真空抓取装置结构设计

⑴ 真空吊具的真空吊具的工作原理

通过抽空吸盘内的空气产生真空，抽走1kg/cm ²（950~1050mbars）大气压力。因此，吸盘以1kg/cm ² 的压力挤压工件。在一个1m²的真空吸盘上我们能得到10000kg的压力。
这一物理事实引导出一个非常有效的搬运系统。
使用真空吊具至少有四个主要的优点：
1． 操作速度快
真空能量存储在真空蓄能器里，在一秒钟之内它可以被传送到吸盘，瞬间吸取；在两秒钟之内吸盘里的真空可以返回到一个大气压，瞬间释放。
2. 安全吸附，对物料表面无损伤
真空吊具主要是依靠真空源在抽空吸盘内部的空气产生真空，一般吸盘的材质有硅胶、天然橡胶、丁腈胶等，可以完成对板材、玻璃等物料的无损伤搬运或上料。
3． 使用安全
吊具的真空通常来自蓄能器。在万一真空泵断电的情况下能量储备可以保持负载几个小时。
真空度是可控的。传感器可以显示出系统万一泄漏的情况和负载被释放的情况。只要吸盘里有适当的真空存在负载就不会坠落。只是一个物理法则。
4． 节时省力省成本
真空吊具的使用可以减少仓储区的雇员。吸取和释放仅用一个人就可以完成：行车操作员。无论如何，减少从事艰苦和危险工作的工人是可能的，也是必需的。
由于真空装置的搬运是非常快的，所以成本的节约存在于速度之中。我们的真空搬运系统不会在产品上留下痕迹，因此可以搬运需要小心处理的材料。
5． 操作简便
由于真空吊具的操作是在上面的，这样抓取、放下、释放就变得比较容易了。这也是使用真空吊具来搬运东西的主要优点之一。
真空吊具一般应用于：
1. 铁板、铝板、钢板、石板等板材搬运及激光切割机上料。
2. 各类玻璃的搬运。
3. 铁卷、钢卷、铝卷等卷材的搬运及上料
4. 铁管、钢管等管材的搬运及上料
5. 混凝土预制件搬运及上料
6. 适用于其它表面较平整、形状较规则的各类物料搬运

⑵ 抽真空设备都需要什么部件

一个比较完善的真空系统由真空室、所需的真空泵或真空机组、真空测量装置、连接导管、真空阀门、捕集器、及其它真空元件及电气控制系统构成。所需部件大概为:1. 真空室放气阀2. 电离真空规3. 热偶真空规4. 流量调节阀5. 高真空阀6. 扩散泵7. 储气罐8. 热偶规管( 测扩散泵前级压力) 9. 前级真空阀10. 压力传感器11. 预抽阀12. 罗茨真空泵13. 旁通阀14. 电磁放气阀15. 机械真空泵。

⑶ 真空吸盘_工作原理

工作原理：首先将真空吸盘通过接管与真空设备接通,然后与待提升物如玻璃、纸张等接触，起动真空设备抽吸，使吸盘内产生负气压，从而将待提升物吸牢，即可开始搬送待提升物。

当待提升物搬送到目的地时，平稳地充气进真空吸盘内，使真空吸盘内由负气压变成零气压或稍为正的气压，真空吸盘就脱离待提升物,从而完成了提升搬送重物的任务。真空吸盘是真空设备执行器之一，吸盘材料采用丁腈橡胶制造，具有较大的扯断力。

(3)真空抓取装置结构设计扩展阅读

维护维修：

在EOAT使用真空吸盘（不带夹钳）的情况下，需要注意的是，机械手的移动速度不能太高，否则会在吸盘上产生一个切力，使制品在快速扭转的过程中很容易掉下来。在有些情况下，可以使用一个夹钳来保证制品的安全运送。

