物料就是一片一片的運載盤，運載盤相當于是一個中轉(zhuǎn)站,，盤子里放客料（工藝要處理的東西）,，被運輸?shù)焦に囄恢茫鱿乱徊教幚怼?/div>
運載盤又一片一片地,，從低到高放在盒子里面,，一個盒子里放4，5片運載盤,。
那盤子放在盒子里不會滑出來嗎,？
不會。因為盒子前后都有門,，把盒子放入傳輸線上前,，后門會打開，以供推動機構(gòu)推出,。
明白了,，你做的推動機構(gòu)，為什么要用連桿,？
因為空間的限制,。
其實，開始我們也有其他的一些方案,。比如,，氣缸驅(qū)動、線性馬達驅(qū)動,、馬達＋齒輪齒條驅(qū)動,、馬達＋滾珠絲杠驅(qū)動等。
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2019-9-15 21:36 上傳
雖然驅(qū)動方式不同,，但是這4個方案有個共同點,，就是導軌都是沿Y方向布置，導致其占用太多Y方向空間,，無法滿足要求,。
什么要求？
這些要求,。
1）物料最重可達：4Kg,。摩擦系數(shù)按照0.4計算。
2）物料長＊寬＊高：322.6mm*135.9mm*12.9mm,。
3）要求推出50%以上物料在傳送帶上,，也就是行程： ≥ 93.5mm。
4）Y向空間有限：≤ 60mm,，X向空間：≈450mm,。
5）模組總重量≤ 2.5Kg,。
6）推動時各個方向的間隙：X≤8mm, Z≥4.5mm。
你的要求很具體嘛,。
是的,。
雖然現(xiàn)在看來，我可以這樣明確地告訴你設(shè)計要求,，但是你知道的,，常常這種具體的要求是沒有的，所以需要自己去寫,，然后慢慢地完善,。
沒錯，我們也是這樣,，很多時候要求不清楚，只知道個大概,。
所以,，要學會自己去寫設(shè)計要求。
是的,。
這些要求,，就是設(shè)計的一些的邊界，會限制著方案,，選型,，細節(jié)等設(shè)計。
比如呢,？
比如,，物料重量和摩擦系數(shù)相當于載荷，會決定電機的選擇,。
物料的尺寸,，在我這里案例中，特別是寬度尺寸,，會影響物料在傳送帶上的有效長度,，也就間接影響設(shè)計行程。
X,，Y方向的可用空間,，以及重量，會影響方案選擇和布局,。
重量和間隙要求,，也會涉及到減重，和細節(jié)的檢查,。
是的,，是這樣的,。
我看你Y向可用空間小于60mm？
是的,，所以前面的幾種驅(qū)動方式,，布局是有問題的。
所以后來只好想一想,，用什么機構(gòu),，來實現(xiàn)水平方向的運動轉(zhuǎn)換到豎直方向，而且Y向行程還不少,，需要93.5mm,。
因為條件限定了，X方向可利用空間是比較多的,，但是Y方向可利用空間太少了,。
所以，才有了現(xiàn)在的連桿設(shè)計,。
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2019-9-15 21:36 上傳
那你這種連桿機構(gòu),，是如何實現(xiàn)推動的？
來一張大圖吧,，連桿概念如下圖,。
連桿設(shè)計概念_最新.png (181.63 KB, 下載次數(shù): 943)
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2019-9-15 21:37 上傳
是用伺服電機拖動同步帶，同步帶再驅(qū)動滑塊,，滑塊在直線導軌引導下,，做線性運動。
固定于滑塊上的動鉸鏈點A,，沿著導軌方向做直線運動,，配合短連桿OC繞固定點O的旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動長連桿AB端部點B,，沿著Y方向運動,，實現(xiàn)推動物料的動作。
嗯,，原理我清楚了,。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是什么？
最大的優(yōu)點,，當然是節(jié)省Y向空間了,。
因為當滑塊收攏，長連桿端部推動點B,，會沿－Y方向收回來,，占用的空間非常小。
當需要推動物料時,，再出去,，所謂不用就收起來,，用的時候才打開，有點像雨傘,。
這種連桿機構(gòu),，如何使得推動行程變大呢？
這種機構(gòu),，當滑塊運動的距離一定時,，長連桿的長度，會直接影響推出行程,。
長連桿越長,，行程越大。
但是,，推動桿和物料盒兩側(cè)X方向間隙也就越小,，為了保持間隙不太小，所以連桿AB長度又不能過大,，最后設(shè)計成130mm,。
在收回的位置，配置有零位傳感器和限位塊,。
同時，在推出的位置附近,，也有硬件限位塊,，防止因為控制出錯，而跑出行程,。
但是連桿的推動點,，不會在X方向移動嗎？會不會產(chǎn)生摩擦,？
你這個問題問得很好,。
這里有一個關(guān)鍵點，就是長連桿AB的長度,，需要設(shè)計成短連桿OC的2倍,，且和短連桿鉸鏈的點C，需要設(shè)計成長連桿的中點,。
