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助力機械手平衡力的數據分析

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助力機械手平衡力的數據分析

發布日期:2020-02-25 作者:江蘇昱博自動化設備有限公司 點擊:

搬運助力機械手.jpg

助力機械手是一種新興的科技產物,對于工業生產企業有著很大的輔助作用,可以幫助操作工人進行物料搬運和零件裝配等工作。它由三組轉動關節和一組移動提升關節組合而成。轉動關節主要用來體現物料在水平面內的具體位置和情況。提升關節主要用來承載物料的重量和對物料升降功能的控制。為了保證助力機械手適用于人機合作的場合,在其前兩個關節上安裝了帶有被動約束特質的關節機構,使機械手可以隨時受到人工的控制。另外,提升系統可通過帶有反向自鎖功能的蝸輪桿減速器及滾筒兩種部件,實現重物的升降功能。當操作人員提升重物時,機械手可以輔助人工施加較小的操作力,并隨著操作力的變化,重物的升降位置和速度也會隨著增大或減小。同時,它的提升系統的手柄上還安裝了力傳感器,可以自動測量提升操作力,使機械手更加靈便、敏捷,完全符合生產工人的需求。

搬運助力機械手.jpg 

    助力機械手的負載重量確定后,將主體結構設計了三種規格,來滿足不同的承重要求。Exce1可以自動處理數據,挑出最大值、最小值、平均值等,并將各數值描繪為曲線,將極值標在曲線上,非常方便和直觀。

 

    助力機械手的平衡力各參數通過Excel計算得出后,需要進一步確定氣缸運動到每個位置的平衡力大小,并找出極大、極小值。由此可以判斷出氣缸運動過程力輸出的平穩性,進而驗證結構設計的合理性。我們在Excel上編制了VBA語句,單擊計算后,開始運算并采集數據,得出助力機械手每個位置對應的平衡力大小。助力機械手平衡力數據進而關聯到圖表選項中,自動生成平衡力與平衡位置的關系圖,非常直觀的看到,最大平衡力發生在起始位置,最小平衡力大致位于運動的2/3階段,助力機械手平衡力范圍為區間明顯。雖然助力機械手平衡力總體成曲線分布,但偏差不大,平衡力輸出相對穩定,驗證了該結構可實現平衡要求。助力機械手平衡條件為:平衡力F=小臂自重+氣缸自重+操作部分重量。獲得了上述結論后,確定幾個關鍵參數對最終性能的影響:
    1、助力機械手前支點水平位置d決定了水平下降量H及前支點相對起始位置夾角變化值cc,d越大,平衡力偏差越小。
    2、助力機械手氣缸伸長量e越大平衡力越大,平衡力偏差也大。
    3、助力機械手壓力表數值P越大平衡力越大,至氣缸完全拉回到起始位置。此時繼續增大,想要助力機械手向下運動,只能靠外加負載破壞平衡。
    通過Excel自動計算,并編寫簡單的VBA語句,輕松的獲得了助力機械手所需的平衡力、平衡偏差和極值等數據,避免了繁瑣的計算過程,為設計工作提供了準確的依據,利用該方法可以為設計的計算工作帶來極大便利,特別適用于助力機械手新結構的設計計算。

 


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