夹持器
工业机器人的末端执行器结构分析综述..
文章编号：工业机器人的末端执行器结构分析综述姜楚峰，潘传奇，马野，王磊,张芝虎（大连交通大学机械工程学院，辽宁大连116028）摘要：工业机器人的末端执行器(夹持器机构)是机器人操作机与工件、工具等直接接触并进行作业的装置,是机器人的关键部件之一.末端执行器是直接执行工作的装置，它对扩大机器人的作业功能、应用范围和提高工作效率都有很大的影响，因此对机器人的各种末端执行器结构分析研究有着非常重要的意义.抓取不同特征的物件需要有着不同类型的结构和驱动源.。
本文就末端执行器的常用结构，根据不同类型的结构特性分类来进行分析各种夹持机构的特点和适用范围。
关键词:末端执行器，夹持器，结构分析，结构特性分类中图分类号:文献标识码：AReview of End—effectors Structure of industrial robot Analysis Jiang Chu feng，Pan Chuan—qi，Ma Ye,Wang Lei,Zhang Zhi—hu(College of Mechanical Engineering， Dalian Jiaotong University， Dalian 116028， China）Abstract： End—effector (the clamping device） of the industrial robot is the robot manipulator is in direct contact with the workpiece, the tool and operating the apparatus，is one of the key components of the robot. End-effector is a direct implementation of the device, it expand miracle job functions, application range and improve work efficiency has a significant impact, and a variety of robot end effector structure analysis of the research has a very important significance。
骨科复审手术器械消毒与灭菌标准
骨科复审手术器械消毒与灭菌标准在骨科手术中，正确的器械消毒与灭菌是保证手术安全和预防感染的重要环节。
本文将介绍骨科复审手术器械消毒与灭菌的标准和方法，以确保手术器械的安全使用。
一、器械分类骨科手术器械主要分为刀具、夹持器、固定器件等。
根据器械的不同特点和使用频率，应根据规定的标准进行分类，以便进行适当的消毒和灭菌处理。
1. 刀具：包括手术刀、剪刀等，因其直接接触患者组织，消毒灭菌必须做到彻底。
2. 夹持器：如骨钳、夹板等，通常是用于固定骨折或进行骨科手术操纵的器械，对其消毒灭菌的要求较高。
3. 固定器件：如手术钉、钢板等，消毒灭菌要求较低，采用适当的消毒方法即可。
二、消毒与灭菌标准1. 消毒标准：对于一次性使用的器械或常规清洗后无脏污的器械，可以采用高效低温消毒法。
采用90%乙醇或2%戊二醛进行湿润消毒，温度在20-25℃，时间为30分钟。
2. 灭菌标准：对于重复使用的器械或有脏污的器械，必须进行灭菌处理。
常用的灭菌方法有高压蒸汽灭菌和乙烯氧化灭菌。
- 高压蒸汽灭菌：在121-134℃的高温下，使用高压蒸汽对器械进行灭菌，时间在15-30分钟。
- 乙烯氧化灭菌：通过使用乙烯氧化气体对器械进行灭菌，时间在2-4小时。
这种方法适用于温度敏感的器械。
三、消毒与灭菌方法1. 清洗：对于器械的清洗是保证消毒灭菌效果的前提。
使用肥皂或医疗器械专用清洗剂，将器械表面的污物、血迹等彻底清除。
清洗过程应注意正确的清洗方法和器械表面的细节处理。
2. 预处理：将清洗后的器械进行预处理，例如刀片的拆卸、弯曲器械的弯曲部位处理等。
这一步骤有助于灭菌剂的渗透和器械内部的清洁。
3. 包装：将处理完毕的器械进行包装，选择合适的包装材料，如纱布包或塑料包。
注意包装要严密，以防止细菌再次污染。
4. 消毒与灭菌：根据器械的分类和标准选取合适的消毒与灭菌方法。
如采用高压蒸汽灭菌，需要将包装好的器械放入高压蒸汽灭菌器中进行灭菌。
灭菌结束后，要将器械取出并放置在干净的场所晾干。
