Đồ Án Đồ môn học Thiết kế cơ cấu kẹp cho robot công nghiệp dùng để vận chuyển các tấm phi kim loại có khối

Thiết kế cơ cấu kẹp cho robot công nghiệp dùng để vận chuyển các tấm phi kim loại có khối lượng m £ 3kg, trọng lượng cơ cấu mCC £ 3 kg.
I) Phân tích và lựa chọn sơ đồ nguyên lý của tay kẹp cần thiết kế:
Hiện nay, tay kẹp dùng cho Robot rất đa dạng, phong phú về kết cấu cũng như nguồn động lực tạo ra chuyển động mở và kẹp như có loại dùng động cơ servo, động cơ bước, có loại dùng khí nén, dùng thuỷ lực. Hơn thế, nó cũng rất đa dạng về số khâu, số khớp cổ tay kẹp một khâu hoặc nhiều khâu.
Ở đây yêu cầu đặt ra là thiết kế cơ cấu kẹp cho robot công nghiệp dùng để vận chuyển các tấm phi kim loại gồm hai khâu để có thể kẹp được tấm phi kim loại có trọng lượng m = 3 kg.
Trong điều kiện hiện nay giá thành của động cơ servo cũng như động cơ bước khá cao và không phổ biến vì vậy ở đây chúng em chọn nguồn động lực là xylanh thuỷ lực.
1: Xylanh
2: Pitton
3: trục pitton + thanh răng
4: Khâu 1
5: Khâu 2
6: Má kẹp
7: Lò xo

ua quá trình phân tích kết cấu cũng như động lực học tay máy chúng em quyết định lựa chọn kết cấu của tay gấp như sơ đồ sau:

Giải thích kết cấu:
Thanh răng được gắn với trục pitton khi thanh răng chuyển động tịnh tiến sẽ làm cho khấu 1 quay quanh trục O được cố định vào thân Robot. Nhờ hệ thống dẫn động hợp lý sẽ dẫn động đến khâu 2 để đảm bảo 2 má kẹp luôn song song với nhau ở bất kì vị trí nào trong khoảng công tác.
Nguyên lí hoạt động:
Ở trạng thái bình thường khi chưa cấp dầu vào xi lanh 1 thì tay kẹp luôn đóng nhờ có lực đẩy của lò xo 7 luôn chịu nén. Khi bơm dầu vào trong xylanh thắng được lực đẩy của lò xo thì pittong đi xuống nhờ chuyển động tịnh tiến của pitton nên thanh răng đi xuống làm cho khoá 2 quay quanh O tạo ra độ mở cần thiết của tay kẹp. Khi dừng bơm dầu vào xylanh nhờ có lực đẩy của lò xo bị nén làm cho tay kẹp chuyển động ngược chiều lúc mở và thực hiện qua trình kẹp chi tiết. Dầu trong xylanh được ép ra ngoài trở về thiết bị chứa dầu.
Ưu điểm của tay kẹp:
+ Đơn giá trong kết cấu, chế tạo.
+ Chi tiết được kẹp bằng lực lò xo nén khi có sự cố về nguồn động lực thì tay kẹp vẫn kẹp chặt chi tiết.
II) Chọn má kẹp:



Để kẹp chi tiết dạng tấm phi kim loại có trọng lượng m £ 3 kg. Nên ta chọn má kẹp là 2 phiến tì có khía nhám.

Ta có: B = 14 mm d = 5,5 mm
H = 8 mm
L = 60 mm
Trọng lượng phiến tỳ.
Vphiến tỳ = 6,2*10-6 m3
g = 7,8*103 kg/m3
Þ Gphiến tỳ = Vphiến tỳ*g = 0,0484 kg
khoảng cách giữa hai mép phiến tỳ khi kẹp tấm phi kim loại là bề dày d của tấm phi kim loại.

III) Lập các phương trình giàng buộc kết cấu và chọn một số kích thước để đảm bảo kích thước của tay gắp có kích thước và kết cấu hợp lý:

1- Tại vị trí cơ cấu kẹp tấm phi kim loại mở cực đại. Vị trí đó như ở hình 1 thanh l1 ở vị trí ngang.
Để tay gắp đi xuống kẹp tấm phi kim loại thì khoảng cách giữa hai tấm phiến tỳ ta chọn A = 40 mm để tránh va chạm khi tay robot đưa vào kẹp tấm.
Phương trình theo phương ngang: