机械手结构设计
圆柱坐标式机械手结构设计
圆柱坐标式机械手结构设计引言圆柱坐标式机械手广泛应用于工业自动化领域,具有较高的灵活性和精度。
本文将对圆柱坐标式机械手的结构设计进行详细分析与探讨。
结构设计方案圆柱坐标式机械手的结构设计包括机械结构和控制系统两个方面。
机械结构设计1. 基座:机械手的基座是安装机械手关节的支撑结构,通常采用坚固的钢板焊接而成,以确保机械手在工作中的稳定性和刚性。
2. 旋转关节:旋转关节是机械手的第一关节,它负责控制机械手在水平面内的旋转运动。
通常采用电机驱动的齿轮传动机构实现旋转运动,并通过编码器测量旋转角度,以提供反馈控制。
3. 升降臂:升降臂是机械手的第二关节,它负责控制机械手的垂直运动。
升降臂通常由伸缩式气缸或电动升降装置实现,通过伸缩运动来控制机械手的升降。
4. 伸缩臂:伸缩臂是机械手的第三关节,它负责控制机械手在水平方向的伸缩运动。
伸缩臂通常采用液压缸或气缸驱动,通过伸缩运动来控制机械手的伸缩距离。
5. 夹爪:夹爪是机械手的末端执行器,用于抓取和放置工件。
夹爪通常采用气动或电动夹持机构,以实现对工件的抓取和释放操作。
控制系统设计1. 运动控制:机械手的运动控制系统通常由计算机或嵌入式控制器控制。
控制系统接收传感器反馈的位置信息和运动目标,通过控制算法计算出适当的控制信号,并驱动相应的执行机构,实现机械手的运动控制。
2. 位置检测:位置检测是机械手控制系统的关键环节,通过编码器、光电开关或激光测距传感器等设备,实时检测机械手各关节的位置,并将位置信息反馈给控制系统,以实现精确的位置控制。
3. 安全保护:机械手在工作中需要与人类共同操作,在设计控制系统时需要考虑安全保护措施。
例如,设置急停开关、防止碰撞传感器和安全光栅等设备,以确保机械手在意外情况下能够停止运动并保护操作人员的安全。
结论圆柱坐标式机械手的结构设计是实现其高精度、高效率工作的基础。
合理的机械结构和控制系统设计可以提高机械手的运动灵活性和精度,从而满足各种工业生产需求。
圆柱坐标机械手结构设计概述
圆柱坐标机械手结构设计概述随着工业自动化技术的不断发展,机器人应用的范围越来越广泛。
其中,机器人的结构设计是机器人性能的重要保障。
圆柱坐标机械手是一种常见的机器人结构,其结构特点是工作空间呈现为一个圆柱体,机器人工作的方向沿z轴方向。
在本文中,我们将对圆柱坐标机械手的结构设计进行概述。
一、机械手的基本结构圆柱坐标机械手主要由机械结构、执行机构、传感器等几部分组成。
其中,机械结构包含底座、竖杆、横臂、前倾臂、手腕等几部分。
整个机械臂的结构呈现为一条圆柱体,机械手的工作方向沿z轴方向。
执行机构包括电机、减速器、传动系统等部分。
传感器主要用于监测机器人的位置和运动状态。
二、机械手的结构设计1、底座设计底座是机械手的支撑结构,需要具有足够的稳定性和承载能力。
在圆柱坐标机械手中,底座为圆形或者方形,对底座的设计需要考虑到整个机械臂的重心和稳定性。
2、竖杆设计竖杆支撑着整个机械臂的横向移动,需要具有足够的强度和刚度。
在竖杆的设计中需要考虑到挠度和加工精度,并确保竖杆能够承受机械手在工作时的负载和震动。
3、横臂设计横臂是圆柱坐标机械手的重要组成部分,需要具有足够的强度和刚度。
在横臂的设计中需要考虑到挠度和加工精度,并确保横臂能够承受机械手在工作时的负载和震动。
4、前倾臂设计前倾臂能够在xz平面内移动,其结构需要具有足够的强度和刚度。
在前倾臂的设计中需要考虑到挠度和加工精度,并确保前倾臂能够承受机械手在工作时的负载和震动。
5、手腕设计手腕是机械手的末端执行机构,需要具有很高的精度和稳定性。
在手腕的设计中需要考虑到机械手的负载和精度要求,并采用适当的传动系统和控制算法来保证机械手的运动精度。
三、结论圆柱坐标机械手是一种常见的机器人结构,其结构特点是工作空间呈现为一个圆柱体,机器人工作的方向沿z轴方向。
机械手的结构设计对机器人性能具有非常重要的影响,需要考虑到机械臂的稳定性、强度、刚度和精度等因素。
因此,在机械手的设计中需要采用适当的设计方法和工艺流程,以确保机械手的质量和性能。
机械手的手腕结构与手臂结构设(CAD图)
题目1、机械手的手腕结构与手臂结构设(CAD图)机械手的手腕结构方案设计考虑机械手的通用性,同时由于被抓取工件是水平放置,因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。
因此,手腕设计成回转结构,实现手腕回转运动的机构为回转气缸。
机械手的手臂结构方案设计按照抓取工件的要求,本机械手的手臂有三个自由度,即手臂的伸缩、左右回转和升降(或俯仰)运动。
手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的,立柱的横向移动即为手臂的横移。
机械手的主要参数1、主参数机械手的最大抓重是其规格的主参数,目前机械手最大抓重以10公斤左右的为数最多。
故该机械手主参数定为10公斤,高速动作时抓重减半。
使用吸盘式手部时可吸附5公斤的重物。
2、基本参数运动速度是机械手主要的基本参数。
操作节拍对机械手速度提出了要求,设计速度过低限制了它的使用范围。
而影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩及回转的速度。
该机械手最大移动速度设计为1.2m/s,最大回转速度设计为1200°/s,平均移动速度为lm/s,平均回转速度为900°/s。
机械手动作时有启动、停止过程的加、减速度存在,用速度一行程曲线来说明速度特性较为全面,因为平均速度与行程有关,故用平均速度表示速度的快慢更为符合速度特性。
除了运动速度以外,手臂设计的基本参数还有伸缩行程和工作半径。
大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。
过大的伸缩行程和工作半径,必然带来偏重力矩增大而刚性降低。
在这种情况下宜采用自动传送装置为好。
根据统计和比较,该机械手手臂的伸缩行程定为600mm,最大工作半径约为1500mm,手臂安装前后可调200mm。
手臂回转行程范围定为2400(应大于180否则需安装多只手臂),又由于该机械手设计成手臂安装范围可调,从而扩大了它的使用范围。
手臂升降行程定为150mm。
定位精度也是基本参数之一。
该机械手的定位精度为土0.5~±lmm机械手的技术参数列表一、用途:用于 100 吨以上冲床上下料。
电动式关节型机器人机械手的结构设计
电动式关节型机器人机械手的结构设计电动式关节型机器人机械手的结构设计考虑到了机器人的运动能力、精度和稳定性,以下是该结构设计的一般要点:1.关节布局:电动关节机械手由多个关节连接组成,每个关节可以实现自由度的运动。
