多吸盤(pán)式擦窗工具人的吸附零碎鉆研
真空吸附零碎存在構(gòu)造緊湊、輕量化等特點(diǎn),在擦窗工具人利用中存在不行代替的作用。吸盤(pán)作為吸附零碎的要害元件,間接莫須有吸附零碎的通體性能,因?yàn)閱蝹�(gè)吸盤(pán)的有余和局限,因而在工具人設(shè)計(jì)中往往采納多吸盤(pán)的內(nèi)容涌現(xiàn)。該文聯(lián)合“新型擦窗工具人”吸附零碎設(shè)計(jì),綜合了吸盤(pán)的越障性能以及工具人牢靠吸附于垂直壁面的根本吸附條件。1、小引
真空吸附零碎存在輕量化、體積小、構(gòu)造緊湊、牢靠性低等諸多特點(diǎn),是壁面蕩滌工具人要害技能之一,并在多種氣動(dòng)工具丹田失去了寬泛利用。
因?yàn)楸诿媸帨旃ぞ呷说恼婵瘴搅闼槭艿阶鳂I(yè)條件(囊括阻礙、名義缺點(diǎn)、面面轉(zhuǎn)換、曲面度等)、受力狀態(tài)等諸多條件制約,有著相反于其余真空吸附零碎的非凡務(wù)求,孤立地思忖單個(gè)吸盤(pán)的作業(yè)狀態(tài)是不夠的往往須要將某一全體吸盤(pán)乃至所有吸盤(pán)作為一個(gè)通體,即以吸盤(pán)組的內(nèi)容思忖。
白文聯(lián)合“新型擦窗工具人”(如圖1a),對(duì)工具人的吸附零碎繼續(xù)綜合。2、吸附組織
吸附零碎由12個(gè)吸盤(pán)及12個(gè)真空產(chǎn)生器組成。吸盤(pán)裝置在吸盤(pán)聯(lián)接件上,為了簡(jiǎn)化構(gòu)造,真空產(chǎn)生器的出氣口連在如圖1a所示吸盤(pán)上端的進(jìn)氣口。工具人靜止時(shí),以后縱向氣缸吸盤(pán)組徹底接觸作業(yè)名義抵達(dá)吸附狀態(tài)時(shí),與之對(duì)應(yīng)的電磁閥(在圖中并未示意出)翻開(kāi),與之相連的真空產(chǎn)生器作業(yè)產(chǎn)生真空,吸盤(pán)吸附在作業(yè)名義上。反之,隨著工具人后退,當(dāng)這組吸盤(pán)行將要來(lái)到立體時(shí),對(duì)應(yīng)的電磁閥開(kāi)放,則吸盤(pán)的吸附力逐步降到零,而能夠脫離作業(yè)名義。在設(shè)計(jì)中,任何時(shí)時(shí)都至多保障有4個(gè)吸盤(pán)同聲吸附在作業(yè)名義上,以產(chǎn)生剩余的吸附力,預(yù)防工具人從籬笆上滑下或傾翻。
圖1b為單個(gè)吸盤(pán)的真空吸附:
a)新型擦窗工具人 b)單個(gè)吸盤(pán)構(gòu)造
圖1 工具人與吸盤(pán)構(gòu)造
F吸=ΔPu·A
其中ΔPu為真空吸盤(pán)的真空度,A為真空吸盤(pán)的無(wú)效吸附面積。3、吸盤(pán)組的越障性能
作業(yè)壁面往往存在膠條、接縫及微弱名義凹凸等阻礙,蕩滌工具人踩踏在該署阻礙上的吸盤(pán)往往會(huì)透氣招致該吸盤(pán)的吸附力損失。那末是單個(gè)吸盤(pán)則吸附聯(lián)接將生效,但關(guān)于吸盤(pán)組正常只會(huì)定然水平地減弱吸盤(pán)組的聯(lián)接強(qiáng)度,不會(huì)招致吸附聯(lián)接的生效。因而吸盤(pán)組存在越障性能,在設(shè)計(jì)吸盤(pán)組時(shí)須要將這一成分思忖出來(lái)。
如縱向安排的多個(gè)吸盤(pán)組,前氣缸吸盤(pán)組重要接受軸向力,因而,無(wú)須思忖選用軸向剛度較大的吸盤(pán);后氣缸吸盤(pán)組重要接受切向力,上層吸盤(pán)組的防滑威力要好,應(yīng)選用存在防滑性能的吸盤(pán),以普及吸盤(pán)組的切向承載威力。關(guān)于橫向安排的吸盤(pán)組,因?yàn)槲P(pán)組承當(dāng)了工具人全副的傾覆負(fù)載,因此吸盤(pán)組務(wù)必存在較強(qiáng)的抗傾覆威力。
擦窗工具人的作業(yè)條件為垂直玻璃或傾斜角的幕墻面,對(duì)吸附零碎的務(wù)求較高,豈但務(wù)求吸盤(pán)接受較大的軸向力,還要吸盤(pán)組可以放量減小幕墻全部小凹陷和凸起以及膠條等阻礙對(duì)吸附和挪動(dòng)的莫須有。因而,氣缸下的吸盤(pán)為縱向安排,在前后縱向氣缸上面的吸盤(pán)4個(gè)一組以適宜面面轉(zhuǎn)換。4、保險(xiǎn)性校核