初中化学常见仪器分类 初中化学仪器分类
初中化学常见仪器分类初中化学仪器分类初中化学常见仪器分类：可直接加热：试管、蒸发皿、燃烧匙2、需隔石棉网加热：烧杯、烧瓶3、不能加热：集气瓶、广口瓶、细口瓶4、计量仪器：托盘天平、量筒、温度计5、漏斗：普通漏斗、长颈漏斗、分液漏斗6、夹持器：铁架台、试管夹、坩埚钳7、取用药品的仪器：滴管、药匙、镊子8、气体净化装置：洗气瓶、U 形干燥管、球形干燥管9、其他：三脚架、水槽、试管架、石棉网、酒精灯、酒精喷灯、玻璃棒、试管刷初中化学常见仪器分类：1、可直接加热：试管、蒸发皿、燃烧匙2、需隔石棉网加热：烧杯、烧瓶3、不能加热：集气瓶、广口瓶、细口瓶4、计量仪器：托盘天平、量筒、温度计5、漏斗：普通漏斗、长颈漏斗、分液漏斗6、夹持器：铁架台、试管夹、坩埚钳7、取用药品的仪器：滴管、药匙、镊子8、气体净化装置：洗气瓶、U 形干燥管、球形干燥管9、其他：三脚架、水槽、试管架、石棉网、酒精灯、酒精喷灯、玻璃棒、试管刷初中化学常见仪器分类：1、可直接加热：试管、蒸发皿、燃烧匙2、需隔石棉网加热：烧杯、烧瓶3、不能加热：集气瓶、广口瓶、细口瓶4、计量仪器：托盘天平、量筒、温度计5、漏斗：普通漏斗、长颈漏斗、分液漏斗6、夹持器：铁架台、试管夹、坩埚钳7、取用药品的仪器：滴管、药匙、镊子8、气体净化装置：洗气瓶、U 形干燥管、球形干燥管9、其他：三脚架、水槽、试管架、石棉网、酒精灯、酒精喷灯、玻璃棒、试管刷初中化学常见仪器分类：1、可直接加热：试管、蒸发皿、燃烧匙2、需隔石棉网加热：烧杯、烧瓶3、不能加热：集气瓶、广口瓶、细口瓶4、计量仪器：托盘天平、量筒、温度计5、漏斗：普通漏斗、长颈漏斗、分液漏斗6、夹持器：铁架台、试管夹、坩埚钳7、取用药品的仪器：滴管、药匙、镊子8、气体净化装置：洗气瓶、U 形干燥管、球形干燥管9、其他：三脚架、水槽、试管架、石棉网、酒精灯、酒精喷灯、玻璃棒、试管刷初中化学常见仪器分类：1、可直接加热：试管、蒸发皿、燃烧匙2、需隔石棉网加热：烧杯、烧瓶3、不能加热：集气瓶、广口瓶、细口瓶4、计量仪器：托盘天平、量筒、温度计5、漏斗：普通漏斗、长颈漏斗、分液漏斗6、夹持器：铁架台、试管夹、坩埚钳7、取用药品的仪器：滴管、药匙、镊子8、气体净化装置：洗气瓶、U 形干燥管、球形干燥管9、其他：三脚架、水槽、试管架、石棉网、酒精灯、酒精喷灯、玻璃棒、试管刷初中化学常见仪器分类：1、可直接加热：试管、蒸发皿、燃烧匙2、需隔石棉网加热：烧杯、烧瓶3、不能加热：集气瓶、广口瓶、细口瓶4、计量仪器：托盘天平、量筒、温度计5、漏斗：普通漏斗、长颈漏斗、分液漏斗6、夹持器：铁架台、试管夹、坩埚钳7、取用药品的仪器：滴管、药匙、镊子8、气体净化装置：洗气瓶、U 形干燥管、球形干燥管。
机器人夹持器的类型：你需要知道的
机器人夹持器的类型：你需要知道的机器人手爪是机器人系统的紧要构成部分，使机器人能够与物体进行交互，并在制造和自动化环境中执行各种任务。
这些抓手有不同的类型，每种设计都是为了充足特定的应用程序和对象操作需求。
我们将探究机器人夹持器的重要品种，解释它们的功能，优点和常见的应用。
在机器人自动化系统，我们制造各种类型的机器人夹钳，以充足您的需求。
机器人手爪的类型机械夹具机器人夹持器是见和应用泛的机器人夹持器类型。
它们通过简单而坚固的机构操作，使用钳口或手指牢牢捉住和握住物体。
依据夹持要求，机械夹持器可以是两指或三指。
它们可以施加相当大的力，适合举起重物或刚性物体。
机械夹持器用于工业，如汽车制造业的料子处置，装配，拾取和放置操作。
真空夹具真空夹持器利用吸力来夹持和控制物体。
他们采纳真空系统，产生负压来产生抓地力。
真空夹持器特别适合于处置平坦或光滑的物体，如玻璃板、电子元件或薄金属片。
它们是多功能的，易于调整，以适应不同的对象大小和形状。
真空夹持器通常用于包装、电子和汽车制造等需要不冷不热、精准明确处置的行业。
磁夹磁性夹使用强大的磁铁，安全地持有黑色物体。
它们特别适用于处置金属部件或具有平坦、光滑表面的物体。
磁性夹持器可供给快速高效的夹持，并可经受恶劣环境。
金属制造、钢铁制造和回收等行业通常使用磁性夹持器进行自动料子处置和分类处置。
气动夹具气动夹持器使用压缩空气操作夹持机构。
这些夹具是的速度，气力和适应性。
气动夹持器可在保持轻量化设计的同时施加显著的夹紧力。
它们通常用于需要快速拾取和放置操作的应用中，例如高速装配线或包装工艺。