关节的布局应根据机械手的工作空间和运动需求来确定。
通常,机械手具有旋转关节和直线关节,旋转关节用于实现绕轴的旋转,而直线关节则用于实现沿直线的平移运动。
2.传动系统:机械手关节的运动通常由电机和传动系统驱动。
传动系统可能采用齿轮传动、带传动、蜗轮蜗杆传动等不同的机构形式。
在设计传动系统时,需要考虑到运动范围、速度要求、负载能力和精度要求。
3.传感器与反馈控制:为了保证机械手运动的准确性和稳定性,通常需使用传感器来获取关节位置、力矩和速度等反馈信息。
这些传感器可以包括编码器、力传感器、陀螺仪等。
反馈信息可以用于控制算法中,以校正位置误差、维持力平衡和实现闭环控制。
4.结构材料与强度:机械手在运动过程中要承受各种力和负载,因此需要采用足够强度和刚度的结构材料。
常见的材料包括铝合金、碳纤维复合材料和钢等。
在结构设计中,还应考虑到材料的质量与性能要求的平衡,以及机械手的重量和成本等因素。
5.控制系统:电动关节机械手还需要配备一个控制系统,用于运动规划和控制。
该控制系统可以包括传感器接口、运动控制器、通信模块等。
它可以接收来自传感器的反馈信息,根据预设的任务要求制定运动规划,并通过控制算法控制各个关节的运动。
总而言之,电动式关节型机器人机械手的结构设计需要综合考虑机械手的运动能力、精度和稳定性等因素。
从关节布局、传动系统、传感器与反馈控制、结构材料和强度、控制系统等多个方面进行设计,以满足具体应用的要求。
简述机械手结构的设计和分析
回转运动部分的壳体是由比重较小的铝合金材料制成,而不运动的基 座是用铸铁或铸钢材料制成。
机械手腰座结构的具ຫໍສະໝຸດ 采用方案腰座回转的驱动形式要么是 电机通过减速机构来实现,要 么是通过摆动液压缸或液压马 达来实现,目前的趋势是用前 者。因为电动方式控制的精度 能够很高,而且结构紧凑,不 用设计另外的液压系统及其辅 助元件。考虑到腰座是机器手 的第一个回转关节,对机械手 的最终精度影响大,故采用电 机驱动来实现腰部的回转运动。 一般电机都不能直接驱动,考 虑到转速以及扭矩的具体要求, 采用大传动比的齿轮传动系统 进行减速和扭矩的放大。
• A.直角坐标机器手结构
直角坐标机器手的空间运动是用三个相互垂直的直线运动来实现的。由于直 线运动易于实现全闭环的位置控制,所以,直角坐标机器手有可能达到很高 的位置精度(μm级)。但是,这种直角坐标机器手的运动空间相对机器手的 结构尺寸来讲,是比较小的。因此,为了实现一定的运动空间,直角坐标机 器手的结构尺寸要比其他类型的机器手的结构尺寸大得多。
• 3.要设有可靠的传动间隙调整机构,以减小空回 间隙,提高传动精度。
机械手腕部具体采用方案
考虑数控机床加工的具
体形式及对机械手上下料 作业时的具体要求,在满 足系统工艺要求的前提下 提高安全和可靠性,为使 机械手的结构尽量简单, 降低控制的难度,本设计 手腕不增加自由度,实践 证明这是完全能满足作业 要求的,3个自由度来实 现机床的上下料完全足够。
机械手手爪具体采用方案
结合具体的工作情 况,本设计采用连杆 杠杆式的手爪。驱动 活塞往复移动,通过 活塞杆端部齿条,中 间齿条及扇形齿条使 手指张开或闭合。手 指的最小开度由加工 工件的直径来调定。 本设计按照工件的直 径为50mm来设计。
液压传动自动上料机械手结构设计
液压传动自动上料机械手结构设计液压传动自动上料机械手是一种用于工业生产线的自动化机器人,用于将原材料或零件从一个位置移动到另一个位置。
液压传动自动上料机械手具有强大的承载能力、高速运动和高精度定位的优点,适用于重型工件的搬运和装配。
下面将分析液压传动自动上料机械手的结构设计。
1.机械手的框架结构:2.液压系统:液压传动是液压传动自动上料机械手的核心部分。
液压系统由液压泵、液压缸、液压阀门等组成。
通过液压泵提供的压力,液压缸可以实现各种动作,例如伸缩、旋转、举升等。
液压阀门控制液压传动系统的流量和压力,实现机械手的各种动作和操作。
3.机械手臂的设计:机械手臂是液压传动自动上料机械手的关键组成部分。
机械手臂通常由多个关节连接而成,可以实现多自由度的运动。
机械手臂的关节通过液压缸驱动,使机械手能够完成各种复杂的动作和任务。
机械手臂材质需要具有足够的强度和刚度,同时要求尽量轻量化,以减少能量消耗和摩擦损失。
4.末端执行器的设计:末端执行器是液压传动自动上料机械手的末端装置,用于抓取、搬运或装配工件。
末端执行器通常由夹具、卡盘或吸盘等组成,具有可调节的抓取力和灵活的动作。
末端执行器需要与机械手臂的关节连接,同时能够快速、稳定地完成工件的抓取和释放。
5.控制系统:液压传动自动上料机械手的控制系统由电气控制和液压控制两部分组成。
电气控制系统包含传感器、电机、编码器和控制器等,用于实时监测和控制机械手的运动和状态。
液压控制系统包含液压泵、液压缸、液压阀门等,用于控制机械手的动作和操作。
综上所述,液压传动自动上料机械手的结构设计涉及框架结构、液压系统、机械手臂、末端执行器和控制系统等多个方面。
合理的结构设计可以提高机械手的稳定性、精度和可靠性,从而提高生产效率和产品质量。
机械手设计涉及知识点
机械手设计涉及知识点机械手设计是现代工程领域中一个重要的课题,它涉及到多个学科和领域的知识。
在机械手设计中,我们需要考虑到机械结构设计、控制系统设计、传感器技术以及人机交互等多个方面的知识点。
下面将对机械手设计涉及的主要知识点进行阐述。
一、机械结构设计机械结构设计是机械手设计中的核心内容之一。
它涉及到机械手的外形尺寸、关节布局、运动链设计等方面。
在机械手结构设计中,我们需要考虑到机械手的稳定性、刚度和精度等因素。
此外,还需注意机械手的负载能力和工作空间大小的设计,以满足实际工作场景的需求。
二、控制系统设计控制系统设计是机械手设计中的另一个重要方面。
它包括机械手的运动控制和力/力矩传感器的反馈控制。
在机械手的运动控制中,我们需要考虑到机械手的位置控制、速度控制和力控制。
在力/力矩传感器的反馈控制中,我们需要采集机械手工作时的实时力/力矩数据,并对其进行处理和控制。
三、传感器技术传感器技术在机械手设计中起到了至关重要的作用。
通过传感器,可以采集到机械手内外部环境信息,如位置、速度、力、温度等。
在机械手设计中,我们需要选择合适的传感器,并设计相应的信号采集电路和处理算法。
传感器的选型和布置对机械手的性能和可靠性有着至关重要的影响。
四、人机交互在机械手设计中,人机交互也是一个不可忽视的方面。
机械手的操作界面应该简洁、直观,并提供友好的交互方式。
同时,还需要考虑到人机之间的信息交流和反馈。
