機構(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、直線導軌、絲桿等)驅動的機械手。它是一種附屬于工作主機的專用機械手,其動力是由工作機械傳遞的。它的主要特點是運動準確可靠,動作頻率大,但結構較大,動作程序不可變。它常被用于工作主機的上、下料。
這種類型的機械手是目前使用最為廣泛的一種,我們根據使用的具體特點有以下兩個大類:
1)齒輪、齒條加直線導軌組合。
2)線性模組組合。
4、電力傳動機械手
即有特殊結構的感應電機、直線電機或功率步進電機直接驅動執行機構運動的機械手,因為不需要中間的轉換機構,故機械結構簡單。其中直線電機機械手的運動速度快和行程長,維護和使用方便。此類機械手目前還不多,但有發展前途。
就我個人而言,我使用和設計最多的是專用機械傳動機械手,也就是配合數控加工機床使用的,利用齒輪、齒條、直線導軌組合傳動的機械手,這種類型的機械手的設計,我會在后續的文章中詳細介紹。
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展開 本案例載體源自筆者碩士研究生期間從事研發的隧道重型機械手,該機械手作為隧道噴漿支護噴漿機器人的全自動化的核心操作機構,該機械手在工程使用的一年過程中,頻繁的啟停時,運動,噴漿工作等復雜工況,各機械手關節運動性能仍均正常,說明機械手各關節設計存在較大的冗余度,在國家車輛行業節能減排的驅使下,輕量化設計技術不斷發展,因此對于該機械手進行輕量化優化分析很有必要,本案列運用ADAMS和Inspire對機械手的運動學與動力學模型和臂架的有限元模型進行建模以及拓撲優化分析。
1. 基于Adams的運動學與動力學建模與仿真
在該重型機械手進行輕量化分析前,需要對機械手的工況進行綜合考慮,分析出各關節最危險的工況,在對其進行其加載分析。為了分析噴漿機在不同姿態工作時的受力情況,利用動力學分析仿真軟件ADAMS對機械手系統進行仿真。 從creo中建立好的機械臂裝配CAD模型導入Adams中,定義各構件質量信息、各運動副的約束以及附加混凝管道重力,得到Adams運動學與動力學模型。
Adams運動學與動力學模型
仿真工況描述:機械手從初始位置向上揚起水平位置,然后大臂伸縮臂走水平位移2m。(初始位置為大臂處于上仰位姿,伸縮臂縮到最短位置),小臂伸縮臂走水平位移2m,小臂從初始位置60°回轉到-180°,由于該機械手各關節結構復雜,本文主要研究三臂輕量化工作,因為三臂是大臂與小臂的連接關節,承受著大臂和小臂給予的復雜載荷。通過測量三臂各個鉸點運動副的受力,可得其在工況運動過程中的x、y、z方向受力情況(如下圖)。
展開 機械設計根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程。
機械設計是機械工程的重要組成部分,是機械生產的第一步,是決定機械性能的最主要的因素。
裝配工藝設計注意事項:
注意事項
不好的設計
改進后的設計
1.盡可能使裝配操作分開
(1)便于分解為組件,以便實現包括預裝配和終了裝配的裝配分級
(2)分解成若干裝配單元,便于平行作業,縮短裝配周期,又便于維修
圖示電動絞車,將減速器輸出軸與卷筒軸分開,用聯軸器聯接,二者就可各自單獨組裝,簡化了裝配,避免了長軸加工,并便于減速器的標準化、系列化
改進前軸承孔徑小于齒輪外徑,必須在箱內裝配齒輪;改進后,軸上各零件可先行組裝,后裝入箱內,既提高了工效,又便于維修
(3)轉塔車床加速行程軸一端安裝在機身上的箱體內,不便裝配;改進后將加速行程軸用聯軸器聯接,箱體成為單獨的裝配單元
(4)將傳動齒輪預先組成單獨的齒輪箱,然后裝入箱體,便于調整和裝配(我們推薦你關注“機械工程師”公眾號,第一時間掌握干貨知識、行業信息)
(5)裝配組可分開進行試驗,首先在變型設計時應如此
在整個機器中進行動平衡
轉子單獨進行動平衡
(6)力求不進行單個零件試驗而對裝配組件或產品進行功能試驗
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介紹
在 Ansys
帶懸掛的遙控車
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