考虑到可能会出现制品粘附在模具上的情况，通常可以安装一个气钳来解决这一问题。当制品表面积太小或者制品太重而无法使用真空吸盘时，同样可以通过使用夹钳来解决这个问题。如果制品对外观要求很严格，那么被夹住的部位就不能是外表面。为解决这一问题，可以安装一个传感电路。

⑷ 真空吸盘_工作原理

由于真空吸盘的特殊结构，在与物体接触后会形成一个临时性的密闭空间。我们通过气动管路或者一定的装置，抽走或者稀薄密闭空间里面的空气。这样，密闭空间里面的气压就低于外界的一个大气压了。于是，内外压力差产生了。外面的大气压会把物体和真空吸盘牢牢地挤压在一起。这样，我们就看到真空吸盘吸住了物体。到达目的地后把密闭空间和外面的大气压联通，真空吸盘就与物体分离开了。基于上述原理，真空吸盘是真空系统中重要的配件!在真空系统吸附、抓取工件的时候，真空吸盘直接和工件接触，起到密封、连接等作用。真空吸盘的材质有好多种，比如丁晴橡胶、硅橡胶、氟橡胶、天然橡胶等等。不同的材质适用于不同环境，比如硅橡胶的真空吸盘适用于高温场合、丁晴橡胶的耐油性比较好等等。真空吸盘也有很多种规格和形状，真空吸盘的直径从—2MM到300—400mm都有。根据形状，真空吸盘有圆形真空吸盘、椭圆形真空吸盘、方形真空吸盘;单层真空吸盘、双层真空吸盘、多层真空吸盘等。
真空吸盘一般被用于搬运和固定物体之用，我们将真空发生器、真空开关、真空表等配件组装到一起，这样，既节省了客户的成本，又方便了客户的安装，还可以根据客户的需要选配和设计各种功能。
有效吸附面积
吸盘直径虽表示吸盘的外径，但利用真空压力吸附物体时，因真空压会使橡胶变形，吸附面积也会随之缩小。缩小后的面积即称为有效吸附面积，此时的吸盘直径即称为有效吸盘直径。根据真空压力，吸盘橡胶的厚度以及与吸附物的摩擦系数等不同，有效吸盘直径也会有差异，一般情况可预估会缩小10%，所以选择时，请考虑到此点，不要使吸盘从吸附物的边缘露出。
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⑸ 毕业设计关于两指机械手设计方案

加分发给你，先给你个头看看目录
摘要 1
第一章 机械手设计任务书 1
1.1毕业设计目的 1
1.2本课题的内容和要求 2
第二章 抓取机构设计 4
2.1手部设计计算 4
2.2腕部设计计算 7
2.3臂伸缩机构设计 8
第三章 液压系统原理设计及草图 11
3.1手部抓取缸 11
3.2腕部摆动液压回路 12
3.3小臂伸缩缸液压回路 13
3.4总体系统图 14
第四章 机身机座的结构设计 15
4.1电机的选择 16
4.2减速器的选择 17
4.3螺柱的设计与校核 17
第五章 机械手的定位与平稳性 19
5.1常用的定位方式 19
5.2影响平稳性和定位精度的因素 19
5.3机械手运动的缓冲装置 20
第六章 机械手的控制 21
第七章 机械手的组成与分类 22
7.1机械手组成 22
7.2机械手分类 24
第八章 机械手Solidworks三维造型 25
8.1上手爪造型 26
8.2螺栓的绘制 30
毕业设计感想 35
参考资料 36

送料机械手设计及Solidworks运动仿真

摘要
本课题是为普通车床配套而设计的上料机械手。工业机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明，工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作，采用机械手是有效的。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。
本课题通过应用AutoCAD 技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设计，运用Solidworks技术对上料机械手进行三维实体造型，并进行了运动仿真，使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。它能实行自动上料运动；在安装工件时，将工件送入卡盘中的夹紧运动等。上料机械手的运动速度是按着满足生产率的要求来设定。