气动抓具具有快速的循环时间，使其成为食品和饮料、制药和消费品制造等行业的高效选择。
电动夹具电动夹持器由电动执行器驱动，可精准明确掌控夹持力和位置。
这些夹持器对于精准明确和一致的对象处置具有很好的可重复性。
在需要精细处置的应用中，如电子组装、医疗设备制造和试验室自动化，电动夹持器通常是的。
自动夹取物品的方法
自动夹取物品的方法
自动夹取物品的方法通常涉及到使用机器人技术，特别是机器人的夹持器和控制系统。
以下是一种通用的自动夹取物品的方法：
1. 确定夹持器：首先，需要选择或设计一个适合夹取物品的夹持器。
夹持器可以是一个简单的机械夹具，也可以是一个复杂的机器人手臂，具体取决于物品的形状、大小和重量。
2. 定位物品：使用传感器或视觉系统来确定物品的位置和姿态。
这些信息将被输入到控制系统中，以指导夹持器正确地夹取物品。
3. 夹持物品：在确定了物品的位置和姿态后，夹持器会移动到相应的位置，然后夹紧物品。
在这个过程中，需要确保物品被稳定地夹住，以避免物品的滑落或损坏。
4. 移动夹持器：一旦物品被夹住，夹持器可以被移动到所需的位置，以进行后续的操作或放置物品。
5. 释放物品：到达目标位置后，夹持器会释放物品，然后回到初始位置，等待下一次的夹取操作。
请注意，这只是自动夹取物品的一种基本方法。
在实际应用中，可能需要考虑到更多的因素，如安全性、效率、精度和成本等。
因此，对于特定的应用场景，可能需要定制专门的夹取方案和设备。
夹持器管理制度
夹持器管理制度一、目的和范围夹持器是一种工业生产中常用的工具，用于夹持工件以进行加工或装配。
为了确保夹持器的安全和可靠使用，保障生产作业人员的人身安全和设备安全，制定夹持器管理制度是非常必要的。
本制度适用于企业生产线上所使用的一切夹持器的管理和使用。
二、责任部门和人员1. 生产/工艺部门负责夹持器的选择和设计工作，确保夹持器的适用性和安全性。
2. 设备部门负责夹持器的日常维护和保养工作，确保夹持器的良好状态。
3. 安全管理部门负责夹持器的安全培训和使用监督，确保夹持器的安全操作。
4. 生产作业人员负责夹持器的正确使用和保养，确保夹持器的长期可靠使用。
三、夹持器的选择和设计1. 夹持器的选择要根据工件的特点和加工要求进行，确保夹持器的适用性。
2. 夹持器的设计必须符合国家标准和相关要求，确保夹持器的安全性和可靠性。
3. 夹持器的材料和加工工艺要求符合工程要求，确保夹持器的使用寿命符合要求。
四、夹持器的日常维护和保养1. 夹持器的日常维护工作由设备部门负责，包括清洁、润滑、检查等工作。
2. 夹持器的保养工作包括定期维护和预防性检查，确保夹持器的良好状态。
3. 夹持器的维护和保养记录要做到详细和规范，确保夹持器的状态可追溯。
五、夹持器的安全培训和使用监督1. 生产作业人员必须接受夹持器的安全培训，掌握夹持器的正确使用方法。
2. 夹持器的使用必须按照相关规定和要求进行，确保夹持器的安全操作。
3. 安全管理部门负责对夹持器的使用进行监督和检查，确保夹持器的安全使用。
六、夹持器的管理和使用1. 夹持器必须进行编号和归档管理，确保夹持器的可追溯性。
2. 夹持器的使用必须按照操作指导书进行，确保夹持器的正确使用。
3. 夹持器的损坏或失效必须及时报告并进行维修或更换，确保夹持器的可靠性。
七、夹持器的定期检查和评估1. 夹持器必须进行定期的检查和评估，确保夹持器的可用性和安全性。
2. 夹持器的评估要求按照相关标准和要求进行，确保夹持器的合格性。
夹持器工作原理
夹持器工作原理引言夹持器是一种用于固定、紧固或抓取物体的工具。
它在工业生产中起着重要作用，广泛应用于机械加工、装配线、自动化生产等领域。
本文将详细介绍夹持器的工作原理，探讨其结构和使用方法。
结构和组成夹持器通常由以下几个主要部分组成：1. 夹爪夹爪是夹持器的核心部件，也是实现夹持功能的关键。
夹爪一般由金属或强度较高的材料制成，其形状可以根据具体需求设计。
常见的夹爪形状有平行夹爪、V形夹爪和齿形夹爪等。
2. 驱动机构夹持器的驱动机构用于控制夹爪的开合，使其能够夹持或释放物体。
驱动机构通常由液压、气动、电动或机械传动组成，其选择取决于使用环境和要求。
3. 控制系统控制系统是夹持器的重要组成部分，用于控制夹持器的动作和状态。
控制系统可以通过按钮、开关、传感器等设备进行操作，实现夹持器的远程或自动控制。