可以通过触摸屏、语音交互和手势识别等方式来实现人机交互。
五、其他相关知识点除了以上主要的知识点外,机械手设计还涉及到力学、电子、控制理论等多个学科的知识。
力学知识用于分析机械手的静力学和动力学特性,电子知识用于设计控制电路和信号处理算法,控制理论知识用于设计机械手的运动控制算法。
综上所述,机械手设计涉及到机械结构设计、控制系统设计、传感器技术以及人机交互等多个知识点。
在机械手设计过程中,我们需要综合运用这些知识点,以满足机械手在实际工作中的要求。
机械手的结构设计概述
机械手的结构设计概述机械手是一个具有机器运动能力的智能机器人。
它的结构设计不仅决定了它的灵活性和精度,还影响了它的可靠性、自适应性、生产效率等方面。
因此,机械手的结构设计是机械手研究的重点之一。
当前,机械手的结构设计种类繁多,但通常把它们分为以下几类:1. 串联结构机械手串联结构机械手是由一系列连接在一起的关节和杆件组成的。
它们通过各自的旋转或移动来实现运动,并在工作时组成某种形状。
串联结构机械手通常使用电机或液压装置来驱动,可以控制单个关节的角度或运动轨迹。
这种机械手结构具有自由度高、定位精度高、稳定性好的优点,在装配、搬运等方面应用非常广泛。
2.并联结构机械手并联结构机械手是由多个平行的连接在一起的链接和关节组成的,它们通过联动运动来实现工作。
并联结构机械手通常具有良好的稳定性和负载能力,并且可以同时控制多个连杆的位置和轨迹,使其在流水线、精密装配等领域的应用非常广泛。
3.混合结构机械手混合结构机械手是以上两种结构的组合,使用串联和并联结构相结合。
混合结构机械手的优缺点都与以上两种结构相尤显著。
在机械手设计过程中,各种结构的选择取决于需求和工作环境,以及对各种性能和特性的优化要求。
除了结构方面的设计,机械手还需要考虑其他因素,例如:1. 电气控制系统的设计,包括输入和输出控制信号的方式、传感器和执行器的适配,以及数据采集和处理;2. 结构材料的选择和成型方法的优化,以实现更高的刚性和韧性。
3. 负载和导向机构的设计优化,以确保精度被维持在一个最佳的范围内。
总之,机械手的结构设计是一个十分复杂的问题,需要综合考虑机械学、控制理论各方面的知识。
不同的应用环境和场合,对其要求有所不同。
因此,机械手的研究团队需要根据具体需求进行深入的研究,并合理地调整和改进机械手的各个部分,以实现更好地应用效果。
机械手的机械结构设计与精度分析
机械手的机械结构设计与精度分析一、引言机械手作为一个复杂的机电一体化系统,在现代工业中扮演着重要的角色。
它能够完成复杂的操作,如抓取、搬运、组装等,广泛应用于生产线自动化以及其他领域。
机械手的机械结构设计以及精度分析对其工作性能有着直接的影响。
本文将深入探讨机械手的机械结构设计与精度分析。
二、机械手的机械结构设计1. 关节结构设计机械手的关节结构设计是机械手设计中最关键的部分之一。
关节的设计需要兼顾结构的刚性和运动的灵活性。
常见的关节结构包括球面关节、回转关节和滑动关节等。
在设计中,需考虑关节的承载能力、运动范围和摩擦等因素,以保证关节的可靠性和稳定性。
2. 运动链设计运动链是机械手的运动组织结构,决定了机械手的工作空间和自由度。
运动链的设计需要满足机械手工作的要求,如抓取物体的大小和形状、工作速度等。
常见的运动链结构有串联结构、并联结构和混合结构等。
在设计中,需平衡机械结构的复杂性和运动灵活性,以提高机械手的工作效率和稳定性。
3. 结构材料选择机械手的结构材料选择直接关系到机械手的刚性和重量。
常见的结构材料有钢、铝合金和碳纤维等。
在选择材料时,需根据机械手的工作环境和负载要求进行综合考虑。
高刚性和低重量的材料能够提高机械手的工作精度和速度,同时也增加了机械手的成本。
三、机械手的精度分析1. 误差来源分析机械手的精度主要受到结构误差、运动误差和传感器误差等因素的影响。
结构误差包括制造和装配误差,运动误差包括机械间隙和传动误差等。
传感器误差包括测量误差和漂移误差等。
2. 精度评估方法机械手的精度评估方法通常包括静态精度和动态精度。
静态精度是指机械手在静止状态下达到的精度,可以通过点位误差和重复定位误差等指标进行评估。
动态精度是指机械手在运动状态下达到的精度,可以通过轨迹精度和速度误差等指标进行评估。
3. 精度优化方法为提高机械手的精度,可以采取一系列的优化方法。
例如,通过加强关节的刚性和减小结构误差来提高静态精度;通过控制机械间隙和传动系统的精度来提高动态精度;通过使用高精度传感器和改进控制算法来减小传感器误差等。
机械手的结构设计及控制
机械手的结构设计及控制机械手是一种能像人手一样完成各种工作任务的装置。
它具有高精度、高速度和可编程性等特点,广泛应用于工业自动化领域。
机械手的结构设计和控制是实现其功能的关键。
一、机械手的结构设计1. 关节型机械手关节型机械手是由一系列的关节连接而成,每个关节都有自己的自由度。
它的结构类似于人的手臂,能够模拟人的运动,灵活度较高。
关节型机械手的结构设计注重关节的精确度和稳定性,同时需要考虑到机械手的负载能力和工作范围。
2. 直线型机械手直线型机械手由一组平行移动的臂组成,可以在一个平面内进行线性运动。
它的结构设计简单,适合进行一些简单的工作任务。
直线型机械手的关键是确保臂的平移精确度和平稳度,以及确保工作范围的有效覆盖。
3. 平行四边形机械手平行四边形机械手是一种特殊的机械手结构,它由四个平行运动的臂组成。
平行四边形机械手的结构设计需要确保四个臂的平移精确度和平稳度,以及实现机械手的高速度和高精度。
二、机械手的控制机械手的控制是指通过编程控制机械手完成各种工作任务。
机械手的控制系统一般包括硬件控制模块和软件控制模块。
1. 硬件控制模块硬件控制模块包括电机驱动器、传感器、编码器等设备。
电机驱动器用于控制机械手的运动,传感器用于获取机械手与物体的位置和姿态信息,编码器用于测量电机的位置和速度。
2. 软件控制模块软件控制模块是机械手控制系统的核心部分,负责编写控制程序并实时更新机械手的运动状态。
软件控制模块可以使用编程语言如C++、Python等来实现。
控制程序需要根据任务需求编写,包括运动规划、轨迹控制、碰撞检测等功能。
机械手控制的关键是实现精确的运动控制和优化的路径规划。
在控制程序中,需要考虑到机械手的动力学模型、碰撞检测算法以及运动规划算法等。
同时还需要考虑到外部环境的变化以及机械手与物体之间的互动。
三、机械手的应用机械手广泛应用于工业自动化领域,可以完成包括搬运、装配、焊接、喷涂、夹持等多种工作任务。
六自由度搬运机械手结构设计
