Выбор захвата робота

По заданной грузоподъемности (до 10 кг), определяем геометрические размеры и технические параметры захвата. Собственно для захвата, как механического устройства основными ограничениями могут стать прочностные характеристики для материала, из которого изготовлен захват.

Рисунок 2 - Конструкция захват

Захват изготавливается из алюминия, для облегчения веса конструкции и одновременно сохранения ее прочности. Модуль Юнга для алюминия составляет E=6.5*1010 Н/м2. Закон Гука записывается в виде:

(1)

где: F - сила, приложенная к образцу, Н;

S - площадь образца, м2;

ε - относительная деформация.

Т.е. при заданной относительной деформации ε=0.002% (сверх достаточного) имеем и площади поверхности одной половины захвата равной F=2*3=6*10-4 м2, имеем максимальную силу нагрузки:

Н (2)

Без дополнительных расчетов ясно, что этого более чем достаточно для удержания груза массой 10 кг.

Технические характеристики захвата

- материал алюминий;

максимальный угол захвата, градусы 50;

допустимая нагрузка, кПа 400;

допустимый вес, кг 10;

габаритные размеры, мм 200х100х40;

Расчет передаточной функции захвата

Входным значением для захвата является давление, создаваемое штоком гидропривода. Выходной величиной является давление клешней. Существует некий угол раздвижение клешней, который зависит от геометрических размеров захвата. Выбираем расстояние от крепления штока до конца захвата, равным 7 см. А угол искривления ‘пальца’ равным 300 и длину верхней части пальца 8 см.

Передаточная функция определяется формулой:

W(p)= (3)

где: W(p) - передаточная функция захвата;

P - давление на выходе захвата, кПа;

PГП - давление на входе захвата, кПа.

однако также можно получить ее через перемещения:

. (4)

где: l - перемещение пальцев захвата, см;

lГП - перемещение штока гидропривода, см.

Т.о. коэффициент передачи захвата составляет

2.3 Выбор гидропривода

Гидропривод представляет собой две емкости, перемещение штока в одной из которых зависит от перемещения штока в другой. Внешнее давление является постоянным и не подлежит регулированию. Однако давление на выходе гидропривода требует регулирования. Такое регулирование происходит путем перемещения штока в первой камере. Схематическое исполнение ГП представлено на рисунке 3.

Рисунок 3 - Конструкция гидропривода

Исходя из требуемого давления на выходе (400 кПа) выбираем привод марки MAXIMA 350.

Технические характеристики гидропривода MAXIMA 350

- давление питания, кПа 700

давление на выходе, при максимальном сдвиге штока, кПа 410

максимальный ход штока на входе, см 5

максимальный ход штока на выходе, см 10

управляющее давление, кПа 800

КПД, % 70

рабочий диапазон температур, 0С -10…+30

2.3.2 Расчет передаточной функции гидропривода

Передаточная функция гидропривода имеет вид:

(5)

где: kП - коэффициент передачи гидропривода, кПа/см;

T - постоянная времени гидропривода, c;

ξ - коэффициент демпфирования,

(6)

где: PГП - давление на выходе гидропривода, кПа;

P - давление на входе гидропривода, кПа.

Требуемое на выходе гидропривода давление составляет 410кПа*1.73=692кПа, давление питания составляет 700 кПа. Максимальный ход штока на входе 5 см, на выходе 10 см т.е. коэффициент передачи гидропривода

Очевидно, существует связь между перемещением штока на входе и давлением на выходе. Для упрощения расчетов введем коэффициент усиления, который связывал бы зависимость изменения перемещения штока на входе и изменение давления на выходе:

(7)

Механическая постоянная времени гидроцилиндра:

(8)

где: m0 - масса подвижных частей управляемого объекта, приведенная к штоку привода, кг;

cЦ/ - приведенная жесткость нагруженного цилиндра.

(9)

где: - приведенный модуль упругости гидроцилиндра

(10)

где: - приведенный модуль упругости гидроцилиндра, Н*м/м3;

SП - рабочая площадь поршня, м2;

V0 - объем одной полости гидроцилиндра при среднем положении поршня, м3;

Статья в тему

Конструкторское проектирование микроконтроллерной системы формирования цифрового кода аналогового сигнала с применением САПР Proteus VSM
Актуальность использования автоматизированного проектирования печатных плат заключается в том, что в настоящее время практически во всех областях деятельности человека, касающихся высокопроизводительного прецизионного оборудования, робототехнических комплексов и вычислительной техники ...