26、生物样本管运输新型抓手设计与固有力平衡机构合成技术

生物样本管运输新型抓手设计与固有力平衡机构合成技术

1. 生物样本管运输新型抓手设计

在生物样本管运输的实验中，为模拟真实情况，使用装有血液样本的医用试管，将其半填充液体以近似真实质量。开发了一个程序，使机器人能将试管从三脚架移动到指定点。在抓取医用试管时，输出轴扭矩设置为额定发动机功率的百分比，通用 UR3 机器人的移动速度为 100%。为确保抓取的可靠性，抓手需在计算值的基础上增加 30%的功率。

1.1 模拟结果

研究了杠杆偏转角 α 以及球状螺旋面进入角 β 与所需发动机扭矩的关系。选择了机构的初始参数，以揭示球状旋转时杠杆偏转角与角度 α 的关系。模拟的机构参数如下：
|参数|数值|
| ---- | ---- |
|S|21 mm|
|rA|12 mm|
|rB|6 mm|
|rA/rB|2/1|
|ha2|0.1 mm|
|Pg|16 mm|
|xP|3 mm|
|yP|12 mm|
|系数 k|5|
|μ|0.3|

计算了不同角度 α 下的力 FμA 和 NA，以及力矩 M1。模拟结果表明，随着角度 α 的增加，球状上的压力也增加，从而增加了杠杆与球状滑动表面之间的摩擦力。同时，在球状表面的不同角度 β 下，摩擦力也会发生变化。电机轴上使机构运动所需的力矩 M1 如图 6 所示。当被抓取物体的直径改变时，手指按压力的角度也会改变，根据图 6 可选择物体的最佳参数，对于计算得到的 GD，最佳直径为 10 mm。

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