机械手文献综述汇总
机械手文献综述汇总
燕山大学本科毕业设计(论文)文献综述课题名称:顺序动作机械手学院(系):机械工程学院年级专业:机电控制学生姓名:杨忠合指导教师:郑晓军完成日期: 2014.03.25一、课题国内外现状目前国内机械于主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面,数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。
所以,在国内主要是逐步扩大应用范围,重点发展铸造、热处理方面的机械手,以减轻劳动强度,改善作业条件,在应用专用机械手的同时,相应的发展通用机械手,有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。
同时要提高速度,减少冲击,正确定位,以便更好的发挥机械手的作用。
此外还应大力研究伺服型、记忆再现型,以及具有触觉、视觉等性能的机械手,并考虑与计算机连用,逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。
国外机械手在机械制造行业中应用较多,发展也很快。
目前主要用于机床、横锻压力机的上下料,以及点焊、喷漆等作业,它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。
国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。
使它具有一定的传感能力,能反馈外界条件的变化,作相应的变更。
如位置发生稍许偏差时,即能更正并自行检测,重点是研究视觉功能和触觉功能。
目前已经取得一定成绩。
目前世界高端工业机械手均有高精化,高速化,多轴化,轻量化的发展趋势。
定位精度可以满足微米及亚微米级要求,运行速度可以达到3M/S,量新产品达到6轴,负载2KG的产品系统总重已突破100KG。
更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合,从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。
同时,随着机械手的小型化和微型化,其应用领域将会突破传统的机械领域,而向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展。
二、研究主要成果机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。
有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。
机械手毕业设计文献综述
机械手技术面临的挑战与机遇
技术挑战:提高机械手的精度、速度、稳定性和智能化程度 成本挑战:降低机械手的制造成本和维护成本 应用挑战:拓展机械手的应用领域,如医疗、航天、深海等 机遇:随着人工智能、物联网等技术的发展,机械手技术将迎来新的发展机遇
机械手在实践中 的应用与案例分 析
工业生产领域的应用
工业机械手的结构:包括驱动 系统、控制系统、执行机构等
医疗机械手的结构:包括驱动 系统、控制系统、执行机构等
机械手的驱动方式
电动驱动:通过 电机驱动机械手, 具有速度快、精 度高、稳定性好
等优点
气动驱动:通过 压缩空气驱动机 械手,具有成本 低、结构简单、 维护方便等优点
液压驱动:通过 液压油驱动机械 手,具有输出力 大、控制精度高、 稳定性好等优点
机械手的设计方 法与优化策略
机械手的设计方法
机械结构设计:包括机械手的 运动机构、驱动机构、控制系 统等
控制系统设计:包括传感器、 控制器、执行器等
运动规划设计:包括路径规划、 运动控制等
优化策略设计:包括机械手的 性能优化、效率优化等
机械手的优化策略
提高机械手的精 度和稳定性
优化机械手的运 动轨迹和速度
机械手的研究现 状与发展趋势
国内外研究现状
国内研究现状:主要集中在机械手 的设计、制造和应用方面,取得了 一定的成果
发展趋势:机械手将朝着智能化、 自动化和柔性化方向发展,以满足 不同领域的需求
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
国外研究现状:在机械手的智能化、 自动化和柔性化方面取得了显著进 展,具有较高的技术水平
骤
成果展示:机 械手的功能、 性能、应用等
实践经验:遇 到的问题、解 决的方法、收
文献综述-机械手设计
机械手的设计与研究1. 国内外研究现状机械手起源于20世纪50年代,是基于示教再现和主从控制方式,能适应产品种类变更,具有多自由度动作功能的柔性自动化设备[3],也是典型机电一体化产品.其中,通用机械手具有独立的控制系统,程序多变,动作灵活多变等特点,在中小批量的自动化生产中得到大量应用。
近年来,在我国,随着气动技术的迅速发展,气动元件及气动自动化技术已经越来越多的应用于机械手中,构成了气动机械手.气动机械手的最大优势就是低成本,模块化和集成化[4].气动机械手包含感知部分,控制部分和主机部分三方面。
采集感应信号及控制信号均由智能阀岛处理;气动伺服定位系统代替伺服电机,步进马达或液压伺服系统;汽缸,摆动马达完成原来由液压缸或机械部分所做的执行动作。
主机部分采用了标准型辅以模块化的装配形式,使得气动机械手能拓展成系列化和标准化的产品。
在国外,像日本,美国,德国等国家,以微型内置伺服电机作为控制系统主动力的精密机械手,则是世界自动化领域中更深高次的发展。
相对一般的工业领域机械手,这种精密型的机械手具有动作精度高,体积相对小巧,高度智能化的特点[5],被广泛应用于水下精密作业,人体内部手术作业,农业果实采摘等领域.由于这种类型的机械手更突出的要求是精密型,故其整体结构为多关节、多驱动型,每个关节都有独立伺服电机作为驱动源,这些伺服电机则由躯干内部的PLC等核心处理器做统一控制管理,以达到灵活多变的控制要求.现今使用的机械手主要可分为极坐标型机械手和关节型机械手,这两种机械手可以提供较大的工作空间[6],恰好可以满足一般的机械手在工作空间上的要求。
韩国最早开发的用于果实采摘的极坐标机械手臂,旋转关节可以自由移动,丝杠关节可以上下移动,从而使作业空间达到3m[7]。
日本东都大学也在20世纪80年代研制出了5自由度关节型机械手[8]。