工作原理夹持器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 准备阶段在夹持器开始工作之前，需要对夹爪进行定位和调整，以确保夹爪能够准确地夹持住目标物体。
2. 夹持操作夹持器开始工作后，驱动机构会启动，使夹爪运动到合适的位置。
夹爪在接触到目标物体后，通过施加一定的力将其夹持住。
夹爪的形状和材料能够提供足够的摩擦力，防止目标物体滑动或脱落。
3. 紧固操作对于需要紧固的物体，夹持器可以进一步施加力以确保物体的牢固固定。
这一步骤可以通过调整夹持器的驱动力或力矩来实现。
4. 释放操作当夹持器完成任务后，可以通过控制系统将夹爪打开释放目标物体。
这一步骤通常需要灵敏的操作和控制，以确保目标物体的安全和正确释放。
使用方法使用夹持器时，需要注意以下几点：1. 预先设定好夹爪的位置和力度在使用夹持器之前，需要根据目标物体的特点和要求，预先设定好夹爪的位置和力度。
这样可以提高夹持器的工作效率，并保证夹持的安全性。
2. 注意夹持器的工作环境夹持器的工作环境对其性能和寿命有重要影响。
在恶劣的工作环境中，应选择适合的夹持器，并采取必要的防护措施。
末端执行器手爪
夹持型手爪
按夹持方式分： 外夹式：手部与被夹件的外表面相接触。 内撑式：手部与工件的内表面相接触。 内外夹持式：手部与工件的内、外表面相接触
夹持方式图例
夹持型手爪
按手指运动形式，夹持型手爪可分为回转型手爪，平动 /平移型手爪。
回转型： 当手爪夹紧和松开物体时，手指作回转运动。当被抓物体的直 径大小变化时，需要调整手爪的位置才能保持物体的中心位置 不变。
UTACH/MIT手爪
拟人手指
如图为3指手爪。第一指相当于拇指，只有一个曲伸关节 ，一个摆动关节和一个开合关节，其他两指都有两个曲伸 关节，故共有11个自由度，也是驱动器后置。
三指手爪
拟人手指
如图是一种三指手，也称双拇指手爪。每个手指都有3个曲 伸关节。其中，外面两指有摆动和转动自由度，通过转动 ，可以和中间指对置，也可如图示那样，与中指处于同侧( 并掌)；中指无转动自由度，故该手共有14个自由度。
是利用吸盘内形成的气体负压，或电磁等吸力把对象吸 住。它是靠大气压力、电磁吸力及由此产生的摩擦力来 限制物体的自由度。
磁吸式手爪
磁吸式手部是利用永久磁铁或电磁铁通电后产生的磁 力来吸附工件的，其应用较广。磁吸式手部与气吸式 手部相同，不会破坏被吸收表面质量。磁吸收式手部 比气吸收式手部优越的方面是：有较大的单位面积吸 力，对工件表面粗糙度及通孔、沟槽等无特殊要求。
电
磁
滚动轴 承座圈
钢板
式
吸
盘
多孔钢 板
齿轮
电磁式吸盘
电磁吸盘的适用范围
适用于用铁磁材料做成的工件；不适合于由有色金 属和非金属材料制成的工件。 适合于被吸附工件上有剩磁也不影响其工作性能的 工件。 适合于定位精度要求不高的工件。 适合于常温状况下工作。铁磁材料高温下的磁性会 消失。
夹持器
夹持器作为钻机的一个重要部件,其主要作用是在自动装卸钻杆时，与钻机的马达协调运动正反转，实现钻杆间对接、脱离，钻头拆卸等，必要时夹持孔内钻具，防止孔内钻具滑移，因此其性能的好坏将直接影响到钻机整机的性能、钻进效率以及钻孔质量等。
常用的液压夹持器主要可分为常闭式、常开式、液压松紧型和复合式等类型。
1．常闭式夹持器常闭式夹持器靠弹簧的预紧力夹紧钻具，油压松开，在不工作时，处于夹紧钻具状态，常用在钻进大角度倾斜孔的钻机上。
一组经过预压缩的弹簧作用在斜面(如图1卡瓦座)或杠杆等增力机构上，使卡瓦座产生轴向移动，带动卡瓦径向移动，夹紧钻具；高压油进人卡瓦座与外壳形成的油缸，进一步压缩弹簧，使卡瓦座和卡瓦产生反向运动，松开钻具。
1—外壳；2—卡瓦座；3—卡瓦；4—碟形弹簧；5—主轴图1 斜面增力常闭式夹持器此类夹持器结构紧凑、工作可靠、夹持力取决于弹簧预紧力不受油压变化的影响。
可在突然停电时实现快速、可靠地夹紧钻具，防止跑钻事故。
2．常开式夹持器常开式夹持器一般采用液压夹紧、弹簧松开的方式，在不工作时处于松开状态。
这种夹持器结构与常闭式夹持器相似，不同的是弹簧和油缸使卡瓦产生的运动方向与常闭式相反。
夹持器靠油缸的推力产生夹持力，油压的下降将直接引起夹持力的下降，一般需在油路上设置性能可靠的液压锁来保持压力。
3. 液压松紧型夹持器夹紧松开都由液压力实现，结构较为简单, 两侧油缸进油口分别通高压油时, 卡瓦跟随活塞运动向中心收拢，夹紧钻具，改变高压油入口，卡瓦则背离中心，松开钻具。