六自由度搬运机械手结构设计搬运机械手是一种用于搬运和装卸物品的机械设备,它可以代替人工进行重物的搬运工作,提高生产效率和工作质量。
其中,六自由度搬运机械手是一种具有六个自由度的机械手,它可以在空间内灵活移动和操作,具有更大的工作范围和灵活性。
在六自由度搬运机械手的结构设计中,需要考虑以下几个方面。
第一,机械手的基础结构设计。
机械手的基础结构设计主要包括机械臂、关节和末端执行器等部分。
机械臂是机械手的主要组成部分,它由多个关节连接而成,可以实现空间内的运动。
机械臂的材料选择要考虑到强度和刚度要求,同时要保证足够的轻量化。
关节的设计要考虑到运动的平稳性和力的传递效率。
末端执行器的设计要根据具体的搬运需求进行,可以是夹爪、磁性吸盘或者其他形式。
第二,机械手的运动控制系统。
六自由度搬运机械手的运动控制系统包括位置控制和力控制两个方面。
在位置控制方面,需要采用高精度的传感器来实时测量机械臂的位置和姿态,并将其反馈给控制系统进行处理。
力控制方面,需要通过力传感器来实时测量机械手的受力情况,并将其反馈给控制系统进行力的调节。
运动控制系统的设计要考虑到运动的平滑性、灵敏性和稳定性。
第三,机械手的安全设计。
机械手在搬运过程中可能会遇到各种突发情况,如遇到障碍物、碰撞、力矩过大等。
因此,机械手的安全设计至关重要。
在安装过程中,需要根据实际情况选择合适的安全装置,如传感器、断路器等,以保证机械手的安全运行。
此外,还需要对机械手进行定期的维护和检修,及时发现和解决潜在的安全隐患。
第四,机械手的自动化控制系统。
六自由度搬运机械手通常是与其他设备或系统联动工作的,因此需要使用自动化控制系统来实现对机械手的自动化控制。
自动化控制系统可以通过编程控制机械手的运动轨迹、速度和力度等参数,实现对机械手的高效控制。
自动化控制系统的设计要考虑到机械手与其他设备或系统之间的数据交流和协调。
综上所述,六自由度搬运机械手的结构设计是一个复杂而综合的工程,需要综合考虑机械结构、运动控制、安全性和自动化控制等方面的因素。
桁架机械手结构和设计分析
桁架机械手结构和设计分析桁架机械手是一种常见的工业机械设备,用于完成各种物料的搬运和装配作业。
它的结构设计和性能表现直接关系到实际生产中的效率和质量。
对桁架机械手的结构和设计进行深入分析,可以帮助我们更好地了解其工作原理,优化其性能并提高生产效率。
一、桁架机械手的结构分析1. 主体结构桁架机械手的主体结构通常包括底座、伸缩臂、末端执行器和控制系统。
底座是桁架机械手的支撑基础,主要承载伸缩臂和执行器的重量,并提供稳定的支撑。
伸缩臂是桁架机械手的主体部分,通过伸缩运动完成物料的搬运和装配作业。
末端执行器是桁架机械手的“手”,可以根据不同的工作需要配备各种夹具、吸盘或其他功能部件。
控制系统是桁架机械手的“大脑”,负责指挥和控制机械手的运动和动作。
2. 传动结构桁架机械手的传动结构通常采用电动机驱动液压或气动系统,通过伺服控制实现高精度的运动。
伸缩臂的伸缩机构通常采用液压缸或气缸,通过液压或气压的推拉实现伸缩运动。
末端执行器的动作通常由电动机或气动缸驱动,根据不同的工作需要实现不同的功能。
3. 控制系统桁架机械手的控制系统通常采用PLC或CNC控制器,通过编程实现各种复杂的运动轨迹和动作顺序。
控制系统负责对机械手的运动轨迹、速度、力度等参数进行精确控制,保证机械手的动作稳定、精准和可靠。
二、桁架机械手的设计分析1. 结构设计桁架机械手的结构设计需要考虑机械强度、刚度和稳定性,以保证机械手在工作中能够承受各种力学载荷和动态负载,保持稳定的运动和工作性能。
还需要考虑机械手的尺寸和工作空间,保证其能够适应不同场合的工作要求。
三、桁架机械手的性能分析1. 运动性能桁架机械手的运动性能主要包括速度、精度和稳定性。
速度是指机械手在不同工作状态下的最大运动速度和加减速度,直接影响机械手的生产效率。
精度是指机械手的运动定位精度和重复定位精度,直接影响机械手对工件的处理和装配精度。
稳定性是指机械手在运动过程中的振动和抖动情况,直接影响机械手的工作平稳性和可靠性。
五自由度机械手结构设计
五自由度机械手结构设计引言机械手是一种具有多自由度的机械装置,可以模拟人类手臂的运动。
在自动化生产领域,机械手的应用十分广泛。
本文将介绍一种五自由度机械手的结构设计。
一、机械手的自由度机械手的自由度是指机械手能够同时执行的独立运动的个数。
常见的机械手自由度有1自由度、2自由度、3自由度等。
具有更多自由度的机械手可以实现更复杂的操作。
二、五自由度机械手的结构五自由度机械手由五个关节连接而成,每个关节都可以进行独立的旋转运动。
这五个关节分别为:1.基座关节:机械手的底部,负责固定机械手的整体结构。
2.肩关节:负责控制机械手在水平平面上的旋转运动。
3.肘关节:负责控制机械手在垂直平面上的旋转运动。
4.腕关节1:负责控制机械手前后的旋转运动。
5.腕关节2:负责控制机械手上下的旋转运动。
通过这五个关节的协调运动,机械手可以灵活地完成各种任务。
三、五自由度机械手的工作原理五自由度机械手的工作原理是将电机或液压驱动系统与关节连接。
通过控制电机或液压驱动系统的速度和方向,可以实现机械手关节的旋转运动。
控制系统通过传感器获取机械手各个关节的位置和速度信息,然后根据预设的运动轨迹,计算出每个关节应该旋转的角度。
控制系统通过发送控制信号给电机或液压驱动系统,实现机械手的运动。
四、五自由度机械手的应用五自由度机械手的应用十分广泛,主要用于以下领域:1.自动化生产线:机械手可以承担一些重复性、繁琐或危险的操作,提高生产效率和安全性。
2.医疗领域:机械手可以用于手术辅助、康复训练等领域,提高手术精确度和患者康复效果。
3.物流仓储:机械手可以用于货物的搬运、堆垛等操作,提高物流效率和减少劳动力成本。
4.精密装配:机械手可以用于精密零件的装配,提高装配质量和效率。
5.科研实验:机械手可以用于科研实验中的样品处理、测量等任务,提高实验效果和减少人工操作的误差。
五、结论五自由度机械手是一种具有广泛应用前景的机械装置。
通过合理的结构设计和高效的控制系统,机械手可以实现多样化的任务。
电动式关节型机器人机械手的结构设计
电动式关节型机器人机械手的结构设计电动式关节型机器人机械手是一种能够模拟人类手臂运动的智能设备,具有广泛的应用领域,包括工业生产、医疗辅助、科学研究等。
机械手的结构设计是其核心技术之一,直接影响到其运动精度、稳定性和适用性。
本文将针对电动式关节型机器人机械手的结构设计进行深入研究,探讨其优化方向和发展趋势。
一、机械手的结构设计原理电动式关节型机器人机械手的结构设计原理主要包括机械结构、控制系统和传感器系统三个方面。