实验表明这种机械手在运动空间上虽然没有极坐标机械手到位,且末端执行器的可操作能力较低,但结构相对简单,工作更加灵活,在不需要较复杂操作的工作环境下,体现出一定优势[9][10].京都大学在此基础上又开发出了7个自由度的机械手[11],解决了其相对极坐标机械手在工作空间上不足的缺点,在关节型机械手领域达到了一个更高的高度。
国创项目机械手文献综述
基于机器视觉的仿人三指放书机械手文献综述1、引言随着科技的发展,机器人技术是未来科技的发展方向,尤其是仿人机器人。
但是仿人机器人目前还只停留在实验室阶段,还无法成为一种大规模生产的产品为大家服务。
特别是仿人五指灵巧手,还只是实现了摆出各种动作,而正常的握持物体仍存在困难[1]。
基于此点,我们想设计制作一种多自由度仿人三指取书机械手,一取书动作简单,三指即可实现,而且图书重量并不大,拟实现仿人三指手的稳定握持;二实用性强,特别是此机械手可以帮助残疾人或手部不便利的老人取书架上的图书,制作成服务型机器人可投入量产服务大众。
为此,我们搜集了近几年的文献资料,为该项目的设计提供可行的方案。
机械手是指能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
而仿人多指灵巧手是指模仿人类具有多个手指关节的可按照指令完成人手可以完成的动作的机械装置。
在研究仿人多指灵巧手的时候,会涉及机械设计、机电控制、控制系统、测试系统、材料力学等多个领域多个学科。
本文将从仿人多指灵巧手和机器视觉两个方面介绍当前的研究状况。
2、机械手研究发展概况目前,在日本和欧美等发达国家的工厂和企业中,工业机械手已经被广泛地运用来代替工人完成各类简单和重复性的工作。
这类工业机械手基本上是限定在特定的环境中完成单一的操作。
对于一些在繁重、危险、恶劣、极限或一般的环境下需要人手才能完成的复杂作业而言,例如捏、夹、推、拉、按、剪、切、敲等,普通的工业机械手则显得无能为力。
由于和人手一样带有五个手指和手掌及分布触觉机能的五指形灵巧手具有极强的功能和很高的通用性,它完全可以代替或帮助人类在各种场合下灵巧地完成各类复杂的作业。
例如,机械制造、化工生产、核电维修、军事战备、医疗手术扥。
因此,各发达国家的工厂正迫切地希望研制出高性能的通用型五指灵巧手来完成上述作业[2]。
据目前的资料,最早的多指形机械手出现于1962年[3]。
当时美国制造出来一种类似多指形机械手的手爪,由于该手仅仅是装配有多指的手抓,不能完成灵巧操作,因此它并不能算真正意义上的多指形灵巧手。
机械手文献综述
机械手文献综述(总6页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除毕业设计(论文)文献综述设计(论文)题目: 4自由度气动机械手设计学院名称:机械工程学院专业:机械设计制造及其自动化学生姓名:卢锋学号: 07403010309 指导教师:杨超珍2010年 12 月 24 日机械手的发展及应用前言机械工业是国民的装备部,是为国民经济提供装备和为人民生提供耐用消费品的产业。
机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的要标志。
因此,世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。
生产水平及科学技术的不断进步与发展带动了整个机械工业的快速发展。
现代工业中,生产过程的机械化,自动化已成为突出的主题。
然而在机械工业中,加工、装配等生产是不连续的。
单靠人力将这些不连续的生产工序接起来,不仅费时而且效率不高。
同时人的劳动强度非常大,有时还会出现失误及伤害。
显然,这严重影响制约了整个生产过程的效率和自动化程度。
机械手的应用很好的解决了这一情况,它不存在重复的偶然失误,也能有效的避免了人身事故。
1.机械手的组成1.1 执行机构机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。
其组成及相互关系如下图:(1)手部手部安装在手臂的前端。
手臂的内孔装有转动轴,可把动作传给手腕,以转动、伸屈手腕,开闭手指。
机械手手部的机构系模仿人的手指,分为无关节,固定关节和自由关节三种。
手指的数量又可以分为二指、三指和四指等,其中以二指用的最多。
可以根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和尺寸的夹头,以适应操作需要。
(2)手臂手臂有无关节和有关节手臂之分本课所做的机械手的手臂采用无关节臂手臂的作用是引导手指准确的抓住工件,并运送到所需要的位置上。
为了使机械手能够正确的工作,手臂的三个自由度都需要精确的定位。
总括机械手的运动离不开直线移动和转动二种,因此,它采用的执行机构主要是直线油缸、摆动油缸、电液脉冲马达、伺服油马达、直流伺服马达和步进马达等。
(完整word版)文献综述(机械手)
文献综述题机械手概述目学院专业班级学号学生姓名任课教师一.前言部分:1.前言随着科学与技术的发展,机械手的应用领域也不断扩大。
目前, 机械手不仅应用于传统制造业如采矿,冶金,石油,化学,船舶等领域,同时也已开始扩大到核能,航空,航天,医药,生化等高科技领域以及家庭清洁,医疗康复等服务业领域中.如,水下机器人,抛光机器人,打毛刺机器人,擦玻璃机器人,高压线作业机器人,服装裁剪机器人,制衣机器人,管道机器人等特种机器人以及扫雷机器人,作战机器人,侦察机器人,哨兵机器人,排雷机器人,布雷机器人等军用机器人都是机械手应用的典型.机械手广泛应用于各行各业.而且,随着人类生活水平的提高及文化生活的日益丰富多彩,未来各种专业服务机器人和家庭用消费机器人将不断贴近人类生活,其市场将繁荣兴旺。
2.相关概念机械手是一种模拟人手操作的自动机械。
它可按固定程序抓取、搬运物件或操持工具完成某些特定操作。
应用机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动,实现生产的机械化和自动化,代替人在有害环境下的手工操作,改善劳动条件,保证人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
20世纪40年代后期,美国在原子能实验中,首先采用机械手搬运放射性材料,人在安全间操纵机械手进行各种操作和实验。
50年代以后,机械手逐步推广到工业生产部门,用于在高温、污染严重的地方取放工件和装卸材料,也作为机床的辅助装置在自动机床、自动生产线和加工中心中应用,完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作.二.主题部分:1。