关键字 机械手，AutoCAD，Solidworks 。

第一章 机械手设计任务书

1.1毕业设计目的
毕业设计是学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。
其主要目的：
培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。
培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法。
培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。
培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。

1.2本课题的内容和要求

（一、）原始数据及资料
（1、）原始数据：
生产纲领：100000件（两班制生产）
自由度（四个自由度）
臂转动180º
臂上下运动 500mm
臂伸长（收缩）500mm
手部转动 ±180º
（2、）设计要求：
a、上料机械手结构设计图、装配图、各主要零件图（一套）
b、液压原理图（一张）
c、机械手三维造型
d、动作模拟仿真
e、设计计算说明书（一份）
（3、）技术要求
主要参数的确定：
a、坐标形式：直角坐标系
b、臂的运动行程：伸缩运动500mm，回转运动180º。
c、运动速度：使生产率满足生产纲领的要求即可。
d、控制方式：起止设定位置。
e、定位精度：±0.5mm。
f、手指握力：392N
g、驱动方式：液压驱动。
（二、）料槽形式及分析动作要求
（ 1、）料槽形式
由于工件的形状属于小型回转体，此种形状的零件通常采用自重输送的输料槽,如图1.1所示，该装置结构简单，不需要其它动力源和特殊装置，所以本课题采用此种输料槽。

图1.1机械手安装简易图
（2、）动作要求分析如图1.2所示
动作一：送 料
动作二：预夹紧
动作三：手臂上升
动作四：手臂旋转
动作五：小臂伸长
动作六：手腕旋转
预夹紧
手臂上升
手臂旋转
小臂伸长
手腕旋转
手臂转回
图1.2 要求分析
第二章 抓取机构设计

2.1手部设计计算

一、对手部设计的要求
1、有适当的夹紧力
手部在工作时，应具有适当的夹紧力，以保证夹持稳定可靠，变形小，且不损坏工件的已加工表面。对于刚性很差的工件夹紧力大小应该设计得可以调节，对于笨重的工件应考虑采用自锁安全装置。
2、有足够的开闭范围
夹持类手部的手指都有张开和闭合装置。工作时，一个手指开闭位置以最大变化量称为开闭范围。对于回转型手部手指开闭范围，可用开闭角和手指夹紧端长度表示。手指开闭范围的要求与许多因素有关，如工件的形状和尺寸，手指的形状和尺寸，一般来说，如工作环境许可，开闭范围大一些较好，如图2.1所示。

图2.1 机械手开闭示例简图

3、力求结构简单，重量轻，体积小
手部处于腕部的最前端，工作时运动状态多变，其结构，重量和体积直接影响整个机械手的结构，抓重，定位精度，运动速度等性能。因此，在设计手部时，必须力求结构简单，重量轻，体积小。
4、手指应有一定的强度和刚度
5、其它要求
因此送料，夹紧机械手，根据工件的形状，采用最常用的外卡式两指钳爪，夹紧方式用常闭史弹簧夹紧，松开时，用单作用式液压缸。此种结构较为简单，制造方便。
二、拉紧装置原理
如图2.2所示【4】：油缸右腔停止进油时，弹簧力夹紧工件，油缸右腔进油时松开工件。

图2.2 油缸示意图
1、右腔推力为
FP=（π／4）D²P （2.1）
=（π／4）0.5²2510³
=4908.7N
2、根据钳爪夹持的方位，查出当量夹紧力计算公式为：
F1=（2b／a）（cosα′）²N′ （2.2）
其中 N′=498N=392N，带入公式2.2得：
F1=（2b／a）（cosα′）²N′
=(2150/50)（cos30º）²392
=1764N
则实际加紧力为 F1实际=PK1K2/η （2.3）
=17641.51.1/0.85=3424N

