第二章机电一体化系统中常用执行机构

第二章-机电一体化系统中常用履行机构第二章-机电一体化系统中常用履行机构机电一体化系统设计基础课程教课指导第二章：机电一体化系统中常用履行机构一、教课建议经过文字教材认识机电一体化系统中常用的履行机构。流媒体课件解说了机电一体化系统中常用履行机构的基来源理与选择方法在学习的过程中，假如有学习的心得和领会，请在课程论坛上和大家分享；假如有什么迷惑，也能够再课程论坛找寻帮助。学习完本知识点，能够联合本课程网上指导栏目的形成性查核作业1查验对所学知识的掌握状况。二、教课要求：认识机电一体化系统中常用履行机构的基来源理与选择方法机械履行机构向履行尾端件供给动力并带动它实现运动，即把传动机构传达过来的运动和动力进行必需的互换，以知足履行尾端件的要求。履行机构的基本要求机电一体化产品的履行机构实现其主功能的重要环节，应能迅速达成预期的动作，并拥有响应速度快、动向性能好、动静态精度高和动作敏捷度高的特色，此外为便于计算机集中控制，还应知足惯量小、动力大、体积小、重量轻、便于维修和安装、易于计算机控制要求。3微动履行机构微动履行机构是一种能在必定的范围内精确、微量地挪动到给定的地点或实现特定的进给运动的机构。1）热变形式热变形式履行机构属于微动机构，该类机构利用电热元件作为动力源，电热元件通电后产生的热变形实现细小位移。其工作原理如图1所示。L123图1热变形式微动机构原理传动杆1的一端固定在机座上，另一端固定在沿导轨挪动的运动件3上。电阻丝2通电加热时，传动杆1受热伸长，其伸长量L/mm为L＝αL（t1-t0）＝αLt式中：α为传动杆1资料的线性膨胀系数，mm/oC；L为传动杆长度（mm）；t1为加热后的温度（oC）；t0为加热前的温度（oC）；t为加热前后的温度差（oC）。热变形微动机构拥有高刚度和无空隙的长处，并可经过控制加热电流来获得所需微量位4移；但因为热惯性以及冷却速度难以精准控制等原由，这类微动系统只合用于行程较短、频次不高的场合。2）磁致伸缩式磁致伸缩式机构利用某些资料在磁场作用下拥有改变尺寸的磁致伸缩效应，来实现微量位移。其原理如图2所示。L211—伸缩棒2—运动零件图2磁致伸缩式原理磁致伸缩棒1左端固定在机座上，右端与运动件2相连；绕在伸缩棒外的磁致线圈通电励磁后，在磁场作用下，棒1产生伸缩变形而使运动件2实现微量挪动。经过改变线圈的通电电流来改变磁场强度，使棒1产生不一样的伸缩变形，进而运动件可获得不一样的位移量。在磁场作用下，伸缩棒的变形量L/μm为L=±λL式中：λ为资料磁致伸缩系数，μm/m；L为伸缩棒被磁化部分的长度，m。磁致伸缩式微动机构的特色为重复精度高，无空隙，刚度好，转动惯量小，工作稳固性好，构造简单、紧凑；但因为工程资料的磁致伸缩量有限，该类机构所供给的位移量很小，如100mm长的铁钴矾棒，磁致伸缩只好伸长7μm，因此该类机构合用于精准位移调整、切削刀具的磨损补5偿及自动调理系统。工业机械手尾端履行器工业机械手是一种自动控制、可复重编程、多自由度的操作机，是能搬运物料、工件或操作工具以及达成其余各样作业的机电一体化设施。工业机械手尾端履行器装在操作机械手段的前端，是直接履行操作功能的机构。1）机械夹持器机械夹持器是工业机械手中最常用的一种尾端履行器，如图3所示为教课型机器人中的机械夹持器。图3机械夹持器应用实例机械夹持器应具备的基本功能：第一它应拥有夹持和松开的功能。夹持器夹持工件时，应有必定的力拘束和形状拘束，以保证被夹工件在挪动、逗留和装入过程中，不改变姿态。当需要松动工件时，应完整松开。此外它还应保证工件夹持姿态再现几何误差在给定的公差带内。机械夹持器常用压缩空气作动力源，经传动机构实现手指的运动。依据手指夹持工件时的运6动轨迹的不一样，机械夹持器分为圆弧开合型、圆弧平行开合型和直线平行开合型。（2）特种尾端履行器①真空吸附手。工业机器人中常把真空吸附手与负压发生器构成一个工作系统（如图4所示），控制电磁换向阀的开合可实现对工件的吸附和脱开。构造简单，价钱便宜，且吸附作业拥有一图4图5定柔顺性（如图5所示），即便工件有尺寸误差和地点误差也不会影响吸附手的作。常用于小件搬运，也可依据工件形状、尺寸、重量的不一样将多个真空吸附手组合使用。②电磁吸附手。利用通电线圈的磁场对可磁化资料的作使劲来实现对工件的吸附作用。拥有构造简单，价钱便宜等特色，但其最特别的是：吸附工件的过程从不接触工件开始，工件与吸附手接触以前处于飘荡状态，即吸附过程由极大的柔顺状态突变到低的柔顺状态。吸附力由通电线7圈的磁场供给的，因此可用于搬运较大的可磁化性资料的工件。吸附手的形式依据被吸附工件表面形状来设计，用于吸附平展表面工件的应用处合许多。图6所示的电磁吸附手可用于吸附不一样的曲面工件，这类吸附手在吸附部位装有磁粉袋，线圈通电前将可变形的磁粉袋贴在工件表面上，当线圈通电励磁后，在磁场作用下，磁粉袋端部外形固定成被吸附工件的表面形状，进而达到吸附不一样表面形状工件的目的。③灵便手。它是一种模拟人手制作的多指多关节的机器人