机械结构是机械手的骨架,支撑起各个关节和执行器,直接影响到机械手的运动范围和承载能力。
控制系统是机械手的大脑,负责指挥各个关节动作,保证机械手的运动精确度和稳定性。
传感器系统则是机械手的感觉器官,用于感知外界环境和目标位置,从而实现精准抓取和操作。
机械手的结构设计需要兼顾上述三个方面的要求,才能实现优质的性能表现。
例如,良好的机械结构可以减小机械手的惯性和摩擦力,提高机械手的运动速度和精度;先进的控制系统可以实现复杂的路径规划和运动控制,提升机械手的智能化水平;精准的传感器系统可以实现对目标位置的实时监测和跟踪,确保机械手的抓取成功率和安全性。
二、机械手的结构设计优化方向针对电动式关节型机器人机械手的结构设计,有许多值得深入研究的优化方向,包括材料选择、机械结构设计、驱动系统优化等。
首先是材料选择方面,要考虑机械手的质量与强度之间的平衡,选择轻量化但又具有足够强度的材料,以提高机械手的运动速度和负载能力。
其次是机械结构设计方面,要考虑机械手的自由度和稳定性之间的平衡,设计合理的关节结构和连杆长度,保证机械手的动作范围和稳定性。
同时,还要考虑机械手的抓取方式和操作空间,设计合适的末端执行器和手抓形态,以实现多样化的操作任务。
最后是驱动系统优化方面,要考虑机械手的能效与功率之间的平衡,选择高效的电机和减速器,以提高机械手的能源利用率和工作效率。
同时,还要考虑电机控制系统和传感器系统之间的协同作用,实现机械手的智能化控制和环境感知,以提升机械手的自主操作能力。
基于教学的关节型机械手的结构设计
基于教学的关节型机械手的结构设计一、引言随着科技的发展和社会的进步,越来越多的教育机构和企业开始引入教学机器人来进行教学活动。
而关节型机械手作为一种重要的教学工具之一,在教学中发挥了重要作用。
本文将基于教学的目的和需求,对关节型机械手的结构进行设计。
二、关节型机械手的结构设计要求1.灵活性:关节型机械手应具备较高的灵活性,能够在不同的教学场景中完成各种动作。
它应该有足够的自由度,以适应各种姿势和动作。
2.精度:关节型机械手应具有较高的精度和控制能力,可以精准地完成各种动作。
它应该能够精确控制每个关节的位置和力度,以满足教学需求。
4.易操作性:关节型机械手的结构应简单明了,易于操作和控制。
教学者和学生应能够轻松地理解和掌握其使用方法,提高教学效果。
三、关节型机械手的结构设计方案基于以上要求,以下是一个可能的关节型机械手的结构设计方案:1.关节设计:机械手可采用类似于人的手臂的结构,由多个关节连接而成。
每个关节都应具备自由度,可以进行旋转和弯曲动作。
关节的设计应注重灵活性和精度,以满足不同教学需求。
2.手指设计:机械手的手指应具备完整的运动能力,包括握取、抓取和放置等动作。
手指的设计可参考人的手指结构,采用多个关节连接的方式,每个关节都可进行弯曲和伸展动作,实现不同的手指姿势。
3.控制系统设计:机械手的控制系统应具备较高的精度和灵敏度,能够准确地控制每个关节的位置和力度。
可以采用传感器来感知机械手的位置和力度,然后通过电子控制系统来进行控制。
控制系统应具备人机交互界面,方便教学者和学生进行操作和控制。
5.动力源设计:机械手可采用电动或气动等方式提供动力。
电动机驱动的机械手可以提供较高的精度和控制能力,适用于精细操作的教学需求。
气动机械手则具有较高的动力和速度,适用于较大力度的教学需求。
四、结论关节型机械手是一种重要的教学工具,合理的结构设计可以提高教学效果。
本文基于教学的目的和需求,提出了关节型机械手的结构设计方案。
桁架机械手结构和设计分析
桁架机械手结构和设计分析桁架机械手是一种常见的工业机械装备,其结构设计合理与否直接影响到机械手的运行效率和精度。
本文将对桁架机械手的结构和设计进行分析,以便更好地理解其工作原理和特点。
一、桁架机械手的结构桁架机械手通常由主体结构、驱动装置、控制系统和工具末端组成。
主体结构一般由铝合金、碳纤维或钢材等材料制成,具有轻质和高强度的特点,有助于提高机械手的工作速度和精度。
驱动装置采用电动机、气动缸或液压马达等不同形式,以实现机械手的各种动作。
控制系统负责对机械手进行精确的控制,通常采用PLC控制器或工控机等设备来实现。
工具末端是机械手的工作部分,通常根据不同的工作需求选择不同的夹具或执行器。
桁架机械手的结构设计主要考虑以下几个方面:首先是机械手的负载能力,需要根据实际工作负载来确定机械手的结构尺寸和材料选用,以保证其稳定性和安全性。
其次是机械手的工作范围,需要根据实际工作空间来确定机械手的臂长和关节数量,以保证机械手能够完成各种工作任务。
还需要考虑机械手的运动速度和精度,以及其对环境的适应性和易维护性等方面。
桁架机械手的工作原理主要是通过控制各个关节的运动,从而实现对工件的抓取、放置、装配等各种动作。
其工作过程通常包括三个阶段:首先是路径规划阶段,根据工件的位置和形状确定机械手的抓取路径;然后是运动控制阶段,控制各个关节按照规划好的路径进行运动;最后是动作执行阶段,由工具末端的夹具或执行器完成具体的工作任务。
桁架机械手的工作原理还涉及到运动学和动力学等方面的理论知识。
运动学主要研究机械手的位置、速度和加速度等运动参数,以及各个关节之间的相对运动关系;动力学主要研究机械手的受力和能量转换等动力学特性,以及动作控制和稳定性等方面的问题。
桁架机械手的设计分析主要包括结构设计、运动学分析和动力学分析等方面。
结构设计是桁架机械手设计的基础,其合理性直接影响到机械手的性能和可靠性。
通过对桁架机械手的结构进行静力学分析和有限元分析,可以得出机械手的受力状态和应力分布情况,从而确定合理的结构尺寸和材料选用。
三自由度搬运机械手机构设计
三自由度搬运机械手机构设计搬运机械手机构设计-三自由度机械手臂一、引言随着科技的发展,机器人在工业生产、物流等领域发挥着越来越重要的作用。
机械手臂作为机器人的重要组成部分,具有广泛的应用前景。
本文将介绍一种三自由度搬运机械手机构的设计。
二、设计目标本设计的目标是设计一种具备三个自由度的搬运机械手臂,能够实现灵活的运动,达到高效搬运的目的。
具体要求如下:1.三自由度:机械手臂具备三个关节,分别可以实现水平旋转、垂直旋转和前后伸缩的运动。
2.高承载能力:机械手臂需要具备足够的承载能力,能够稳定搬运重物。
3.灵活性:机械手臂需要具备足够的灵活性,能够适应不同的工作环境和搬运任务。
4.可控性:机械手臂需要具备良好的控制性能,能够通过外部控制实现精确的运动。
三、设计方案基于上述设计目标,我们提出以下设计方案:1.结构设计:机械手臂由三个关节组成,分别为水平旋转关节、垂直旋转关节和前后伸缩关节。
其中,水平旋转关节和垂直旋转关节采用舵机作为驱动装置,前后伸缩关节采用滑轨设计。
