青岛科技大学本科毕业设计（论文）
方式以便于物料的形状发生变化时可以更换手爪。 3.1.3对于手爪气缸的选型计算
用于手爪开合的两个气缸对于力的要求不是很高，因此对于此部分我们只做简要的计算，并进行大体选型。
对于手爪闭合式所需要的力为200N，具体的行程应控制在30~50mm。因为气缸在市场中有现成的可以选择，因此我们只需要完成选型工作，购买合适的气缸即可。
图3-2 CQ2标准型气缸 Fig.3-2 CQ2 standard cylinders
本设计中手爪气缸选用SMC公司CQ2标准型气缸，该气缸的具体参数如下表所示。根据设计参数和CQ2薄型气缸选型手册选择气缸。
表3-1 气缸的主要选型参数
Tab.3-1 Main parameter selection of air cylinder
项目 公司 系列 型号 缸径
参数 SMC CQ2系列 CQ2B100-50D 100mm
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物料搬运机械手结构设计
行程
最高使用压力
50mm 1MPa
根据气缸的以上参数，我们可以计算气缸的推拉力为:
F?PS?1?106Pa?3.14?((100/1000/2)m)2?785N
而对于我们的设计要求最大载荷为200N来说，最大785N的夹持力足够使用了。其安全系数为：
Fn??785/200?3.925
F'因此设计符合设计要求和安全准则。 3.1.4对于手爪直线导轨的选择
本处的直线导轨，实际为手爪的主要承重位置，因此在结构上我们采用了双导轨结构设计，同时导轨采用双滑块模式，导轨的材料选用的碳素钢。本设计中选购了Misumi公司的SEL2B13-310型号的直线导轨，该类型导轨为通用的轻型导轨。
图3-3 直线导轨的布置 Fig.3-3 Linear guide arrangement
3.1.5手爪及其连接件设计
对于手爪的设计我们只是参考了对于物料搬运的手爪形状的基本结构，应为为了增强物料搬运机械手的通用性，我们将手爪利用法兰的形式与导轨连接，下午为手爪的效果图。
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青岛科技大学本科毕业设计（论文）
图3-4 手爪效果图 Fig.3-4 Gripper rendering
由于整个手爪结构的特殊性，我们特别设计了手爪、导轨以及气缸这三个零件的连接件，效果图如图3-5。
图3-5 连接件效果图 Fig.3-5 Fitting effect
3.2机械手第三臂设计
第三臂要承受的负载力额定负载为20kg，最大负载为30kg。同时我们要求在z轴方向上的最大位移为350mm。
最大负载F'?300N
同样我们选择SMC的气缸，通过查阅SMC气缸的选型手册，我们暂选标准型气缸MB系列，具体的参数见下表。
表3-2 气缸的主要选型参数
Tab.3-2 Main parameter selection of air cylinder
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物料搬运机械手结构设计
项目 公司 系列 型号 缸径 行程
最高使用压力
参数 SMC MB系列 MDB100-350 100mm 350mm 1MPa
根据气缸的以上参数，我们可以计算气缸的推拉力为:
F?PS?1?106Pa?3.14?((100/1000/2)m)2?785N
而对于我们的设计要求最大载荷为300N来说，最大785N的夹持力足够使用了。其安全系数为：
Fn??785/300?2.62
F'因此此设计符合设计要求和安全准则。
第三臂的气缸外形图如下图所示。
图3-6 第三臂气缸及其底座 Fig.3-6 The third arm cylinder and its base
3.3 小结
本章主要完成了物料搬运机械手的末端执行器和第三臂上下移动的设计工作。对于用的气缸进行了选型，对主要的零件进行了设计。通过校核，所选择的气缸和设计均符合设计要求和安全准则。
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