经圆整F1=3500N
3、计算手部活塞杆行程长L,即
L=（D/2）tgψ （2.4）
=25×tg30º
=23.1mm
经圆整取l=25mm
4、确定“V”型钳爪的L、β。
取L/Rcp=3 （2.5）
式中： Rcp=P/4=200/4=50 （2.6）
由公式（2.5）（2.6）得：L=3×Rcp=150
取“V”型钳口的夹角2α=120º，则偏转角β按最佳偏转角来确定，
查表得：
β=22º39′
5、机械运动范围（速度）【1】
（1）伸缩运动 Vmax=500mm/s
Vmin=50mm/s
（2）上升运动 Vmax=500mm/s
Vmin=40mm/s
（3）下降Vmax=800mm/s
Vmin=80mm/s
（4）回转Wmax=90º/s
Wmin=30º/s
所以取手部驱动活塞速度V=60mm/s
6、手部右腔流量
Q=sv （2.7）
=60πr²
=60×3.14×25²
=1177.5mm³/s
7、手部工作压强
P= F1/S （2.8）
=3500/1962.5=1.78Mpa
2.2腕部设计计算

腕部是联结手部和臂部的部件，腕部运动主要用来改变被夹物体的方位，它动作灵活，转动惯性小。本课题腕部具有回转这一个自由度，可采用具有一个活动度的回转缸驱动的腕部结构。
要求：回转±90º
角速度W=45º/s
以最大负荷计算：
当工件处于水平位置时，摆动缸的工件扭矩最大，采用估算法，工件重10kg，长度l=650mm。如图2.3所示。
1、计算扭矩M1〖4〗
设重力集中于离手指中心200mm处，即扭矩M1为：
M1=F×S （2.9）
=10×9.8×0.2=19.6（N·M）

F

S
F
图2.3 腕部受力简图
2、油缸（伸缩）及其配件的估算扭矩M2〖4〗
F=5kg S=10cm
带入公式2.9得
M2=F×S=5×9.8×0.1 =4.9（N·M）
3、摆动缸的摩擦力矩M摩〖4〗
F摩=300（N）（估算值）
S=20mm （估算值）
M摩=F摩×S=6（N·M）
4、摆动缸的总摩擦力矩M〖4〗
M=M1+M2+M摩 （2.10）
=30.5（N·M）
5.由公式
T=P×b（ΦA1²-Φmm²）×106/8 （2.11）
其中： b—叶片密度，这里取b=3cm；
ΦA1—摆动缸内径, 这里取ΦA1=10cm；
Φmm—转轴直径, 这里取Φmm=3cm。
所以代入（2.11）公式
P=8T/b（ΦA1²-Φmm²）×106
=8×30.5/0.03×（0.1²-0.03²）×106
=0.89Mpa
又因为
W=8Q/（ΦA1²-Φmm²）b
所以
Q=W（ΦA1²-Φmm²）b/8
=（π/4）（0.1²-0.03²）×0.03/8
=0.27×10-4m³/s
=27ml/s

2.3臂伸缩机构设计

手臂是机械手的主要执行部件。它的作用是支撑腕部和手部，并带动它们在空间运动。
臂部运动的目的，一般是把手部送达空间运动范围内的任意点上，从臂部的受力情况看，它在工作中即直接承受着腕部、手部和工件的动、静载荷，而且自身运动又较多，故受力较复杂。
机械手的精度最终集中在反映在手部的位置精度上。所以在选择合适的导向装置和定位方式就显得尤其重要了。
手臂的伸缩速度为200m/s
行程L=500mm
1、手臂右腔流量，公式（2.7）得：【4】
Q=sv
=200×π×40²
=1004800mm³/s
=0.1/10²m³/s
=1000ml/s
2、手臂右腔工作压力，公式（2.8） 得：〖4〗
P=F/S （2.12）
式中：F——取工件重和手臂活动部件总重，估算 F=10+20=30kg， F摩=1000N。
所以代入公式（2.12）得：
P=（F+ F摩）/S
=（30×9.8+1000）/π×40²
=0.26Mpa
3、绘制机构工作参数表如图2.4所示：