这种结构设计既能满足机械手臂的运动需求,又能够实现紧凑的机械结构。
2.材料选择:机械手臂的主要材料选择应考虑强度和重量的平衡。
我们可以采用铝合金作为机械手臂的主要材料,既能够满足强度要求,又能够降低自身的重量。
3.控制系统设计:机械手臂的控制系统应具备良好的控制性能,能够通过外部控制实现精确的运动。
我们可以采用嵌入式控制系统,通过编程控制机械手臂的运动,并且可以与其他设备进行数据交互,实现智能化的控制。
4.承载能力设计:机械手臂的承载能力需要根据实际应用需求进行设计。
我们可以根据机械手臂的结构和材料选择,进行力学分析和仿真,来确定机械手臂的承载能力。
四、设计步骤1.结构设计:设计机械手臂的结构,确定关节类型和数量,并确定机械手臂的整体尺寸。
2.材料选择:根据机械手臂的要求和预算限制,选择合适的材料,并确定机械手臂的材料规格。
3.控制系统设计:根据机械手臂的运动要求,设计控制系统的硬件和软件部分,并确定控制系统的接口和通信方式。
机械手的结构设计
机械手的结构设计引言机械手是一种通过伺服驱动和控制系统来模拟人手的机械装置。
它在工业生产和其他领域中有着广泛的应用,能够完成繁重、危险或需要高精度操作的任务。
机械手的结构设计是其性能和功能的关键因素之一。
本文将介绍机械手的结构设计要点,并详细讨论机械手的关节和末端执行器设计。
机械手的结构设计要点机械手的结构设计要点包括机械结构的刚性和稳定性、关节的运动范围和精度、末端执行器的定位精度和负载能力等。
以下是具体的设计要点:1.机械结构的刚性和稳定性机械手的机械结构必须具有足够的刚性和稳定性,以确保在运动过程中不会出现过大的变形和振动。
为了提高机械结构的刚性,可以采用优质材料和适当的结构设计,例如增加加强筋和加强支撑结构。
2.关节的运动范围和精度关节是机械手中用于连接各个部件的关键部分,其运动范围和精度对机械手的性能影响很大。
关节的运动范围应能够覆盖所需操作的工作空间,并且需要具备足够的精度,以保证准确的定位和操作。
为了提高关节的精度,可以采用高精度的传感器和控制系统。
3.末端执行器的定位精度和负载能力末端执行器是机械手的工具部分,用于实际操作和执行任务。
末端执行器的定位精度和负载能力直接影响机械手的功能和应用范围。
为了提高末端执行器的定位精度,可以采用精密的传动机构和驱动系统,并进行合理的校准和校验。
为了提高末端执行器的负载能力,可以采用足够强度和刚度的材料,适当加强结构设计。
4.安全和可靠性机械手在工业生产中常常承担重要和危险的任务,因此安全和可靠性是非常重要的设计要点。
机械手的结构设计应考虑到不同应用场景的安全需求,例如设置安全保护装置、优化布局和减少潜在风险。
关节的设计关节是机械手中的关键组成部分,直接影响机械手的运动范围和精度。
以下是关节设计的要点:1.关节类型和结构关节可以分为旋转关节和平移关节两种类型。
旋转关节允许机械手在某个轴向上进行旋转运动,而平移关节允许机械手在某个轴向上进行线性运动。
搬运机械手主体结构设计
搬运机械手主体结构设计搬运机械手是一种用于搬运、抓取和转移各种物体的自动化设备。
它由主体结构、动力系统、控制系统和抓取工具等部分组成。
在搬运机械手的主体结构设计中,需要考虑材料的选择、结构的刚性和稳定性、运动的平稳性等因素。
首先,在材料选择方面,主体结构需要具有足够的强度和刚性,以承受各种工作负荷。
常见的材料包括钢铁、铝合金和复合材料等。
钢铁具有较好的韧性和耐腐蚀性,适用于重负荷的工作环境;铝合金具有较低的密度和良好的加工性能,适用于需要较低载荷但较高运动速度的场景;复合材料具有较高的强度和轻量化的特点,适用于高强度和低质量要求的场合。
其次,在结构设计方面,主体结构需要考虑刚性和稳定性。
刚性可以提高机械手的精度和稳定性,在工作过程中减少振动和位移。
稳定性可以确保机械手在各种工况下的稳定性和可靠性。
一种常见的设计思路是采用框架结构,通过加强梁的刚性来提高机械手的整体稳定性。
此外,还可以使用支撑结构和阻尼结构等辅助措施来提高机械手的稳定性。
同时,运动平稳性也是主体结构设计中需要考虑的因素之一、机械手在工作时需要进行各种运动,如抓取、搬运和转移等。
为了保证运动的平稳性,主体结构需要具备足够的刚度和稳定性,并采用合适的传动方式和运动控制策略。
常见的传动方式包括液压驱动、电动驱动和气动驱动等。
电动驱动通常具有较高的运动精度和稳定性,适用于对精度要求较高的场合;液压驱动具有较大的功率和承载能力,适用于对工作负荷要求较高的场合。
另外,抓取工具的设计也是主体结构设计中需要考虑的重要因素之一、抓取工具需要根据所处理物体的特点来选择合适的形式和材料。
常见的抓取工具包括夹爪、磁铁、真空吸盘等。
夹爪适用于抓取有形物体,磁铁适用于抓取带有铁性材料的物体,真空吸盘适用于抓取平面物体。
抓取工具的设计需要考虑到物体的尺寸、形状、重量和表面特性等因素。
总之,搬运机械手的主体结构设计需要综合考虑材料选择、结构刚性和稳定性、运动平稳性以及抓取工具的设计等因素。
四个自由度气动机械手结构设计
四个自由度气动机械手结构设计四个自由度气动机械手是一种具有四个独立运动自由度的机械手,常用于工业生产线上的自动化操作。
它采用了气动驱动技术,能够在高速下快速、准确地完成各种复杂任务。
在这篇文章中,将介绍四个自由度气动机械手的结构设计。
四个自由度气动机械手一般由基座、转台、前臂、前臂臂杆以及末端执行器等主要部件组成。
其中,基座是机械手的支撑部分,承载机械手的整体结构;转台是机械手的第一旋转关节,使机械手能够在水平面上进行转动;前臂是机械手的第二旋转关节,使机械手能够在竖直方向上进行旋转;前臂臂杆是机械手的伸缩部分,通过伸缩前臂臂杆,可以使机械手的工作范围更加灵活;末端执行器是机械手的最后一个关节,通过末端执行器可以实现机械手的精确定位和抓取动作。
在四个自由度气动机械手的设计中,需要考虑以下几个方面:结构刚度、重量、精度和可靠性。
首先,结构刚度是机械手设计的重要指标之一、为了保证机械手在高速运动中不产生振动和形变,需要采用合适的结构材料和设计参数,提高机械手的整体刚度。
其次,重量是机械手设计的另一个重要指标。
较轻的机械手可以提高其加速度和速度,使其能够更快地完成任务。
因此,在设计中需要尽量减小机械手的自重,采用轻量化的材料。
第三,精度是机械手设计的关键要素之一、在一些需要高精度定位和抓取的任务中,机械手需要具备较高的精度。
在设计中,需要合理选择驱动器、传感器和控制系统,以确保机械手的精确定位和抓取动作。
最后,可靠性是机械手设计的关键要素之一、机械手在工作过程中需要承受较大的负载和惯性力,因此需要采用可靠的结构和驱动系统,以保证机械手在长时间工作中不发生故障。