历史它是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的,机械手研究始于20世纪中期,随着计算机和自动化技术的发展,特别是1946年第一台数字电子计算机问世以来,计算机取得了惊人的进步,向高速度、大容量、低价格的方向发展。
同时,大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展,又为机器人的开发奠定了基础。
另一方面,核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。
(完整word)机械手毕业设计文献综述
吉林化工学院文献综述300X200X120°物料机械手的设计300X200X120° Material mechanical arm design 性质: R毕业设计□毕业论文机电工程学院教学院:系机械电子工程系别:11410209学生学号:学生姓吉国光名:机自1102专业班级:指导教王集思师:职实验师称:起止日2015.3。
1~2015。
3.28期:吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology摘要:在工业生产中,为了提高劳动生产率和自动化程度,工业机械手被广泛应用。
工业机械手可以用于机床间传送工件;各类有自动夹紧、进刀、退刀和松开的功能半自动车床,上下料操作;还可以用于对人体有害的工作环境。
它具有对环境适应性强、持久耐劳、动作准确、通用性好、灵活性好等优点。
而工业机械手技术的高低更是一个国家工业发展水平的标志。
工业机械手的设计能较鲜明地体现机电一体化的设计构思.所谓机电一体化技术,是机械工程技术吸收微电子技术、信息处理技术、传感技术等而形成的一种新的综合集成技术。
工业机械手的设计更是对所学知识的综合运用。
本设计对程控通用机械手进行了较为详细的设计计算.分手部、手腕、手臂、液压驱动系统和电器控制系统五部分,每部分都对各部分的结构进行了较为详细的设计计算,根据要求及相关标准进行了部件材料和器件的选择。
关键词:机械手;手部;手腕;手臂引言:在当前的物料搬运设备中,可分为对大型物件和对小型物件.这两者的搬运设备选择主要针对搬运设备能提起的重量.对于小型物件而言,又可分为不易损坏和易损坏两个类型。
在之前的生产搬运过程中,传统的搬运设备往往不能满足易损坏物品的要求。
因为易损坏的物品对搬运设备的力度、精度、轨迹有着严格的控制,所以企业往往采用人工搬运的方式。
人工搬运虽然可以满足易损坏物件的安全,但是这种搬运方式往往效率低,费用高。
这阻碍企业实现自动化和提高自身竞争力。
机械手的文献综述
气动机械手文献综述摘要:随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点! 气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业" 本文就气动机械手的应用现状和发展前景作了简单概述关键词:气动技术气动机械手应用与发展0前言随着工业的机械化和自动化的发展和气动技术本身的一些优点,气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。
近20年来,气动技术的运用领域快速拓宽,特别是在各种自动化生产线上得到广泛应用。
电气可编程控制技术与气动技术相结合,使整个系统自动化程度更高,控制方式更灵活,性能更加可靠;气动机械手、柔性自动生产线的迅速发展,对气动技术提出了更多更高的要求;微电子技术的引入,促进了电气比例伺服技术的发展,现代控制理论的发展,使气动技术从开关控制进入闭环比例伺服控制,控制精度不断提高;由于气动脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能力强和成本低廉等特点,国内外都在大力开发研究。
1气动机械手的国内外研究现状从各国的行业统计资料来看,近30多年来,气动行业发展很快.20世纪70年代,液压与气动元件的产值比约为9:1,而30多年后的今天,在工业技术发达的欧美、日本等国家,该比例已达到6:4,甚至接近5:5。
我国的气动行业起步较晚,但发展较快。
从20世纪80年代中期开始,气动元件产值的年递增率达20%以上,高于中国机械工业产值平均年递增率。
随着微电子技术、PLC技术、计算机技术、传感技术和现代控制技术的发展与应用,气动技术已成为实现现代传动与控制的关键技术之一。
2气动机械手的发展前景和方向气动技术是以空气压缩机为动力源,以压缩空气为工作介质,进行能量传递或信号传递的工程技术,是实现各种生产控制、自动控制的重要手段之一。
在气动机械手的发展研究中有一下几个主要的方向和要求。
1)重复精度要求精度是指机器人、机械手到达指定点的精确程度,它与驱动器的分辨率以及反馈装置有关。
重复精度是指如果动作重复多次,机械手到达同样位置的精确程度。
机器人控制系统设计(毕业设计)文献综述【范本模板】
(2)控制系统的硬件结构
通过小组初步讨论决定控制计算机使用研华的主机,运动控制卡选用ADT(深圳众为兴),电机选用伺服电机.
(3)控制系统的软件部分
主要采用VC进行编程,构建一个控制系统平台,在程序中给定坐标后,实现机械手从一点移动到另一点进行上下料的搬运工作。
之所以使用VC,一方面,ADT 的运动控制卡支持VC进行编程,另一方面,使用VC进行编程比较灵活,易于改进和变化。
(4)电路图部分
根据所选的硬件设备,使用Protel进行绘制.
三、作者已进行的准备及资料收集情况
在设计之前,翻阅了多篇关于机器人方面的书籍.对于控制系统的发展及其在机器人上的应用都有了相关的了解,这为建立机器人控制系统的模型做了一些前期准备工作.在此期间,还自学Protel和Solidworks等软件,为控制系统的电路设计和程序设计做好了准备。
还借了《单片机基础》、《48小时精通Solidworks2014》、《工业机器人》等书籍便于今后设计过程翻阅参考。
四、阶段性计划及预期研究成果
1.阶段性计划
第1周:阅读相关文献(中文≥10篇,英文≥1篇),提交文献目录及摘要。
第2周:翻译有关中英文文献,完成文献综述、外文翻译,提交外文翻译、文献综述.
第3~6周:控制系统总体设计,提交设计结果.