這樣就保證了,，三角形AOB為直角三角形，也就是當A點運動到A’時,，B點只會在豎直方向移動到B’點,，所以理論上是沒有摩擦的。
幾何及運動分析.png (261.36 KB, 下載次數(shù): 913)
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2019-9-15 21:37 上傳
但是,，因為加工和裝配誤差,，實際的情況可能不那么理想,，所以端部最好是用帶軟膠的軸承。一方面可以緩沖,，另一方面就算在X方向有微動,，也是滾動摩擦。
哦,，好的,，我明白了。
我還有一個小疑問,，滑塊的位移X和推點B的位移Y有什么關(guān)系,？
如上圖，經(jīng)過推導,，有豎直和水平位移關(guān)系是：
Y＝BB’=OB’－OB＝√（130^2－（129－X）^2）－16.1
當設(shè)計X方向的位移是75mm時,，Y如上圖中的曲線，位移達到102mm,。
但是因為開始推動之前,，推桿需要和物料保持一定的間隙，設(shè)定初始間隙為8.5mm,，所以有效的行程是102－8.5＝93.5mm,，滿足要求。
好的,，那如何確保推力滿足要求呢,？
這個嘛，我們來分析一下,。
受力分析.png (264.68 KB, 下載次數(shù): 854)
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2019-9-15 21:38 上傳
因為對稱,，只分析一邊，以連桿AB為分析對象,，它受到3個力的作用,。
第一，來自運載盤的力,，盤質(zhì)量4Kg,，摩擦系數(shù)0.4，所以力大小是：（4Kg*10m/s^2*0.4）/2=8N,。
第二,，來自短連桿的力F。
第三,，來自鉸鏈點A的力FA,，大小也是F，沿AB方向,。
因為,，三角形OCA是等腰三角形,， ∠COA=∠CAO=θ， F和FA在水平方向的力需要平衡,，所以FA＊cosθ=F＊cosθ ,，也就是FA＝F。
而FA在水平方向的分量,，就是對同步帶的力Fbelt,，也就是Fcos θ ＝Fbelt
AB連桿在豎直方向平衡，有方程8N=2*Fsinθ,，有因為Fbelt＝Fcos θ ,，兩個等式一除，得到Fbelt=4cotθ,。
通過同步帶上的力,，和同步帶輪的大小D，即可算得電機的驅(qū)動力矩： Tmotor=2*Fbelt*（D/1000/2）,。D＝25.78mm,，Tmotor單位是Nm。
這里乘以2,，是因為兩邊的連桿一起工作,，都是由電機給出功率，上面只分析了一邊,，所以需要乘以2,。
得到電機扭矩和位移X之間的關(guān)系曲線，如上圖黑色曲線,。
需要注意的是，當滑塊運動到1.35mm時,，推動點B才開始接觸物料盤,，1.35之前的曲線只是為了方便計算，才統(tǒng)一畫出來,，其實那一端是沒有運載盤負載的,，所以不需要關(guān)注。
可以看出,，在最開始推的時候,，也就是X＝1.35mm，Y＝8.5mm時,，Tmotor＝0.535Nm是最費勁的,，后面需要的扭矩，是越來越小,。
所以,，需要保證的是,，剛開始推動時的扭矩達標。
我們選擇的電機最大扭矩是0.95Nm,，所以安全系數(shù)是0.95/0.535=1.77,，沒問題。
這里,，還有一個電機指標需要提一下,，額定轉(zhuǎn)矩，這和占空比有關(guān)系,。
因為此案例中,，每推動一次，需要等候的時間是1分鐘,，而推動的時間不足1秒鐘,，所以占空比是非常小的。
如果非要計算,，可以估算一下Trms＝√（（0^2＊60+0.535^2*1）/（60+1））=0.07Nm,。電機的額定轉(zhuǎn)矩是0.318Nm，那么安全系數(shù)0.318/0.07=4.5,，所以也是可以的,。
好的。那是不是同步帶也沒問題,？
再算一下,，不就知道了嗎。
當X＝1.35mm時,，F(xiàn)belt＝4cotθ＝20.75N,。而同步帶的額定拉力是385N，得出安全系數(shù)385/20.75=18.5,。
其中,，Cotθ=OA’/OB’= （129-X）/√（130^2－（129－X）^2）。
所以也是沒有問題的,。
好的,。羅羅，可以把你的方案對比和計算過程,，分享給我嗎,？
可以，在我公號羅羅日記里,，回復“連桿”,，即可下載。
主要有兩個文件，一個是PPT,，里面包含方案對比,，位移及力分析，還有一個是原始計算Excel,。
好的,，多謝啦。
客氣了,，樂意分享,。
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發(fā)表于 2019-9-15 21:39:18
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