每次一例出品丨這次是三種實例機械機構的分析

每次一例

上一篇文章分析了幾種比較實用巧妙的動圖機構，這次我們就來看三種實例的，分析完后，同樣還是在文章的最后放上模型下載的方式，那么下面我們就直接進入主題。

還是先來看一下，今天要分析的有哪些機構：

1、橫移旋轉聯動機械手；

2、可轉向的凸輪機械手；

3、n形軌跡凸輪機械手

下面就開始挨個分析：

橫移旋轉聯動機械手

一、還是先來說一下這個小機構的工作順序：

1、縱向氣缸伸出，將整個機構向下推動；

2、然后吸盤吸取產品后，縱向氣缸再縮回，將整個機構拉到上面；

3、橫向氣缸縮回，帶著移動機構向右運動；且因為連桿的作用，使末端吸盤在移動的同時還會發生旋轉；

4、移動機構到位后，升降氣缸伸出，由吸盤將產品放置到位；然后升降氣缸再縮回，循環以上的動作。

二、接下來就是分析機構：

根據這個機械手的名稱咱們就知道，它既可以橫移，又可以旋轉，所以我們把它分成移動部分和旋轉部分來說。

1、移動部分

從第一張圖可以看到，這個機械手具有縱向和橫向移動的能力，其實這部分涉及的機構也比較簡單，就是氣缸推動滑塊沿著滑軌移動，所以就不啰嗦了。

2、旋轉部分

在分析旋轉部分之前，我們先來看一下移動機構的細節圖：

1） 可以看到，旋轉軸穿過軸承，然后上端和連桿1固定在一起，這樣連桿在運動時就會帶動旋轉軸旋轉；

2） 吸盤連接軸穿過旋轉軸（配合方式見上圖），同時它們之間還有一個彈簧（彈簧放置位）；在連接軸的上端有一個固定環，起到限位的作用。

這樣連接軸不僅可以跟隨旋轉軸旋轉，還能上下滑動，在吸盤吸取產品時可以起到作用。

再來看一下連桿是怎么讓吸盤旋轉的：

上面做了一個橫向氣缸在伸縮時的動圖，然后我們來單獨看一下連桿這部分的細節圖：

它的工作原理如下：

1） 氣缸縮回時，會將移動機構往回拉，這時候就會帶著連桿1向右側運動；

2） 連桿1又帶動連桿2運動，這時連桿2就會繞著旋轉點進行轉動；

3） 連桿2旋轉時，又會帶著軸銷處也轉動，此時連桿1和吸盤旋轉軸也就跟著一起轉動了。

下面再補充一個運動軌跡圖會更容易理解點：

可轉向的凸輪機械手

旋轉軸帶動凸輪1和凸輪2一起轉動，其中凸輪2是負責夾爪上下運動的；凸輪1是負責夾爪前后運動的，而夾爪在前后運動的同時，由于連桿2和連桿3的作用，還會伴隨著旋轉運動。