第7~11周:硬件元器件的选型、I/O口接线图,提交设计结果
第,12~14周:软件编程,装配图。
第15周:工程图绘制,工程图。
第16周撰写毕业设计说明书,提交论文,准备答辩。
文献综述(机械手)
文献综述题目机械手概述学院专业班级学号学生姓名任课教师一.前言部分:1.前言随着科学与技术的发展, 机械手的应用领域也不断扩大.目前, 机械手不仅应用于传统制造业如采矿,冶金,石油,化学,船舶等领域,同时也已开始扩大到核能,航空,航天,医药,生化等高科技领域以及家庭清洁,医疗康复等服务业领域中.如,水下机器人,抛光机器人,打毛刺机器人,擦玻璃机器人,高压线作业机器人,服装裁剪机器人,制衣机器人,管道机器人等特种机器人以及扫雷机器人,作战机器人,侦察机器人,哨兵机器人,排雷机器人,布雷机器人等军用机器人都是机械手应用的典型。
机械手广泛应用于各行各业.而且,随着人类生活水平的提高及文化生活的日益丰富多彩,未来各种专业服务机器人和家庭用消费机器人将不断贴近人类生活,其市场将繁荣兴旺。
2.相关概念机械手是一种模拟人手操作的自动机械。
它可按固定程序抓取、搬运物件或操持工具完成某些特定操作。
应用机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动,实现生产的机械化和自动化,代替人在有害环境下的手工操作,改善劳动条件,保证人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
20世纪40年代后期,美国在原子能实验中,首先采用机械手搬运放射性材料,人在安全间操纵机械手进行各种操作和实验。
50年代以后,机械手逐步推广到工业生产部门,用于在高温、污染严重的地方取放工件和装卸材料,也作为机床的辅助装置在自动机床、自动生产线和加工中心中应用,完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作。
二.主题部分:1.历史它是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的,机械手研究始于20世纪中期,随着计算机和自动化技术的发展,特别是1946年第一台数字电子计算机问世以来,计算机取得了惊人的进步,向高速度、大容量、低价格的方向发展。
同时,大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展,又为机器人的开发奠定了基础。
另一方面,核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。
【文献综述】机械手
文献综述随着工业突飞猛进的发展,机械手扮演着越来越重要的角色。
机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置。
机械手是模仿着人手的部分动作,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。
(1)机械手的具体应用国内外机械工业、铁路部门中机械手主要应用于以下几方面:1.热加工方面的应用热加工是高温、危险的笨重体力劳动,很久以来就要求实现自动化。
为了提高工作效率,和确保工人的人身安全,尤其对于大件、少量、低速和人力所不能胜任的作业就更需要采用机械手操作2.冷加工方面的应用冷加工方面机械手主要用于柴油机配件以及轴类、盘类和箱体类等零件单机加工时的上下料和刀具安装等。
进而在程序控制、数字控制等机床上应用,成为设备的一个组成部分。
最近更在加工生产线、自动线上应用,成为机床、设备上下工序联接的重要于段。
3.拆修装方面拆修装是铁路工业系统繁重体力劳动较多的部门之一,促进了机械手的发展。
目前国内铁路工厂、机务段等部门,已采用机械手拆装三通阀、钩舌、分解制动缸、装卸轴箱、组装轮对、清除石棉等,减轻了劳动强度,提高了拆修装的效率。
近年还研制了一种客车车内喷漆通用机械手,可用以对客车内部进行连续喷漆,以改善劳动条件,提高喷漆的质量和效率。
近些年,随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用,工业机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。
(2)机械手的应用意义目前国内工业机械于主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面,数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。
因此,国内主要是逐步扩大机械手应用范围,重点发展铸锻、热处理方面的机械手,以减轻劳动强度,改善作业条件。
在应用专用机械手的同时,相应地发展通用机械手,有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合式机械手等。
将机械手各运动构件,如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构,以及适于不同类型的夹紧机构,设计成典型的通用机构,以便根据不同的作业要求,选用不用的典型部件,即可组成各种不同用途的机械手。
plc机械手控制系统文献综述
本科毕业设计V 论文)文献综述院 <系):电气信息工程学院 专 业: 电气工程与自动化 班级: 2008电气工程与自动化1班 学生姓名: 刘磊学号:2008105020432018年2月27日攀枝花学院Panzhihua University文献综述:基于PLC实现地机械手电气控制系统设计1刖言本课题是对机械手控制系统地设计•随着科学技术地发展,电气控制技术在各领域中得到越来越广泛地应用,在现代工业中,生产过程中地自动化已成为突⑷出地主题.而可编程序控制器(PLC>以其可靠性高、灵活性强、使用方便等优越性迅速占领了工业控制领域,成为先进地、应用势头最强地工业控制器⑸.机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动地多功能机器,他有多个自由度,可以搬运物体以完成在不同环境中地工作•机械手地结构形式开始比较简单,专用性较强•随着工业技术地发展,制成了能够独立地按程序控制实现重复操作,适用范围比较广地“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地改变工作程序,适应性较强,所以它在不断变换生产品种地中小批量生产中获得广泛地引用•机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、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[6].b5E2RGbCAP2主题机械手地发展是由于它地积极作用正日益为人们所认识:其一、它能部分地代替人工操作;其二、它能按照生产工艺地要求,遵循一定地程序、时间和位置来完成工件地传送和装卸;其三、它能操作必要地机具进行焊接和装配,从而大大地改善了工人地劳动条件,显著地提高了劳动生产率,加快实现工业生产机械化和自动化地步伐.因而,受到很多国家地重视,投入大量地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地场合,应用地更为广泛.在我国近几年也有较快地发展,并且取得一定地效果.近年来,利用可编程序控制系统PLC以实现机械手控制已成为机械手电气控制地一种发展趋势. 