所需夹持力的大小主要取决于接触表面处的贴合摩擦系数。表3.15显示了三种典型的有效接触表面组合，用于力锁夹持。表3.14形锁和力锁抓取的比较， s = 安全系数表3.15不同手指的抓取力计算根据形状，通过相应的形状因子调节夹紧力。对于过定位的系统，校正因子包含所有表面的不准确系数，但同样可靠。图3.75由于手指形状调整，夹持力在工件上的分布不同......
2023-06-15
夹持力的产生及其应用
【摘要】：图3.78不同力传导的三维说明对于应用中机械手最佳选择的问题并不容易回答。然而，当看到张角型机械手的夹持力变化过程与平动型机械手相比时，夹持力变化过程对于决策的相对重要性变得清晰。张角型机械手将根据手指的位置呈现不同的夹持力。相比之下，平动型机械手在整个手指行程中提供恒定的夹持力。
对于机械手模块设计，采用执行元件的运动形式是抓取技术的重大发展。这项重要的创新大约在30年前推出，可以制造可靠和紧凑的机械手。
为了在工件上建立夹持力，需要运动关节或传动机构来使机械手手指运动。这种运动原理用于对机械手进行分类。传动机构对于将驱动器的旋转运动转换成机械手手指的线性运动是必需的。运动关节包括相应改变驱动结构的运动所需的所有齿轮、传动和导向元件。
表3.17显示了机械手中最常用的传动类型并示意为运动关节。输入运动与图形中相应的线性和旋转输出运动形成对比。
表3.17 有关运动形式中的驱动输入和机械手手指运动输出的比较（来源：Schraft, Warnecke）
这些不同类型的运动关节驱动了不同的机械手手指的运动。这个机械手手指设计的路径是用于安全抓取的重要标准，尤其是当接触表面采用刚性设计时。当如图3.76所示存在旋转器的旋转运动时，机械手手指不会完全接触具有特定尺寸工件上的接触表面。
图3.76 非线性的运动路径导致了在不同工件抓取的过程中会有不同的抓取点
因此，工件在机械手手指中的位置是需要基本关注的。图3.77所示为具有不同直径的圆形材料，在机械手手指的移动路径不是线性的情况下工件的抓取和放置位置移位。
图3.77 手指的线性和旋转运动
对于张角型机械手，此位置变换在搬运系统中必须作为一个独特的类型进行存储。该机械手的设计涉及附加步骤和可能的编程错误。因此，在实践中优选使用线性平动型机械手。
图3.78以三维图示显示了气动驱动装置可用的一些传动类型。楔形块是平行机械手手指运动中最常用的设计。连杆切换传动通常不会在实际中使用，因为其存在极剧烈的夹持力变化过程和在相关的最终位置中被卡住的风险。
图3.78 不同力传导的三维说明
对于应用中机械手最佳选择的问题并不容易回答。对于设计工程师而言的关键方面通常包括安装空间、夹持力和使用寿命，根据设计的不同，这些可能因各种负载情况而异。
根据过去的经验，机械手选择的附加因素包括了夹持力的问题，以及一些罕见的夹持力变化过程的情况。然而，当看到张角型机械手的夹持力变化过程与平动型机械手相比时（表3.18），夹持力变化过程对于决策的相对重要性变得清晰。张角型机械手将根据手指的位置呈现不同的夹持力。相比之下，平动型机械手在整个手指行程中提供恒定的夹持力。
表3.18 不同类型的机械手的夹持力变化（来源：Seegräber）
续表
有时会出现非常有趣的夹持力变化过程，并且对于连杆切换型机械手，在行程结束时会出现巨大的力。这些类型的设计往往会在实际中遭遇挫折，因此容易出现故障。
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