该类夹持器结构对称，但是夹紧力容易受油压力变化的影响。
4．复合式夹持器所谓复合式夹持器就是将常闭式夹持器与液压夹紧、弹簧松开式夹持器巧妙地结合在一起，见图2。
其工作原理是利用压缩弹簧的预紧力来克服钻具自重，主油缸松开夹持器。
有主油缸和副油缸，副油缸侧连接一组碟簧，当高压油进入主油缸，推动主油缸缸体4向右移动，通过顶柱5将力传给右卡瓦座9，碟簧11被进一步压缩，右卡瓦座右移；同时，在圆柱弹簧15的作用下，左卡瓦座左移，松开钻具。
机械手夹持器设计(含CAD图纸)
1 / 59 机械手夹持器设计
2.1夹持器设计的基本要求
（1）应具有适当的夹紧力和驱动力；
（2）手指应具有一定的开闭范围；
（3）应保证工件在手指内的夹持精度；
（4）要求结构紧凑，重量轻，效率高；
（5）应考虑通用性和特殊要求。
设计参数及要求
（1）采用手指式夹持器，执行动作为抓紧—放松；
（2）所要抓紧的工件直径为80mm 放松时的两抓的最大距离为
110-120mm/s ，1s
抓紧,夹持速度20mm/s ；
（3）工件的材质为5kg ，材质为45#钢；
（4）夹持器有足够的夹持力；
（5）夹持器靠法兰联接在手臂上。
由液压缸提供动力。
2.2夹持器结构设计
2.2.1夹紧装置设计.
2.2.1.1夹紧力计算
手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据，必须对其大小、方向、作用点进行分析、计算。
一般来说，加紧力必须克服工件的重力所产生的静载荷（惯性力或惯性力矩）以使工件保持可靠的加紧状态。
手指对工件的夹紧力可按下列公式计算：123N F K K K G
2-1
式中：1
K —安全系数，由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.2——2.0，取1.5；2K —工件情况系数，主要考虑惯性力的影响，
计算最大加速度，得出工作情况系数2K , 20.02/1
11 1.0029.8a
K g ，a 为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的
绝对值（m/s ）；。
夹持器
夹持器夹持器设计的基本要求（1）应具有适当的夹紧力和驱动力； （2）手指应具有一定的开闭范围； （3）应保证工件在手指内的夹持精度； （4）要求结构紧凑，重量轻，效率高； （5）应考虑通用性和特殊要求。
设计参数及要求（1）采用手指式夹持器，执行动作为抓紧—放松；（2）所要抓紧的工件直径为80mm 放松时的两抓的最大距离为110-120mm/s ， 1s 抓紧,夹持速度20mm/s ；（3）工件的材质为5kg ，材质为45#钢； （4）夹持器有足够的夹持力；（5）夹持器靠法兰联接在手臂上。
由液压缸提供动力。
夹持器结构设计 2.2.1夹紧装置设计. 2.2.1.1夹紧力计算手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据，必须对其大小、方向、作用点进行分析、计算。
一般来说，加紧力必须克服工件的重力所产生的静载荷（惯性力或惯性力矩）以使工件保持可靠的加紧状态。
手指对工件的夹紧力可按下列公式计算：123N F K K K G2-1式中：1K —安全系数，由机械手的工艺及设计要求确定,通常取——，取；2K —工件情况系数，主要考虑惯性力的影响， 计算最大加速度，得出工作情况系数2K , 20.02/111 1.0029.8a K g =+=+=，a 为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的绝对值（m/s ）；3K —方位系数，根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定，手指与工件位置：手指水平放置 工件垂直放置； 手指与工件形状：V 型指端夹持圆柱型工件，30.5sin K fθ=，f 为摩擦系数，θ为V 型手指半角，此处粗略计算34K ≈,如图图G —被抓取工件的重量求得夹紧力NF ，123 1.5 1.002439.8176.75N F K K K Mg N==⨯⨯⨯⨯=，取整为177N 。