可编程控制器,具有良好地可扩展性、价格低廉、指令功能强大、十分适合机械手控制系统中地应用•随着科技地发展,PLC应用日益广泛,以其传统方式不可比[6]拟地优势渐渐成为技术地趋势和主流.plEanqFDPw机械手一般分为三类.第一类是不需要人工操作地通用机械手,它是一种独立地不附属于某一主机地装置.它可以根据任务地需要编制程序,以完成各项规定工作.它地特点是除具备普通机械地物理性能外,还具备通用机械、记忆智能地三元机械•第二类是需要人工操作地,称为操作机•它起源于原子、军事工业,先是通过操作机来完成特定地作业,后来发展到用无线电信号操作机械手来进行探测月球、火星等•第三类是专用机械手,主要附属于自动机床或自动线上,用于解决机床上下料和工件传送.这种机械手在国外称为“ Mecha ni cal Ha nd ” ,它是为主机服务地,由主机驱动,除少数外,工作程序一般是固定地,因此是专用地[6].DXDiTa9E3d本课题要求设计地机械手模型可归为第一类,即通用机械手.在现代生产企业中,自动化程度较高,大量应用机械手.通过本次设计,可以增强对工业机械手地认识,同时并熟悉掌握PLC技术、位置控制技术、气动技术等工业控制常用地技术.RTCrpUDGiT2.1机械手控制系统地历史及现状在有大量物品搬运地生产现场,如果还使用传统地人工搬运方式既费时又费力,还不安全.机械手地出现大大减轻了工人地劳动强度,提高了效率,同时还保证了人员地安全•随着微电子技术、计算机和现代控制理论地不断完善,机械手技术也快速发展•传统地继电器控制地半自动化装置因设计复杂、接线繁杂、易受干扰,从而存在可靠性差、故障多、维修困难等问题,传统地继电器控制装置已不再适应市场经济地需要⑺.5PC Z VD7H X A传统靠继电器控制地机械手控制系统,外围设计复杂、接线繁杂,可靠性和稳定性差,且它们地体积较大、安装不够方便,更重要地是故障多、维修困难,外界设备多,成本高,因而越来越适应不了社会地要求•在对多类型、多通道信号同时进行检测和控制中,传统地控制系统能力有限•如何将计算机与各种设施、设备结合,简化人工操作并实现自动控制,满足社会地需求,成为一个很迫切地问题随着科学技术地发展,由PLC构成地机械手控制系统越来越多,控制地精度越来越高,因其使用方便、可以灵活改变控制方式等特点已经得到了广泛地应用[8].jLBHrnAlLg机械手首先是从美国开始研制地,日本是工业机械手发展最快、应用最多地国家,我国也陆续在工业中有所应用,但我国地自动化水平还有待提高•近年来,利用可编程序控制系统PLC以实现机械手控制已成为机械手电气控制地一种发展趋势.新型数字化、智能化PLC在工程中地应用具有极其重要地意义.可编程控制器,具有良好地可扩展性、价格低廉、指令功能强大、十分适合机械手控制系统中地应用.随着科技地发展,PLC应用日益广泛,以其传统方式不可比拟地优[13]势渐渐成为技术地趋势和主流.XHAQX74J0X2.2机械手控制系统地发展前景机械手在工业自动化生产中越来越重要,它地特点是可通过编程来实现各种预期地作业任务,在构造上兼有人和机器地各自优点,尤其体现了人地智能和灵活性.机械手作业地准确性和在各种环境下完成作业地能力,在国民经济中有广阔地发展前景•用机械手可以代替人从事单调、重复或者繁重地体力劳动•实现生产自动化和机械化,代替人在有害环境下地手工操作,改善劳动条件和保障人生安全.因此广泛运用机械制造、电子、原子能等部门.在工业生产和其他领域内,由于工作地需要,人们经常受到高温、腐蚀性以及有毒气体等因素地危害,增加了工人地劳动强度,甚至有生命地危险.自从机械手问世以来,相应地各种难题就迎刃而解了.机械手大大降低了工人地劳动强度,提高了工作效率,解放了劳动力.机械手地应用对人类生产有如此重要地作用,因此,机械手地设计与实现一直是人们研究地一大课题.随着工业机械手地研究制造和应用地扩大,国际性学术交流活动十分活跃,机械手作业地准确性和在各种环境下完成作业地能力,融入先进地人工智能,具有广阔地发展前景和市场空间.机械手作业地准确性和环境[11]中完成作业地能力,在国民经济领域有着广泛地发展空间[].LDAYtRyKfE2.3本课题存在问题及解决方案机械手控制系统若使用传统地继电器方案,硬件电路庞大,外围电路比较复杂,这种控制方式地故障几率高,不能实现自动控制,出现故障也难以及时发现和处理,工作时隐患较大.重要地是外界设备多,成本高,出现故障维修成本高.随着科学技术地发展,人们对机械手地安全性、可靠性、准确性地要求也越来越高,以继电器组成地控制方式实现机械手控制地方法已不能满足人们地需要.PLC控制由于其功能是由软件编程来实现地,相比于传统继电器控制,它地抗干扰能力、可靠性更高,故障率更低,更易于检测和排除故障,柔性更强,仅需对软件进行改变就可改变其控制功能⑻.Zzz6ZB2Ltk根据PLC地指令系统,各种各样地I/O接口、通信接口,大容量地内存及可靠地自身监控系统,让它拥有逻辑处理功能,数据运算功能,准确定时功能,中断处理功能,程序与数据储存功能,联网通信功能,自检测、自诊断功能.PLC这些功能是其他地电控器没有地,也是传统地继电器控制电路无法比拟地.通过对PLC进行软件编程就可以实现对机械手地控制,可操作性强[1].由于自身在PLC 知识方面地缺乏以及对机械手地认识地不足,在完成本课题地过程中可能遇到地困难主要集中在设备选择、各种硬件选择、控制程序设计、调试等方面.在这之前,首先应该做一些相关地知识储备,查阅相关资料,主动向老师请教[10].dvzfvkwMI13结语本课题是通过应用西门子S7-300系列PLC控制气动机械手地运行.伴随着电子技术地发展,PLC基于电子计算机,但并不同于普通计算机•普通计算机进行输入输出信息变换时,大多只考虑信息本身•而PLC则要考虑信息输入输出地可靠性,实时性,以及信息地实际运用,特别要考虑怎么适应于工作环境,比如便于安装,便于维护及抗干扰等问题•输入输出信息变换及可靠地物理实现,可以说是[3]PLC实现控制地基本要点.PLC可以通过它地外设或通信接口与外界交换信息.它地功能要比继电器控制装置多很多,也强大很多.工业机械手是近几十年发展起来地一种高科技自动生产设备[2].工业机械手也是工业机器人地一个重要分支他地特点是可以通过编程来完成各种预期地作业,在构造和性能上兼有人和机器各自地优点,尤其体现在人地智能和适应性•近年来,机械手在自动化领域地应用越来越广泛,机械手具有结构简单、造价较低、维护方便、速度快等特点.rqyn14ZNXI参考文献[1]张运刚,宋小春.PLC职业技能培训及视频精讲西门子STEP7.北京:人民邮电出版社2018.10EmxvxOtOco[2]柴瑞娟.西门子PLC编程技术及工程应用.北京:机械工业出版社,2007.3.[3]廖常初.S7-300/400 PLC应用技术北京:机械工业出版社,2005.1[4]谢丽萍,王占富,岂兴明.四门子S7-200系列PLC快速入门与实践.北京:人民邮电出版社,2018.5.SixE2yXPq5⑸吴中俊,黄永红.可编程序控制器原理及应用.北京:机械工业出版社,20044⑹ 李元文.工业机械手设计[M].北京:机械工业出版社,1996[7]史国生.PLC在机械手步进控制中地应用[J].中国工控信息网,2005.1[8]郭艳萍.基于PLC地工业机械手控制系统[J].仪表技术与传感器,2007.9<9 ):31-326ewMyirQFL[9]孙德胜.PLC操作实训<三菱).北京:机械工业出版社,2007.9.[10]柴瑞娟.西门子PLC编程技术及工程应用.北京:机械工业出版社,2007.3.[11]王永华.现代电气控制技术及PLC应用技术•北京航空航天大学出版社,2008[12]Siemens AG . LadderLogic(LAD> for S7-300 and S7-400 Programming RefereneeMa nual,2002. kavU42VRUs[13]廖常初.S7-200 PLC基础教程<第2版).北京:机械工业出版社,2009.2.[14]吴中俊,黄永红.可编程序控制器原理及应用.北京:机械工业出版社,2004.4.[15]Siemens AG.Standard Softwarefor S7-300 and S7-400 Standard Functions Part2 Reference Manual,2002 y6v3ALoS89。
