工业机器人实训电动夹钳设计与制作

凌中水 夏燕玲 李陶胜

摘 要：电动夹钳，包括底座、推板、橡胶垫、螺杆、导杆、电机、蜗杆、蜗轮;所述电动夹钳通过电机驱动蜗杆转动，实现与蜗杆配合连接的蜗轮转动，从而实现蜗轮中心的螺纹孔与所述螺杆的相对转动，实现螺杆的移动，所述电动夹钳结构简单，工作稳定，能够实现对物体的大力夹持，同时通过其上的蜗轮蜗杆传动的作用，可实现自锁，保持压紧力。

关键词：工业机器人;实训电动夹钳;设计与制作

随着对各种机械零件的需求增多，机械加工凸显出其重要地位，在现行的各种机械加工中，需要用到各种夹具，现行中，各种夹具主要通过手工操作完成，工作效率低，劳动强度大，特别是在需要频繁的装夹状况下，这种缺点尤为突出。

1 原理

包括底座、推板、橡胶垫、螺杆、导杆、电机、蜗杆、蜗轮;所述底座为U形体，底部设有安装孔，右端设有导向孔、通孔、蜗轮槽，左端设有梯形凸起;所述推板一侧设有梯形凸起;所述橡胶垫一侧设有梯形凹槽，另一侧设有条形槽，采用步进电机驱动，工作更加稳定可靠，过程可控，速度可调，图1为步进电机控制图。[1]

2 电动夹钳设计结构设计

所述橡胶垫（301）为两块，通过其上的梯形凹槽（303）分别与底座（101）上的梯形凸起（109）以及推板（201）上的梯形凸起（202）连接，实现橡胶垫（301）与底座（101）以及推板（201）的连接。所述推板（201）设置在所述底座（101）的U形体槽内，其右侧面分别连接四个螺杆[2]（401、402、403、404）与两个导杆（501、502），所述两个导杆（501、502）分别与底座（101）上的导向孔（103、104）连接，实现导向作用;所述四个螺杆（401、402、403、404）分为两组，螺杆（401）与螺杆（402）为一组，且两者的螺旋旋向相反，螺杆（403）与螺杆（404）为一组，且两者的螺旋旋向相反，所述四个蜗轮（801、802、803、804）中心内部均设有螺纹孔，通过其上的螺纹孔分别与所述四个螺杆（401、402、403、404）连接，所述四个蜗轮（801、802、803、804）均与蜗杆（701）配合连接，且所述两个蜗轮（801、803）位于蜗杆（701）一侧，另两个蜗轮（802、804）位于另一侧，所述电机（601）为步进电机，并安装在底座（101）右端顶部，且与蜗杆（701）连接。图2为电动夹钳设计图。

3 结论

所述电动夹钳[3]通过电机（601）驱动蜗杆（701）转动，实现与蜗杆（701）配合连接的蜗轮（801、802、803、804）转动，从而实现蜗轮（801、802、803、804）中心的螺纹孔与所述螺杆（401、402、403、404）的相对转动，实现螺杆（401、402、403、404）的移动，所述电动夹钳结构简单，工作稳定，能够实现对物体的大力夹持，同时通过其上的蜗轮蜗杆传动的作用，可实现自锁，保持压紧力，能够作为实训室夹具使用，特别是适合职业院校相关实训中需要进行多次反复的加紧操作，能够大大提高装夹效率。

参考文献：

[1]张勇喜，金秀，蒋伯华，吕少波，雷鹏.基于单片机的可通信步进电机控制器设计[J].自动化应用，2014（02）.

[2]陈立德主编.机械设计基础[M].高等教育出版社，2004.

[3]孙国勋.手动多用液压台虎钳设计[J].机械工程师，2017（09）.

资助项目：2016年安徽省高等学校省级质量工程项目，工业机器人应用虚拟仿真实验教学中心（项目编号：2016xnzx025），2016年安徽省高等学校省级质量工程項目（项目编号：2016jxtd075）