2.2.1.2驱动力力计算根据驱动力和夹紧力之间的关系式：2sin N FcF b a=式中：c —滚子至销轴之间的距离； b —爪至销轴之间的距离；a —楔块的倾斜角可得2sin 177286sin16195.1534N F b a F N c ⨯⨯⨯===，得出F 为理论计算值，实际采取的液压缸驱动力'F 要大于理论计算值，考虑手爪的机械效率η，一般取～，此处取，则：'195.15221.7620.88F F N η=== ，取'500F N = 2.2.1.3液压缸驱动力计算设计方案中压缩弹簧使爪牙张开，故为常开式夹紧装置，液压缸为单作用缸，提供推力：2=4F D p π推式中 D ——活塞直径 d ——活塞杆直径 p ——驱动压力，'F F =推,已知液压缸驱动力'F ，且'50010F N KN =<由于'10F KN <，故选工作压力P=1MPa据公式计算可得液压缸内径：25.231D mm===根据液压设计手册,见表，圆整后取D=32mm 。
摘果器原理
摘果器原理
摘果器是一种用于摘取树上水果的工具，它能够帮助人们轻松地摘取树上的水果，提高了采摘效率，同时也减少了人工摘取所需的时间和劳动成本。
摘果器的原理是基于一些简单的物理学原理和机械原理，下面我们将详细介绍摘果器的原理。
首先，摘果器的主要部件包括把手、伸缩杆和摘取装置。
把手是用来握住的部分，伸缩杆可以根据需要调节长度，摘取装置则是用来夹取水果的部分。
摘果器的原理就是利用这些部件的协同作用，来实现摘取树上水果的功能。
其次，摘果器的摘取装置通常采用夹持式设计，它包括两个夹持器和一个触发器。
夹持器的作用是用来夹住水果，触发器则是用来控制夹持器的开合。
当使用者按下触发器时，夹持器会闭合，夹住水果，然后使用者可以通过伸缩杆的调节，将水果轻松地摘取下来。
另外，摘果器的伸缩杆通常采用可伸缩的设计，它可以根据树上水果的高度来
调节长度，这样就可以轻松地摘取高处的水果，而不需要攀爬树木，提高了采摘的安全性和便利性。
此外，摘果器的原理还涉及到一些物理学原理，比如杠杆原理和力的作用原理。
伸缩杆可以看作是一个简单的杠杆，当使用者施加力量时，伸缩杆会产生一个力臂，从而放大了施加在夹持器上的力量，使得夹持器能够夹住水果。
这样一来，即使水果比较大或者比较硬，使用者也可以轻松地将其摘取下来。
总的来说，摘果器的原理是基于简单的机械原理和物理学原理的，它通过把手、伸缩杆和摘取装置的协同作用，帮助人们轻松地摘取树上的水果，提高了采摘效率，减少了人工摘取所需的时间和劳动成本。
摘果器的设计简单实用，原理清晰明了，是一种非常实用的采摘工具。
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夹持器夹持器2.1夹持器设计的基本要求（1）应具有适当的夹紧力和驱动力； （2）手指应具有一定的开闭范围； （3）应保证工件在手指内的夹持精度； （4）要求结构紧凑，重量轻，效率高； （5）应考虑通用性和特殊要求。
设计参数及要求（1）采用手指式夹持器，执行动作为抓紧—放松；（2）所要抓紧的工件直径为80mm 放松时的两抓的最大距离为110-120mm/s ， 1s 抓紧,夹持速度20mm/s ；（3）工件的材质为5kg ，材质为45#钢； （4）夹持器有足够的夹持力；（5）夹持器靠法兰联接在手臂上。
由液压缸提供动力。
2.2夹持器结构设计 2.2.1夹紧装置设计. 2.2.1.1夹紧力计算手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据，必须对其大小、方向、作用点进行分析、计算。
一般来说，加紧力必须克服工件的重力所产生的静载荷（惯性力或惯性力矩）以使工件保持可靠的加紧状态。
手指对工件的夹紧力可按下列公式计算：123N F K K K G≥2-1式中：1K —安全系数，由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.2——2.0，取1.5；2K —工件情况系数，主要考虑惯性力的影响， 计算最大加速度，得出工作情况系数2K , 20.02/111 1.0029.8a K g =+=+=，a 为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的绝对值（m/s ）；3K —方位系数，根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定，手指与工件位置：手指水平放置 工件垂直放置； 手指与工件形状：V 型指端夹持圆柱型工件，30.5sin K fθ=，f 为摩擦系数，θ为V 型手指半角，此处粗略计算34K ≈,如图2.1图2.1G —被抓取工件的重量求得夹紧力NF ，123 1.5 1.002439.8176.75N F K K K Mg N==⨯⨯⨯⨯=，取整为177N 。