上下料机械手设计-文献综述
上下料机械手设计-文献综述上下料机械手的设计前言机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运对象或操作工具的自动操作装置。
机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
近年来,随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用,机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术,它更加促进了机械手的发展,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
随着现代技术的高速发展,无人化操作已逐步取代了原始的工作方式。
本文主要讨论了上下料机械手的结构设计,绘出了主要零部件图及系统装配图,完成控制系统的硬件设计,并用计算机绘出电路原理图.关键词:机械手结构设计上下料Forword Manipulator is a kind of manpower and arms to imitatesome of the motor function to crawl at a fixed procedure, removal of the object or operation of the automatic installation tools. Manipulator in the mechanization and automation of the production process to develop a new device. In recent years, as electronic technology, especially the extensive application of the electronic computer, the robot has been the development and production of a high-tech field with the rapid development of a new and emerging technologies, it has more to promote the development of manipulator, making manipulator can better achieve and the mechanization and automation organic integration. It can be a substitute for the arduous work to achieve production mechanization and automation, in theenvironmentally harmful to operate under the protection of personal safety, thus widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and nuclear energy sectors. With the rapid development of modern technology, unmanned operation, has been gradually replacing the primitive methods of work. This paper mainly discusses the upper and lower material manipulator structural design, drawn map of the main components and system assembly, complete control system hardware design, and drawn by computer circuit schematics.Keywords:manipulator structural design top and bottom anticipate研究的目的和意义机械设计制造及其自动化专业是为了培养从事机械设计、制造行业的人才而开设的专业。
喷涂机械手-文献综述
喷涂机械手-文献综述本科毕业设计(论文)文献综述课题名称:关节式喷漆机器人设学院(系):年级专业:学生姓名:指导教师:完成日期:国外喷漆机器人发展概况喷漆机器人在国外的使用可以追溯到20世纪中叶。
1951年,美国AustinMotors Longbridge公司开始尝试利用简单的3轴机器人定点自动涂装汽车外身。
1958年,美国Morris Motors Cowley公司成功安装了一条高产出的涂装生产线,把所有的汽车外身的涂装工作交给3台3轴机器人(其中,2台安装在流水线的两侧,l台安装在流水线上方)完成。
那时由于受机器人的自由度和汽车内身形状复杂等因素的限制,3轴机器人还不能对汽车内身进行涂装作业。
到了七、八十年代,随着第二代多轴机器人的研制工作取得很大进展,美、日、欧等国的汽车涂装线,己使用多轴机器人对车身内部难以到达的地方进行涂装作业,朝着喷漆车间无人化的目标迈进了一大步。
例如,Trallfa公司80年代推出的柔性机器人喷漆系统TRACS。
经过五十多年的研究和发展,机器人喷涂技术在国外已较成熟。
随着喷涂机器人的技术不断创新,喷涂精度空前提高,在世界发达国家喷涂机器人得到了广泛的应用。
著名的国外喷涂机器人厂家有瑞士和瑞典的ABB和日本的安JIlMOTOMAN公司,同时德国的KUKA公司、日本的FANUC公司以及美国的ADEPT公司均有生产喷涂机器人。
同时还有很多小的生产企业,如瑞士金马股份有限公司生产和研发的静电粉末喷涂设备。
到目前为止ABB公司是世界领先的喷涂自动化供应商,在全球范围内供应喷涂机器人,在喷涂机器人领域以及相关的喷涂技术领域都具有丰富的经验与技术,特别是为高端汽车喷涂开发出高性能的IRB5500喷涂机器人以及为低成本的消费类电子产品喷涂开发了小型的IRB52喷涂机器人。
在汽车喷涂方面,最新的喷涂工艺可保持油漆雾化装置(即旋杯)在其最佳路径而尽可能减少非喷涂时间。
对机器人而言,该新工艺则要求其具备高速度和高加速度能力。
钻机二层台机械手研究 文献综述
钻机二层台机械手研究文献综述钻柱自动化排放的意义:钻井作业过程中需要对钻柱进行大量的排放作业,特别是在起下钻过程中,需要多次重复钻柱排放作业。
钻柱排放作业不仅花费大量的时间,而且劳动强度大,安全风险高。
据2005年国际钻井承包商协会统计,30%~52%的伤亡事故发生在起下钻过程中,并因此耽误了大量的钻井时间。