图2.4机构工作参数表
4、由初步计算选液压泵〖4〗
所需液压最高压力
P=1.78Mpa
所需液压最大流量
Q=1000ml/s
选取CB-D型液压泵（齿轮泵）
此泵工作压力为10Mpa，转速为1800r/min，工作流量Q在32—70ml/r之间，可以满足需要。
5、验算腕部摆动缸：
T=PD（ΦA1²-Φmm²）ηm×106/8 （2.13）
W=8θηv/（ΦA1²-Φmm²）b （2.14）
式中：Ηm—机械效率取： 0.85～0.9
Ηv—容积效率取： 0.7～0.95
所以代入公式（2.13）得：
T=0.89×0.03×（0.1²-0.03²）×0.85×106/8
=25.8（N·M）
T<M=30.5（N·M）
代入公式（2.14）得：
W=（8×27×10-6）×0.85/（0.1²-0.03²）×0.03
=0.673rad/s
W<π/4≈0.785rad/s
因此，取腕部回转油缸工作压力 P=1Mpa
流量 Q=35ml/s
圆整其他缸的数值：
手部抓取缸工作压力PⅠ=2Mpa
流量QⅠ=120ml/s
小臂伸缩缸工作压力PⅠ=0.25Mpa
流量QⅠ=1000ml/s

第三章 液压系统原理设计及草图

3.1手部抓取缸

图 3.1手部抓取缸液压原理图〖7〗

1、手部抓取缸液压原理图如图3.1所示
2、泵的供油压力P取10Mpa，流量Q取系统所需最大流量即Q=1300ml/s。
因此，需装图3.1中所示的调速阀，流量定为7.2L/min，工作压力P=2Mpa。
采用：
YF-B10B溢流阀
2FRM5-20/102调速阀
23E1-10B二位三通阀

⑹ 为什么折纸抓取工具可以抓取自身重量120倍的物体

受折纸工艺的启发，麻省理工学院计算机科学及人工智能实验室（CSAIL）和哈佛大学的一批研究员设计了一种全新的抓取器，它能够抓住并举起各种形状、尺寸和重量的物体。“我的目标就是设计一种会帮你打包行李、杂货的机器人。目前的机械臂能抓取的物品种类极其有限——要么不能太重，要么形状有要求，例如方形、圆柱形等”。

该团队开发的抓取器呈空心的圆锥状，它包含了三个部分，一个由3D打印制作的、16根硅橡胶制的骨架，一个用于夹持的连接器，以及外面的轻质表皮。它并不是把物体夹住，而是“陷入”物体的表面。它的灵感源于一种名叫“魔球”的折纸工艺品，这种“魔球”由一张长方形的纸折成，能不断在球形和圆柱形之间切换。团队的这个项目的资助方包括美国国防部高级研究计划局和国家科学基金会等，他们计划于今年春季在蒙特利尔的机器人与自动化国际会议上展示这个项目。

⑺ 罗茨真空泵的整体结构布置有几种

罗茨真空泵的两个转子在泵体中如何布置，决定了泵的总体结构。目前国内外罗茨克空泵的总体结构布置一般有5种方案：

1、立式罗茨真空泵

两个转子的轴线呈水平安装，但两个转子轴线构成的平面与水平面垂直，这种结构，泵的进排气口呈水平设置，装配和连接管道都比较方便。但其缺点是泵的重心太高，在高速运转时稳定性差，所以目前除小规格的泵外，采用这种结构型式的不太多。

2、卧式罗茨真空泵

两个转子的轴线呈水平安装，两个转子轴线构成的平面成水平方向，这种结构的泵的进气口在泵的上方，排气口在泵的下方或侧面(也有与此相反的）。下边的排气口一般为水平方向接出，所以进排气方向是相互垂直的。排气口接一个三通管向两个方向开口，一端接排气管道，另—端堵死或接旁通阀时使用。这种结构的特点是重心低，髙速运转时稳定性好。目前国内外大中型泵多采用此种结构型式。
3、竖轴式罗茨真空泵