2.2.1.2驱动力力计算根据驱动力和夹紧力之间的关系式：2sin N Fc F b a=式中：c —滚子至销轴之间的距离； b —爪至销轴之间的距离；a —楔块的倾斜角可得2sin 177286sin16195.1534N F b a F N c ⨯⨯⨯===o，得出F 为理论计算值，实际采取的液压缸驱动力'F 要大于理论计算值，考虑手爪的机械效率η，一般取0.8～0.9，此处取0.88，则：'195.15221.7620.88FF N η=== ，取'500F N =2.2.1.3液压缸驱动力计算设计方案中压缩弹簧使爪牙张开，故为常开式夹紧装置，液压缸为单作用缸，提供推力：2=4F D p π推式中 D ——活塞直径 d ——活塞杆直径 p ——驱动压力，'F F =推,已知液压缸驱动力'F ，且'50010F N KN =<由于'10F KN <，故选工作压力P=1MPa据公式计算可得液压缸内径：25.231D mm===根据液压设计手册,见表2.1，圆整后取D=32mm 。
表2.1 液压缸的内径系列（JB826-66）（mm ）活塞杆直径 d=0.5D=0.5×40mm=16mm活塞厚 B=(0.6～1.0)D 取B=0.8d=0.7×32mm=22.4mm,取23mm. 缸筒长度 L ≤(20～30)D 取L 为123mm活塞行程，当抓取80mm 工件时，即手爪从张开120mm 减小到80mm ，楔快向前移动大约40mm 。
取液压缸行程S=40mm 。
液压缸流量计算： 放松时流量τπSd D Q⨯-⨯=)(422226121(3216)2060100.724/min 4qV A V L π-==⨯-⨯⨯⨯=夹紧时流量226111322060100.965/min 44SqV AV D L ππτ-==⨯=⨯⨯⨯⨯=2.2.1.4选用夹持器液压缸温州中冶液压气动有限公司所生产的轻型拉杆液压缸型号为：MOB-B-32-83-FB ，结构简图，外形尺寸及技术参数如下：表2.2夹持器液压缸技术参数图2.2 结构简图工作压力使用温度范围允许最大速度效率传动介质缸径 受压面积(2cm ) 速度比无杆腔 有杆腔 1MP a︒-10～+︒80300 m/s 90% 常规矿物液压油32 mm 12.58.61.45图2.3 外形尺寸2.2.2手爪的夹持误差及分析机械手能否准确夹持工件，把工件送到指定位置，不仅取决与机械手定位精度（由臂部和腕部等运动部件确定），而且也与手指的夹持误差大小有关。
特别是在多品种的中、小批量生产中，为了适应工件尺寸在一定范围内变化，避免产生手指夹持的定位误差，需要注意选用合理的手部结构参数，见图2-4，从而使夹持误差控制在较小的，手部的最终误差取范围内。
在机械加工中，通常情况使手爪的夹持误差不超过1mm决与手部装置加工精度和控制系统补偿能力。
图 2.4工件直径为80mm ，尺寸偏差5mm ±，则max 42.5R mm=，min 37.5R mm=，40ep R mm=。
本设计为楔块杠杆式回转型夹持器，属于两支点回转型手指夹持，如图2.5。
图2.5若把工件轴心位置C 到手爪两支点连线的垂直距离CD 以X 表示，根据几何关系有：22()2cos sin sin AB AB R RX l l a βθθ=+--简化为：222221(sin cos )(sin )sin AB AB X R l l a θββθ=-+-该方程为双曲线方程，如图2.6：图2.6 工件半径与夹持误差∆关系曲线由上图得，当工件半径为R 时，X 取最小值minX ，又从上式可以求出：0sin cos AB R l θβ=，通常取2120θ=omin sin AB X l β=若工件的半径maxR 变化到minR 时，X 值的最大变化量，即为夹持误差，用∆表示。
在设计中，希望按给定的maxR 和minR 来确定手爪各部分尺寸，为了减少夹持误差，一方面可加长手指长度，但手指过长，使其结构增大；另一方面可选取合适的偏转角β，使夹持误差最小，这时的偏转角称为最佳偏转角。
只有当工件的平均半径epR 取为R 时，夹持误差最小。
