氣電一體化助力機械手巧妙地利用減速電機和機械傳動(dòng)裝置承載負荷,使搬運物體的重量可以達到接近于1000kg,機械定速傳動(dòng)可保障物體在移動(dòng)或上升降落過(guò)程中均衡、平穩,機械傳動(dòng)裝置的自鎖性能可以在出現意外的情況下實(shí)現自鎖,安全性大為提高。平衡氣缸和氣動(dòng)元件的作用有能夠令所搬運物體和機械裝置的自重達到無(wú)重力化浮動(dòng)狀態(tài),使操作者對物體實(shí)施搬運時(shí)只需很小的操作力。亦即操作者只需操作把手上的升降按鈕,徒手推拉重物就能夠把物體正確地放到任何位置。 氣電一體化助力機械手主要由減速電機或伺服電機、傳動(dòng)裝置、平衡氣缸、立柱、機械臂、以及夾持機構和控制系統組成。 減速電機結構緊湊、體積小、造型美觀(guān),承受過(guò)載能力強,而且傳動(dòng)比分級精細,選擇范圍廣、轉速型譜寬,可適應于不同升降速度的需要。另外,減速電機能耗低、效率高、振動(dòng)小、噪音低。伺服電機除了具有減速電機具有的體積小、重量輕、承載能力高等優(yōu)點(diǎn)外,更具有壽命長(cháng)、運轉平穩,噪聲低等特點(diǎn),而且定位精度更高。
傳動(dòng)裝置通常選用螺桿副傳動(dòng)。螺桿副傳動(dòng)可以很好地實(shí)現垂直升降,具有運動(dòng)導向功能和可靠的自鎖功能、傳動(dòng)平穩、噪音低、結構簡(jiǎn)單,對于承載力較大的場(chǎng)合,可選用滾珠絲桿傳動(dòng)。滾珠絲桿與滑動(dòng)螺桿相比摩擦力小,能得到較高的運動(dòng)效率,能節省電能,而且傳動(dòng)精度高,傳動(dòng)速度可以更快。選用滾珠絲桿傳動(dòng)時(shí)需使用剎車(chē)電機,以保障傳動(dòng)裝置的自鎖功能。 平衡氣缸起到平衡搬運物體和機械臂的重量的作用。一個(gè)平衡缸會(huì )有兩個(gè)平衡點(diǎn),分別是重載平衡和空載平衡。重載平衡是平衡吊上有重物時(shí)達到平衡狀態(tài),空載平衡是平衡吊上無(wú)負載時(shí)實(shí)現的平衡狀態(tài)。不管是哪種平衡狀態(tài),物體會(huì )處于靜止,這時(shí)只需一個(gè)很小的外力就能實(shí)現搬運動(dòng)作。利用平衡缸的這個(gè)原理,可以提高工作效率,降低工人勞動(dòng)強度。并且平衡缸結構簡(jiǎn)單,組成部分少,造價(jià)成本低,能適合在惡劣工況環(huán)境中使用。
立柱和機械臂是助力機械手的支撐、連接機構。需根據現場(chǎng)環(huán)境、物體重量、物體升降和搬運的距離和范圍設計制造,應盡量做到結構緊湊、合理、耐用,且外形美觀(guān)。 夾持機構用來(lái)夾持所搬運的物體。夾持機構夾持物體有抓、握、抱、托、吸、拿、捏、提等多種方式,根據物體的外形、重量、材質(zhì)等以及物體的提升、移動(dòng)速度和運動(dòng)、定位精度等設計和制造,要求夾持物體可靠、穩定,且不能對物體造成任何損傷