拖拉機曲軸生產線清洗機械手的研究設計

1設計的目的和意義

拖拉機可應用於國民經濟的各個部分，是現代化農業生產所必備的動力機械，在農業生產中作用大、用途廣。

拖拉機的使用在我國已有近百年的歷史了，它的發展和使用促進了農業生產的發展，而現代化農業的發展又促進了拖拉機技術的進步和完善，以不斷提高勞動生產率、改善勞動條件，從而獲得更大的經濟效益。

我國的拖拉機從無到有，發展異常迅速，但與國外相比起步較晚，技術還比較落後，無論在產品的質量、數量上，還是在品種上與發達國家相比，都有一定的差距。

近50年來，國外拖拉機的功率日趨增大，技術水平越來越高，對生產的要求，特別是對生產中各零件的要求更是越來越高，在零部件清潔方面大多采用自動線清洗或機器人清洗，而機器人清洗是高於自動線清洗的嶄新的技術，在機器人清洗設備中，機械手的設計是很關鍵的部分，下文主要介紹一下曲軸抓取機械手的研究和設計。

2設計方案構思

2.1抓取工件位置及定位方案的確定

機械手抓取工件的原則是不傷及加工精度較高的主軸頸和連桿軸頸，定位穩定可靠，不遮擋工件主要部位的清洗，保證清洗設備中高壓水流能夠直接衝擊主軸頸和連桿軸頸表面。根據這一要求和曲軸的具體結構，確定以曲軸兩端的中心孔定位並兩端用夾緊力夾緊，這樣即限制了曲軸在x軸、Y軸方向上的移動自由度和轉動的自由度，又能保證工件牢固可靠，在機械手緩慢移動和快速移動中工件曲軸不會鬆脱。上訴夾緊定位也限制了z軸移動的自由度，而z軸轉動的自由度還處於自由狀態。被夾緊的工件一曲軸有兩端，即法蘭端和長軸端，在法蘭端面有個定位銷孔，在該孔中插入定位銷，定位銷的另一端與夾緊手臂固定，曲軸轉動的自由度也被完全的限制。

2.2機械手整體結構的方案構思

欲實現上文中確定的定位和夾緊的功能，需要有兩隻機械手手臂，並且能夠移動，以便實現夾緊時曲軸在機械手的操縱下完成直線移動和曲線運動的目的，同時，機械手又能鬆開曲軸放置在指定的位置，實現抓取另一隻曲軸繼續清洗的功能。

能夠實現這種移動的動力原件有多種，如氣爪、氣缸、油缸、電缸等。在沒有特殊要求的情況下儘量採用氣缸，因為它具有成本低廉、結構簡單、體積小、重量輕、能源清潔方便等優點。

兩隻手臂都需要移動就需要兩隻氣缸，如果只需要一支手臂移動只需要一隻氣缸就可以滿足要求。由於機械手是由機器人帶動工作的，而機器人可以在一定的範圍內做任意動作，控制機械手到達任意位置，因此在機器人帶動機械手抓取曲軸時，可以機器人帶動一隻固定的機械手臂靠近曲軸的一端，之後另一隻手臂在氣缸的驅動下夾緊曲軸的另一端，這樣只需要一隻氣缸即可完成要求的動作。

設計這種機械手需要有一個相對於機器人固定的部件，我們稱它為連接塊，它前端與機器人的連接盤連接，下端與機械手的固定手臂連接，也與氣缸固定連接，活動的機械手臂與氣缸連接，並隨氣缸做直線移動。