以上就是凸輪機械手的大致工作原理，下面咱們還是把它分成兩個部分來說，一是上下運動部分；二是前后運動部分。

一、上下運動部分

首先我們需要知道的是：導軌、固定塊以及橫向移動滑塊是連接在一起的；滑塊是固定在框架上的。

1、凸輪2順時針旋轉，當隨動器位于凸輪的基圓部分時，導軌、固定塊以及橫向移動滑塊處于下方；

2、而隨著凸輪2的繼續旋轉，隨動器進入運動部分，這時導軌、固定塊就開始上升；

3、凸輪2不斷的旋轉，整個機構就會循環上升、下降的動作。

二、前后運動部分

首先我們需要知道的是：

1、固定銷軸是連接在框架上固定不動的，連桿1可以繞著固定銷軸轉動；

2、連接板和導軌是固定在一起的；

3、拉簧放置位是有一個拉簧的，一端固定在導軌上，一端固定在框架上，作用是為了將導軌拉回。

這個部分的工作原理如下：

1、凸輪1逆時針旋轉，當隨動器1位于基圓部分時，連接板和導軌處于被拉簧拉回的狀態；

2、當隨動器1開始進入運動部分時，連桿1會被凸輪1推動著順時針轉動，而這時隨動器2就會跟著推動連接板和導軌向右側滑動。

以上就是凸輪1讓機構前進/后退的工作原理，但是別忘了夾爪在前進/后退的過程中還是伴隨著旋轉的，所以接下來我們再簡單說一下夾爪是怎么旋轉的：

上圖中的固定塊是不動的，連桿3和夾爪連接軸固定在一起同時旋轉。我想大家也發現了，其實這個旋轉機構的原理和第一個機構中的旋轉部分是一樣的，所以在這里我就不再啰嗦一遍了。

關于凸輪1和凸輪2的配合關系，就需要大家根據自己的實際使用工況進行設計了。

n形軌跡凸輪機械手

在分析這個機構之前，我們先來看一下它的動圖：

接下來，我們就來分析一下這個機構的動作原理：

整個機構的工作順序如下：

1、驅動電機通過同步帶輪機構帶動凸輪1和凸輪2一起轉動（凸輪1、凸輪2以及同步輪通過連接軸連在一起，一同旋轉）；

2、當凸輪1轉動時，會推動隨動器1運動，從而使連桿1繞著旋轉點1轉動，這時隨動器2就會帶著滑塊1向上運動；當隨動器1位于凸輪1的基圓部分時，拉簧1會拉著連桿1向下轉動，同時滑塊1就會向下運動；

3、凸輪2轉動時，推動隨動器3運動，從而使連桿2繞著旋轉點2轉動，這時隨動器4就會推著滑塊2以及前面的滑動部分一起向左側移動；

4、最后通過調整凸輪1和凸輪2的配合關系，就可以實現末端滑動部分的n形運動軌跡。

其實，機構中上下運動部分、前后運動部分的工作原理和第2個案例中的前后運動部分是非常相似的，所以關于這個機構上下運動、前后運動的詳細工作原理大家可以參考第2個案例。

下面主要來說一下凸輪1和凸輪2是怎么配合工作的：

1、初始狀態是這樣的：

2、當凸輪1逆時針旋轉，使滑動部分向上運動到頂點：

從上圖可以看到，當凸輪1將連桿1推到最高點時，隨動器3仍位于凸輪2的基圓部分。

3、繼續轉動，就會使隨動器3進入凸輪2的運動部分。將滑動部分推到最前端，狀態如下：

從上圖可以看到，隨動器1位于凸輪1運動部分，但即將進入基圓部分；隨動器3剛進入凸輪2的運動部分。

4、凸輪1繼續逆時針轉動，使滑動部分向下運動，狀態如下：

5、驅動電機繼續轉動，就會使滑動部分開始上升：

到達頂點后，可以看到隨動器3即將進入凸輪2的基圓部分。

6、隨著凸輪的轉動，滑動部分在拉簧2的作用下就會往回運動：

從上圖可以看到，滑動部分縮到底，這時隨動器1處于即將進入凸輪1基圓部分的狀態。

7、最后一步就是滑動部分向下運動，達到步驟1的狀態。以上1-7的步驟就是整個機構運動的一個循環。

OK，這次要分享的機構就分析完了，模型還是放到公眾號里，大家回復：凸輪機械手，就可以拿到下載鏈接了。

對了，歡迎大家來《每次一例》找我。

裔然

凸輪機械手

15275220310

真是干貨滿滿

xiayuku63

精品，很詳細，謝謝分享

每次一例

xiayuku63 發表于 2020-7-7 14:23
精品，很詳細，謝謝分享

多謝大俠肯定

邢云鶴

多謝分享。

zhuzhu899

不錯  很詳細

好好學好好看

感謝分享。

pjg027

謝謝分享

王奮斗

不錯的資料，謝謝分享！