钻柱自动化排放技术采用机械、液压、控制等技术,用机械装备代替人工操作,从而实现钻柱排放自动化。
该技术使得钻柱排放作业不再需要人工直接参与,从而让钻工远离危险区域。
钻柱自动化排放技术减轻了工人劳动强度、提高了安全操作水平、降低了安全风险,同时也提高了钻柱排放的自动化水平和工作效率,是实现安全、健康钻井和提高钻井效率的有效途径。
目前全球大概有六百多家海上油田,全球自动钻杆排放系统的需求量大概是8万套,自动钻杆排放系统占国外市场的海洋钻井平台装备的80%,占国内海洋钻井平台自动化的60%,因此市场前景十分广阔,目前该公司正加大项目的投资力度,力争尽快形成产业化生产,以优质低价来满足国内外市场的需要。
钻柱自动化排放技术发展过程自1895年旋转钻井技术开始应用于石油钻井工业以来,技术人员和钻工一直想寻找一种专门用于操作钻柱的方法,以减轻劳动强度,降低安全风险,提高操作速度。
50多年以后,这种想法开始逐渐变为现实,1952年世界上第1套管柱排放装置在现场成功应用。
此后经过50多年的发展,钻,井管柱自动化操作技术在欧美等发达国家逐渐发展成熟。
纵观钻柱自动化排放技术的发展过程,该技术经历了3个发展阶段,分别是机械化、半自动化和,全自动化。
1949年,Byr on Jacks on公司研制出第1台三臂管柱排放装置样机,并于1952年获得成功应用。
1956年,第1套钻柱操作系统在CUSS—1钻井船上应用。
该钻井船的钻柱水平排放在甲板上,操作系统主要用于排放水平放置的管柱。
在20世纪50~60年代,钻机生产商研制了各种钻台操作机械手,用于帮助完成对质量较大管柱的导向和移动操作,但没有一种完全机械化的管柱自动操作系统能够完成起下钻的所有操作。
机械手文献综述
文献综述1. 机械手概述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。
机械手涉及到机械学、力学、自动控制技术、电器液压技术、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。
工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。
它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。
机械手的快速发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识:一、它能部分的代替人工操作;二、它能按照生产工艺的要求,遵循一定的程序、位置和时间来完成工件的传送与装卸;三、它能操作必要的工具进行装配和焊接,从而大大的改善了作业员的劳动条件,提高了劳动生产率,加快了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、噪音、粉尘以及带有放射性和污染的场合,应用更为广泛。
在我国近几年也有较快的发展,并且取得一定的效果,受到机械工业的重视。
机械手是一种能自动控制并可重新编程以变动的多功能机器,它有多个自由度,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,专用性比较强。
但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应用。
2. 机械手发展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、能适应产品种类变更,具有多自由度动作功能的柔性自动化。
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。
它的结构是:机体上安装回转长臂,端部装有电磁铁的工件抓放机构,控制系统是示教型的。
工业机械手文献综述
工业,它的过去与未来约翰霍兰德每年春天,大学和学院产生很多工科学生在令人兴奋的自主机器人领域找到了一席之地。
有些人选择他们认为可以获得此职位的技术学科,而另外一些进入了特别的学校,因为这些学校在机器人上提供程序和学位。
很少有人意识到,至少直到他们真正的开始工作,几乎不存在真正的这样的工作。
因此,那些最坚定的机器人工程师为了提供他们的思想生活最终走出去形成机器人公司。
坏消息是,对这些努力成功的统计数字是暗淡。
好消息是,为了赢得胜利金戒指仍然存在!我在这一章的目的是为了说明正在考虑探索的勇敢的心灵,有可能的话,给你如何面对商界的启示。
要意识到的最重要的东西是你至少在机器人设计上有你商业策略的创意。
如果这一挑战不能让你兴奋,它不是激发团队或者个人,就是浪费你的精力。
在这项技术的讨论中,我们不断重复观察到得模式。
这在生意上也是真的,所以抽出时间去研究过去,很可能有助于未来我们的成功。
为了了解我们再哪里,我们还必须明白,我们从何处来,又是如何走到这里。
1机器人的历史今天,单词“机器人”是用来描述令人眼花缭乱的硬件和软件。
如果我们接受这个定义:一台机器可以通过编程做有用的工作,那么机器人的历史是用世纪来衡量而不是用年。
比如,约瑟夫在1801年发明了利用打孔卡编程的纺织机。
机器人这个名字不会再另外一个120年里被创造,然而,当捷克剧作家卡雷尔恰佩克利用罗博陶”来形容一个机械仆人。
在捷克单词罗博陶”是转换农奴和努力之间的事。
不久以后关于机器人的漫画,科幻书籍和电影开始出现,如果不是经济,机器人这个词在当地被牢固的建立。
人们通常认为现代工业机器人的发明人是乔治迪沃尔,在1954年创建了通用可编程机械手。
在1956年,德沃尔和恩格伯格形成尤尼梅申,从此一个产业诞生了。
恩格伯格虽然是一名工程师,他在促销宣传上也有天赋。
使用机器人一词描述这些机械臂后来才成为市场营销的新方法之一。
经过多年试图通过传统的工业销售营销渠道出售这些革命性的设备,恩格伯格带着公司的机器人之一出现在约翰尼卡森的“今夜秀”节目,反应是完全不可想象的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
燕山大学本科毕业设计(论文)文献综述课题名称:顺序动作机械手学院(系):机械工程学院年级专业:机电控制学生姓名:杨忠合指导教师:郑晓军完成日期:2014.03.25一、课题国内外现状目前国内机械于主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面,数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。
所以,在国内主要是逐步扩大应用范围,重点发展铸造、热处理方面的机械手,以减轻劳动强度,改善作业条件,在应用专用机械手的同时,相应的发展通用机械手,有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。
同时要提高速度,减少冲击,正确定位,以便更好的发挥机械手的作用。
此外还应大力研究伺服型、记忆再现型,以及具有触觉、视觉等性能的机械手,并考虑与计算机连用,逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。
国外机械手在机械制造行业中应用较多,发展也很快。
目前主要用于机床、横锻压力机的上下料,以及点焊、喷漆等作业,它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。
国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。
