机器人的机械臂结构设计

林志强

（上海恩太设备技术员有限公司，上海 201800）

如今，越来越多的发达国家紧跟机械臂蓬勃发展的趋势，并积极从事各种类型的机械臂的开发，其中一些国家取得了比较满意的成果，开发了多种类型的工业机械臂。或使用具有高创新性和实用性的工业机器人[2]。因此，本主题将设计机器人的机械臂结构。

一、机械臂整体方案设计

1.机械臂的组成

机械臂的组成部分可分为抓取机构、机身机座、控制系统三个部分。

2.主要参数

搬运机器人的机械臂需要具备自动化程度高，搬运时间短，定位精度高，运行稳定，使用寿命长。设计包括夹爪在内的机械臂的基本参数如下[3]：

2.1 夹取重量小于5kg；2.2重复定位精度0.05mm；2.3下料节拍：4s/件；2.4X轴最大行程2.5m，Y轴最大行程1.5m；2.5最大行程速度：X轴1.5m/s，Y轴1.2m/s。

二、机械臂的抓取结构设计

1.手部设计

1.1 手部设计要求。机械臂的手通常有钳型，吸力型，特殊操纵器和转换器，仿生多指灵巧手等。机械臂末端的机械臂爪是机械臂直接接触货物的部分它可以直接完成货物的拣配和夹紧。

1.2 抓紧装置的原理及计算。手指在工件上的夹持力是指针设计的基础。需要分析和计算动作的大小，方向和要点。通常情况下，为了更好地保持可靠性，要对载荷进行一定程度的控制，尤其是工件重力引起的，静载荷等。

当断掉油料供给时，机械臂内部右腔油缸的弹簧力会缩紧，直到重新供油才会松开继续工作。计算右腔推理公式如下：

Fp=（π/4）D2p

=（π/4）×0.42×25×103=3410N

按照机械臂的手部抓取的范围，计算机械臂抓取力度的公式为：