此时最佳偏转角的选择对于两支点回转型手爪（尤其当a 值较大时），偏转角β的大小不易按夹持误差最小的条件确定，主要考虑这样极易出现在抓取半径较小时，两手爪的BE 和''B E 边平行，抓不着工件。
为避免上述情况，通常按手爪抓取工件的平均半径epR ，以90BCD ∠=o为条件确定两支点回转型手爪的偏转角β，即下式：11cos [()]sin ep AB R a l βθ-=-其中290a mm =,86AB l mm =,V型钳的夹角2120θ=o代入得出： 1801cos [(45)]56.57sin 6086β-=-=o o则 0sin cos 86sin 60cos56.5741.02AB R l mmθβ==⋅⋅=o o则min 0maxR R R <<，此时定位误差为1∆和2∆中的最大值。
1∆=2∆=分别代入得：10.0256mm∆=，20.1482mm∆=所以，0.14821mm mm ∆=<，夹持误差满足设计要求。
由以上各值可得：222221(sin cos )(sin )55.9254sin AB AB X R l l a mm θββθ=-+-=取值为56X mm =。
2.2.3楔块等尺寸的确定楔块进入杠杆手指时的力分析如下：图 2.7上图2.7中θ—斜楔角，θ＜30o 时有增力作用；'2φ—滚子与斜楔面间当量摩擦角，'22tan ()tan d D φφ=，2φ为滚子与转轴间的摩擦角，d 为转轴直径，D 为滚子外径，22tan f φ=，2f 为滚子与转轴间摩擦系数;γ—支点O 至斜面垂线与杠杆的夹角；l —杠杆驱动端杆长；'l —杠杆夹紧端杆长；η—杠杆传动机械效率2.2.3.1斜楔的传动效率斜楔的传动效率η可由下式表示：'2sin =sin()θηθφ+ '22tan tan dDφφ=杠杆传动机械效率η取0.834，2tan φ取0.1，d D 取0.5，则可得θ=14.036o ,'290φγ<<o ，取整得θ=14o 。
2.2.3.2动作范围分析阴影部分杠杆手指的动作范围，即'290φγ<<o ，见图 2.8图 2.8如果'2γφ=，则楔面对杠杆作用力沿杆身方向，夹紧力为零，且为不稳定状态，所以γ必须大于'2φ。
此外，当90γ=o 时，杠杆与斜面平行，呈直线接触，且与回转支点在结构上干涉，即为手指动作的理论极限位置。
2.2.3.3斜楔驱动行程与手指开闭范围当斜楔从松开位置向下移动至夹紧位置时，沿两斜面对称中心线方向的驱动行程为L ，此时对应的杠杆手指由1γ位置转到2γ位置，其驱动行程可用下式表示：1212cos cos (cos cos )sin sin l l lL γγγγθθ-==-杠杆手指夹紧端沿夹紧力方向的位移为：'12[cos()cos()]s l γθγθ∆=+-+通常状态下，2γ在90θ-o 左右范围内，1γ则由手指需要的开闭范围来确定。
由给定条件可知最大s ∆为55-60mm,最小设定为30mm.即30(5060)s <∆<-。
已知14θ=o ，可得29076γθ=-=o o ，有图关系：图2.9可知：楔块下边为60mm ，支点O 距中心线30mm ，且有'30()tg l l θ=+，解得：'120l l += 2.2.3.4l 与'l 的确定斜楔传动比i 可由下式表示：''sin sin l l i L l θγ∆⋅== 可知θ一定时，'l l 愈大，i 愈大，且杠杆手指的转角γ在90γ<o 范围内增大时，传动比减小，即斜楔等速前进，杠杆手指转速逐渐减小，则由'120l l +=分配距离为：50l =，'70l =。
2.2.3.51γ确定由前式得：(6030)30s ∆=-=13070[cos(14)cos(7614)s γ∆==+-+o o o ，150.623γ=o ，取150γ=o 。
2.2.3.6L 确定L 为沿斜面对称中心线方向的驱动行程，有下图中关系图2.10 50(cos50cos76)82.850sin14L =-=o o o ，取83L =，则楔块上边长为18.686，取19mm.2.2.4材料及连接件选择V 型指与夹持器连接选用圆柱销/119.1GB T ，d=8mm, 需使用2个杠杆手指中间与外壳连接选用圆柱销/119.1GB T ，d=8mm, 需使用2个滚子与手指连接选用圆柱销/119.1GB T ，d=6mm, 需使用2个以上材料均为钢，无淬火和表面处理楔块与活塞杆采用螺纹连接，基本尺寸为公称直径12mm ，螺距p=1，旋合长度为10mm 。