总结而言,四个自由度气动机械手的结构设计涉及结构刚度、重量、精度和可靠性等多个方面。
在设计过程中,需要综合考虑这些因素,选择合适的驱动器、传感器和控制系统,以实现机械手的高速、准确和可靠的运动。
这样的机械手在工业生产线上能够提高生产效率,实现自动化操作。
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机械手结构设计Newly compiled on November 23, 2020轻型平动搬运机械手的设计及运动仿真摘要随着工业自动化发展的需要,机械手在工业应用中越来越重要。
文章主要叙述了机械手的设计计算过程。
首先,本文介绍机械手的作用,机械手的组成和分类,说明了自由度和机械手整体座标的形式。
同时,本文给出了这台机械手的主要性能规格参量。
文章中介绍了搬运机械手的设计理论与方法。
全面详尽的讨论了搬运机械手的手部、腕部、手臂以及机身等主要部件的结构设计。
最后使用软件对机械手的手部实现运动仿真。
关键词:机械手;运动仿真;液压传动;液压缸;目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)主要符号表 (5)1 绪论 (1)前言 (1)工业机械手的简史 (1)工业机械手在生产中的应用 (3)建造旋转零件(转轴、盘类、环类)自动线 (3)在实现单机自动化方面 (3)铸、锻、焊热处理等热加工方面 (3)机械手的组成 (4)执行机构 (4)驱动机构 (4)控制系统分类 (5)工业机械手的发展趋势 (5)本文主要研究内容 (6)本章小结 (6)2机械手的总体设计方案 (7)机械手基本形式的选择 (7)机械手的主要部件及运动 (7)驱动机构的选择 (8)机械手的技术参数列表 (8)本章小结 (8)3 机械手手部的设计计算 (9)手部设计基本要求 (9)典型的手部结构 (9)机械手手抓的设计计算 (9)选择手抓的类型及夹紧装置 (9)手抓的力学分析 (10)夹紧力及驱动力的计算 (11)手抓夹持范围计算 (12)机械手手抓夹持精度的分析计算 (13)弹簧的设计计算 (14)本章小结 (16)4 腕部的设计计算 (17)腕部设计的基本要求 (17)腕部的结构以及选择 (17)典型的腕部结构 (17)腕部结构和驱动机构的选择 (18)腕部的设计计算 (18)腕部设计考虑的参数 (18)腕部的驱动力矩计算 (18)腕部驱动力的计算 (19)液压缸盖螺钉的计算 (20)动片和输出轴间的连接螺钉 (21)本章小结 (22)5 臂部的设计及有关计算 (23)臂部设计的基本要求 (23)手臂的典型机构以及结构的选择 (24)手臂的典型运动机构 (24)手臂运动选择机构的 (24)手臂直线运动的驱动力计算 (24)手臂摩擦力的分析与计算 (24)手臂惯性力的计算 (26)密封装置的摩擦阻力 (26)液压缸工作压力和结构的确定 (26)本章小结 (28)6 机身的设计计算 (29)机身的整体设计 (29)机身回转机构的设计计算 (30)机身升降机构的计算 (34)手臂偏重力矩的计算 (34)升降不自锁条件分析计算 (35)手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算 (36)轴承的选择方案 (36)本章小结 (37)7ADAMS 模型的建立与仿真 (38)虚拟样机技术 (38)ADAMS 软件 (38)手部模型的建立 (40)本章小结 (44)8 结论 (45)主要符号表N F 手指夹紧力 ND 弹簧中径 mm1D 弹簧内径 mm2D 弹簧外径 mmC 弹簧旋绕比n 弹簧有效圈数M 转动缸的回转力矩 N m ⋅ρ 偏重力臂 mmM 偏 偏重力矩 N m ⋅t 螺钉间距 mm0Q F 螺钉承受的拉力 NQ F 工作载荷 N1 绪论前言机械手。
机械手是模仿着人手的部分动作,用于再现人手的的功能的技术装置称为[]1按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用工业机械手。
的机械手被称为[]2工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术,并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分,这种新技术发展很快,逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。
机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。
工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。
他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现在人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力,在国民经济领域有着广泛的发展空间。
机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识:其一、它能部分的代替人工操作;其二、它能按照生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸;其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配,从而大大的改善了工人的劳动条件,显着的提高了劳动生产率,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因而,受到很多国家的重视,投入大量的人力物力来研究和应用。
尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合,应用的更为广泛。
在我国近几年也有较快的发展,并且取得重视。
一定的效果,受到机械工业的[]3机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器,他有多个自由度,可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。
机械手的结构形式开始比较简单,专用性较强。
随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操作,适用范围比较广的“程序控制通用机械手”,简称通用机械手。
