关键词：抓手;;静电;;柔性电极;;高压
摘 要：随着科技的发展和社会的进步,工业自动化成为目前的研究热题之一,而实现自动化必不可少的一个环节是精准的抓取。目前在工业自动化中采用的多为电磁技术、真空吸附和机械夹取物件的方式,其在应用上存在许多不足之处,如对物件致密性、变形、易损等要求,导致部分物件实现自动化具有一定的困难。本课题在分析和总结目前国内外抓取方式及未能实现抓取物件的特点,将静电吸附原理应用于抓手上,进行了切实性的实验,并对实验结果进行了详细的分析,经过研究研制出了一台功能消耗低、极小噪声、具有广泛的使用范围并且安全可靠的静电吸附抓手,弥补了如今抓手的缺点。首先,针对静电抓手技术特点,进行研究和分析了静电吸附机理,如分析了对静电吸附抓取效果的主要影响因素,基于库伦作用建立对双极型吸附电极模型,进行分析绝缘层参数及电压对静电吸附效果的影响。其次,在限元分析软件Ansoft Maxwell环境下,建立双极型电极模型,针对不同参数下的模型进行静电场仿真分析(参数:电极施加电压、电极占空比、电极绝缘层材料),获取不同参数对静电场的影响情况。对不同电极占空比和不同表层绝缘材料的电极及对不同的材质的被抓物件上的吸附情况进行对比测试,在此基础上,提出电极的优化设计方案,并通过实验确定参数。最后,在实验参数基础上设计并制造了两款典型的静电吸附抓手,柔性静电抓手和刚性静电抓手,二者针对不同类型的被抓物件各有其特点。抓手主要包括静电吸附电极设计,抓手本体结构设计以及抓手高压发生器系统的设计。通过实物测试,以验证静电吸附技术应用于抓手抓取物件的可行性和实用价值,并且性价比高,具有广泛的应用前景。
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