當(dāng)擦窗工具人作業(yè)時(shí),須要在本體上配有囊括掌握板等的安裝,那末負(fù)載或運(yùn)行參數(shù)勝于其容許規(guī)模,就有可能從籬笆上滑下或者傾翻,因而綜合爬壁工具人的負(fù)載威力和保險(xiǎn)靜止條件差錯(cuò)常多余的,也是繼續(xù)設(shè)計(jì)和靜止掌握的根底和束縛條件。因?yàn)槊繒r(shí)每刻至多有4個(gè)吸盤(pán)吸附在玻璃壁面上,因而咱們只有綜合當(dāng)4個(gè)吸盤(pán)吸附在籬笆上時(shí)的保險(xiǎn)性,而此時(shí)又分為2種狀況:前后氣缸下的吸盤(pán)吸附和只有無(wú)桿氣缸的吸盤(pán)吸附。絕對(duì)第1種有8個(gè)吸盤(pán)吸附的狀況,第2種僅有無(wú)桿氣缸的4個(gè)吸盤(pán)吸附時(shí)更加奇險(xiǎn)。為了簡(jiǎn)化,那里只思忖動(dòng)態(tài)吸附的狀況,此時(shí)擦窗工具人的受力狀況如圖2所示。
圖2 豎直壁面作業(yè)機(jī)會(huì)器人受力綜合
各符號(hào)意思如次:
Ni為玻璃壁面對(duì)第i個(gè)吸盤(pán)的法向支持力(垂直于壁面),i=1,2,3,4;Fi為作用在第i個(gè)吸盤(pán)上的真空吸力,i=1,2,3,4;fi為籬笆對(duì)第i個(gè)吸盤(pán)的附著力,i=1,2,3,4;G2為無(wú)桿氣缸、滑臺(tái)及鞲鞴桿聯(lián)接件等組件的分量;G1、G3為縱向前后氣缸以及蕩滌安裝等組件的分量;L為擦窗工具人的等效重心到玻璃壁面的間隔;L1為最后面的吸盤(pán)到作業(yè)吸盤(pán)(即無(wú)桿氣缸吸盤(pán))之間的間隔;L2為爬壁工具人在2個(gè)吸盤(pán)的縱向聯(lián)結(jié)到工具人核心的間隔,ΔL為1/2吸盤(pán)縱向核心距。
(1)為了防止工具人從壁面上滑下,依據(jù)附著力的特點(diǎn)有:
式中μ為附著系數(shù)。
(2)為了防止工具人從壁面上傾翻下來(lái),在傾覆動(dòng)量矩的作用下,無(wú)須滿(mǎn)足:
Ni>0(2)
此時(shí),垂直壁面位置戰(zhàn)爭(zhēng)行壁面位置的受力無(wú)須滿(mǎn)足:
所受的失調(diào)動(dòng)量矩為:
因?yàn)檫x用相反的真空吸盤(pán),因而:
N1=N2,N3=N4(7)
各個(gè)吸盤(pán)的真空度是相當(dāng)?shù)?則作用在吸盤(pán)上的吸力為:
F=Fi=pA(8)
式中p———吸盤(pán)的真空度
A———單個(gè)吸盤(pán)的無(wú)效吸附面積
由式(3)～式(8)解得:
綜合(1)、(2)兩式失去爬壁工具人的穩(wěn)固吸附的束縛條件:
從擦窗工具人保險(xiǎn)吸附的動(dòng)態(tài)束縛條件看,當(dāng)其重力和其重心到玻璃壁面的間隔以及附著系數(shù)定然時(shí),擦窗工具人的吸盤(pán)所需的最小吸力與其在于吸附狀態(tài)下吸盤(pán)之間的高低及左右的跨度成正比的關(guān)系,因而只有真空產(chǎn)生器使吸盤(pán)產(chǎn)生的吸力可以滿(mǎn)足此時(shí)的條件,那么就能夠覺(jué)得擦窗工具人在整個(gè)靜止內(nèi)中中都是保險(xiǎn)的。5、論斷
白文以新型擦窗工具人為例,探討了以真空吸盤(pán)組作為吸附安裝的擦窗工具人的越障性能和動(dòng)態(tài)吸附時(shí)的保險(xiǎn)性,失去了工具人在動(dòng)態(tài)時(shí)的穩(wěn)固性綜合的模子。經(jīng)過(guò)某個(gè)模子,能夠很不便地在工具人設(shè)計(jì)內(nèi)中中正當(dāng)?shù)膮f(xié)調(diào)真空產(chǎn)生安裝和所負(fù)的載荷,使工具人可以保險(xiǎn)牢靠地作業(yè)。工具人的減速靜止和歪斜面作業(yè)狀況較為簡(jiǎn)單,需進(jìn)一步的綜合。
羅茨水環(huán)真空機(jī)組、羅茨旋片真空機(jī)組
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