由于通用机械手能很快的改变工作程序,适应性较强,所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
工业机械手的简史现代工业机械手起源于20世纪50年代初,是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品。
产品种类变更,具有多自由度动作功能的柔性自动化[]4机械手首先是从美国开始研制的。
1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。
他的结构是:机体上安装一回转长臂,端部装有电磁铁的工件抓放机构,控制系统是示教型的。
1962年,美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机械手。
商名为Unimate(即万能自动)。
运动系统仿造坦克炮塔,臂回转、俯仰,用液压驱动;控制系统用磁鼓最存储装置。
不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。
同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司(Unimaton),专门生产工业机械手。
1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手,原意是灵活搬运。
该机械手的中央立柱可以回转,臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动,控制系统也是示教再现型。
虽然这两种机械手出现在六十年代初,但都是国外工业机械手发展的基础。
1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vic-arm型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制,用于装配作业,定位误差可小于±1毫米。
美国还十分注意提高机械手的可靠性,改进结构,降低成本。
如Unimate公司建立了8年机械手试验台,进行各种性能的试验。
准备把故障前平均时间(注:故障前平均时间是指一台设备可靠性的一种量度。
它给出在第一次故障前的平均运行时间),由400小时提高到1500小时,精度可提高到±0.1毫米。
德国机器制造业是从1970年开始应用机械手,主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。
德国KnKa公司还生产一种点焊机械手,采用关节式结构和程序控制。
瑞士RETAB公司生产一种涂漆机械手,采用示教方法编制程序。
瑞典安莎公司采用机械手清理铸铝齿轮箱毛刺等。
日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。
自1969年从美国引进二种典型机械手后,大力研究机械手的研究。
据报道,1979年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个。
1976年个大学和国家研究部门用在机械手的研究费用42%。
1979年日本机械手的产值达443亿日元,产量为14535台。
其中固定程序和可变程序约占一半,达222亿日元,是1978年的二倍。
具有记忆功能的机械手产值约为67亿日元,比1978年增长50%。
智能机械手约为17亿日元,为1978年的6倍。
截止1979年,机械手累计产量达56900台。
在数量上已占世界首位,约占70%,并以每年50%~60%的速度增长。
使用机械手最多的是汽车工业,其次是电机、电器。
预计到1990年将有55万机器人在工作。
第二代机械手正在加紧研制。
它设有微型电子计算机控制系统,具有视觉、触觉能力,甚至听、想的能力。
研究安装各种传感器,把感觉到的信息反馈,使机械手具有感觉机能。
目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。
第三代机械手(机械人)则能独立地完成工作过程中的任务。
它与电子计算机和电视设备保持联系。
并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。
随着工业机器手(机械人)研究制造和应用的扩大,国际性学术交流活动十分活跃,欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。
工业机械手在生产中的应用机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。
机械手可以完成许多工广泛。
作,如搬物、装配、切割、喷染等等,应用非常广泛[]5在现代工业中,生产过程中的自动化已成为突出的主题。
各行各业的自动化水平越来越高,现代化加工车间,常配有机械手,以提高生产效率,完成工人难以完成的或者危险的工作。
可在机械工业中,加工、装配等生产很大程度上不是连续的。
据资料介绍,美国生产的全部工业零件中,有75%是小批量生产;金属加工生产批量中有四分之三在50件以下,零件真正在机床上加工的时间仅占零件生产时间的5%。
从这里可以看出,装卸、搬运等工序机械化的迫切性,工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。
目前在我国机械手常用于完成的工作有:注塑工业中从模具中快速抓取制品并将制品传诵到下一个生产工序;机械手加工行业中用于取料、送料;浇铸行业中用于提取高温熔液等等。
本文以能够实现这类工作的搬运机械手为研究对象。
下面具体说明机械手在工业方面的应用。
1.3.1 建造旋转零件(转轴、盘类、环类)自动线一般都采用机械手在机床之间传递零件。
国内这类生产线很多,如沈阳永泵厂的深井泵轴承体加工自动线(环类),大连电机厂的4号和5号电动机加工自动线(轴类),上海拖拉机厂的齿坯自动线(盘类)等。
加工箱体类零件的组合机床自动线,一般采用随行夹具传送工件,也有采用机械手的,如上海动力机厂的气盖加工自动线转位机械手。
1.3.2 在实现单机自动化方面各类半自动车床,有自动加紧、进刀、切削、退刀和松开的功能,单仍需人工上下料;装上机械手,可实现全自动化生产,一人看管多台机床。
目前,机械手在这方面应用很多,如上海柴油机厂的曲拐自动车床和座圈自动车床机械手,大连第二车床厂的自动循环液压仿行车床机械手,沈阳第三机床厂的Y38滚齿机械手,青海第二机床厂的滚铣花键机床机械手等。
由于这方面的使用已有成功的经验,国内一些机床厂已在这类产品出厂是就附上机械手,或为用户安装机械手提供条件。