国外有的罗茨泵的两个转子轴线与水平面垂直安装， 这种结构的装配间隙容易控制，转子装配方便，占地面积小，但齿轮等传动机构装拆不便，润滑装置也较复杂，当总体结构决定后，泵体本身的结构与形状也就相应地决定了。
4、带溢流阀的罗茨泵

为了防止超载引起事故，罗茨泵上装有一个比较可靠的安全保护器，即在旁通管路上装有一个溢流阀。排气口处于规定压力时，溢流阀是关闭的。当其排气口压力超过规定压力时，则溢流阀的阀门自动被顶开而产生溢流，排气口压力变正常后，滋流阀再自行关闭。它能自动调节，也是泵的允许压差装置，因此溢流阀的最大好处是使罗茨泵能连同前级泵一起，在各种压力范围内能连续运转。采用这种设计，能使真空容器在粗真空状态的抽气停息时间可缩短30?50%。对于比较大的泵，溢流阀安装在浆体外边的旁通管路上，在比较小的泵上，溢流阀则是装在泵壳内的。为了防止超载而产生事故，另—种新的方法是在电机和泵之间安装扭力矩变换器（即液力联轴器）。

5、带蒸汽冷凝器的罗茨泵

在需要抽吸蒸汽情况下，抽气机组必须设计会使蒸汽冷凝的冷凝器，这个冷凝器可装在泵之前或装在泵之后，而不装在罗茨泵的泵体上•在某种情况下，冷凝物升华吸热能够减少罗茨泵发热。假设采用了复式冷凝器，在维修时可用适当的溶剂淸除污垢，蒸汽就能顺畅地在导管中流动。

⑻ 有没有谁知道CNC真空吸盘的原理

工作原理：

1、真空吸盘通过接管与真空设备接通，与待提升物接触，起动真空设备抽吸，使吸盘内产生负气压，从而将待提升物吸牢，即可开始搬送待提升物。

2、当待提升物搬送到目的地时，平稳地充气进真空吸盘内，使真空吸盘内由负气压变成零气压或稍为正的气压，真空吸盘就脱离待提升物，从而完成了提升搬送重物的任务。

(8)真空抓取装置结构设计扩展阅读：

真空吸盘使用特点

一、易损耗。一般用橡胶制造，直接接触物体，磨损严重，所以损耗很快，是气动易损件。

二、易使用。不管被吸物体是什么材料做的，只要能密封，不漏气，均能使用。电磁吸盘就不行，只能用在钢材上，其他材料的板材或者物体是不能吸的。

三、无污染。真空吸盘特别环保，不会污染环境，没有光、热，电磁等产生。

四、不伤工件。真空吸盘由于是橡胶材料所造，吸取或者放下工件不会对工件造成任何损伤。而挂钩式吊具和钢缆式吊具就不行。在一些行业，对工件表面的要求特别严格，只能用真空吸盘。

⑼ 真空吸盘原理是什么 真空吸盘是怎么工作的

1、真空吸盘原理：首先将真空吸盘通过接管与真空设备（如真空发生器等）接通，然后与待提升物如玻璃、纸张等接触，起动真空设备抽吸，使吸盘内产生负气压，从而将待提升物吸牢，即可开始搬送待提升物。

2、当待提升物搬送到目的地时，平稳地充气进真空吸盘内，使真空吸盘内由负气压变成零气压或稍为正的气压，真空吸盘就脱离待提升物，从而完成了提升搬送重物的任务。

3、真空吸盘，又称真空吊具，是真空设备执行器之一。一般来说，利用真空吸盘抓取制品是最廉价的一种方法。