简述轴类工件搬运手爪兼容性设计

高明磊

摘 要 加工装配过程中的工件转运占用了大量生产时间，不专业的吊具可能导致工件的磕碰并增加操作人员的危险性，机器人可完全替代人工来完成重复性、危险性、烦琐的搬运工作。本文提出两种抓取轴类工件的兼容性手爪设计方案，并分析利弊，总结优选方案。

关键词 机器人;手爪;兼容;轴

引言

随着机器人技术的普及，各行各业都在扩展机器人应用环境。成熟的技术、可靠的解決方案使机器人应用前景更加广阔。本文设计了轴类工件的搬运手爪，可兼容不同直径及长度，依靠视觉引导，可稳定可靠的完成搬运工作。

1 手爪设计

手爪兼容范围受手爪外形尺寸限制，为了适应更大范围的工件，本文设计了一套手爪，每种手爪可适应一段范围，用自动换手盘进行更换工作。为了兼容更多尺寸产品，动力采用伺服电机，但是换手需考虑伺服电机的安装位置，本文提出两种设计方案，分别进行阐述。

1.1 方案1

1.2 方案2

手爪夹取动力安装在工件侧，直接驱动丝杠转动，减少扭矩传递机构部及伞齿轮传动等部分，传动效率2786800.png提高至90%;更换工件侧手爪时，伺服电机需进行更换，其余原理与方案1相同，此处伺服电机及丝杠的计算校核同上，计算得出可选用功率为1.0kW的伺服电机[1]。

2 方案对比

2.1 稳定性

稳定性分为结构稳定性及控制稳定性。方案1整套手爪共用1套动力，动力及信号线缆不用通过换手盘对接，传输信号稳定性要高于方案2通过换手盘对接电缆的形式;但是方案1的动力传递需要通过矩形花键及花键毂的插入配合来实现，结构不如方案2的直联方式稳定。

2.2 经济性

经济性分为硬件成本及人工成本。方案1整套手爪共用1套动力，相比方案2会节省多套伺服电机及减速机，但是由于扭矩需要对接传递，机构复杂，在装配调试时间上会加长。

3 结束语

基于两种方案对比，兼顾稳定性与经济性，方案1更适合兼容性手爪设计。结构稳定性的提高可以通过加工精度来保证，装配调试可以通过增加人工来解决，但是整体投入要远小于方案2的伺服电机成本，并且将来需要扩展手爪时，方案1成本要远低于方案2。

参考文献

[1] 机械设计手册编委会.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2007：51.