使它具有一定的传感能力,能反馈外界条件的变化,作相应的变更。
如位置发生稍许偏差时,即能更正并自行检测,重点是研究视觉功能和触觉功能。
目前已经取得一定成绩。
目前世界高端工业机械手均有高精化,高速化,多轴化,轻量化的发展趋势。
定位精度可以满足微米及亚微米级要求,运行速度可以达到3M/S,量新产品达到6轴,负载2KG 的产品系统总重已突破100KG。
更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合,从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。
同时,随着机械手的小型化和微型化,其应用领域将会突破传统的机械领域,而向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展。
二、研究主要成果机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。
有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。
搬运机械手仿真设计和制作,机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的气缸来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作,两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转,从而实现小车的进退运动,并利用ADAMS软件对搬运机械手进行建模,对其进行运动学及动力学仿真,检查机械手在运动工作过程中的正确性和准确性,同时获得各部件机械手结构设计及其受力情况是否合理,为机械手设计提供参考。
并在此基础上成功研制出物理样机,通过仿真设计提高了设计质量并缩短了设计周期。
采摘机械手虚拟设计与仿真系统的研究,在产品虚拟设计与仿真系统的开发中,为了实现智能设计,虚拟设计与企业产品设计的协同性、同一性和可重用性,实体建模属性的统一规范和标准定义十分必要。
第一,首次提出和制定了可以用于虚拟产品建模与仿真的命名规则标准,为虚拟机械产品的设计提供参考。
第二,构建水果采摘机械手虚拟设计与仿真系统的体系结构,建立了机械手机构设计模块,它包括机构的参数化设计和知识重用;第三,构建了机械手设计知识库和三维仿真模块;第四,已知机械手视觉获取目标的三维坐标,用软件实现反求机械手运动及其算法,并实现虚拟环境下的机械手对目标定位和采摘的三维仿真;第五,开发了水果采摘机械手虚拟设计与仿真系统。
最后,通过三维仿真和实验样机对关键技术进行了验证。
工业机器人机械手设计,在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。
但在机械工业中,加工、装配等生产是不连续的专用机床是大批量生产自动化的有效办法;程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。
但除切削加工本身外,还有大量的装卸、搬运、装配等作业,有待于进一步实现机械化。
机器人的出现并得到应用,为这些作业的机械化奠定了良好的基础。
工业机器人多数是指程序可变(编)的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置。
机器人是一种具有人体上肢的部分功能工作程序固定的自动化装置。
机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势,但功能较少,适应性较差。
目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人,而把工业机械人称为通用机器人。
假肢用机械手的机构设计与运动学分析,一般而言, 人们所称的“手” 有两种意义, 一是指整个的上肢, 二是腕部到指尖的部分,也就是所谓的手部。
人类的单只手臂以机械学的形式分析, 可以用大约27 个自由度的连杆机构来表示。
但其中大约20 个自由度集中在手部[1 ] 。
文中着重于假肢的手部设计。
在假肢的手部应用方面, 目前主流的应用是一种具有手形状的假手, 市场上销售的假手大都已经具有一个自由度, 可以利用拇指、食指、中指进行三指的抓取动作, 自由度位于手指的根部, 手指本身并没有关节。
文中所设计的假手也有三个手指, 除指根部的关节外, 拇指另有一个关节, 其余二指有两个关节, 而且假手的腕部有2 个自由度, 可以完成腕部的屈伸和回转。
水下机器人- 机械手系统构建与研究,近年来, 随着海洋资源开发和海洋科学研究需求的不断提高, 人们对水下机器人的作业能力提出了挑战, 如进行定点取样、水下结构的建造与维护、管线铺设、援潜救生以及军事应用等。
水下机器人2机械手系统(U nderw aterV ehi2cle2M anipulato r System , UVMS ) 是配备机械手的水下机器人系统, 是水下作业系统的一个重要分支, 对其的科学和军事、民用应用研究逐渐受到重视。
受水下机器人发展的影响, 早期的UVM S 研究主要集中于遥控水下机器人(ROV ) 与搭载的液压机械手系统之间的研究, 随着自主水下机器人技术的成熟, 研究热点转移至自治水下机器人2机械手系统的研究上。
如斯坦福大学开展的自治水下机器人(A utonomous U nderw ater V eh icles, AUV ) 与单关节机械手的协调控制研究[1 ] , 日本开展的水下电动机械手与Tw in2Burger AUV 之间的控制技术研究[2 ] , 另有部分单位对半自主作业型AUV 展开研究, 如夏威夷大学启动的SAUVIM [3 ] (Sem i2A utonomousUn derw aterV eh icle fo r In2tervent ionM issions) 项目, 韩国海洋系统发展中心开展的半自主作业型水下机器人计划, 法国Cyber2net ix 公司进行的轻作业型AUV 开发, 美国Woods Ho le 海洋学研究所着手研制的半自主作业型11 000 m 混合型遥控水下机器人[4 ] , 均对半自主水下机器人系统进行载体和机械手的开发设计。
三、发展趋势:目前工业机械手的应用逐步扩大,技术性能在不断提高。
由于发展时间较短,人们对它有一个逐步认识的过程,机械手在技术上还有一个逐步完善的过程,其目前的发展趋势是:( 一) 扩大机械手在热加工行业上的应用,国内机械手应用在机械工业冷加工作业中的较多,而在铸、锻、焊、热处理等热加工以及装配作业等方面的应用较少。
因热加工作业的物件重、形状复杂、环境温度高等,给机械手的设计、制造带来不少困难,这就需要解决技术上的难点,使机械手更好地为热加工作业服务。
同时,在其它行业和工业部门,也将随着工业技术水平的不断提高,而逐步扩大机械手的使用。
(二)提高工业机械手的工作性能机械手工作性能的优劣,决定着它能否正常地应用于生产中。
机械手工作性能中的重复定位精度和工作速度两个指标,是决定机械手能否保质保量地完成操作任务的关键因素。
因此要解决好机械手的工作平稳性和快速性的要求,除了从解决缓冲定位措施入手外,还应发展满足机械手性能要求价廉的电液伺服阀,将伺服控制系统应用于机械手上。
(三)发展组合式机械手从机械手本身的特点来说,可变程序的机械手更适应产品改型、设备更新,多品种小批量的要求,但是它的成本高,专用机械手价廉,但适用范围又受到限制。
因此,对一些特殊用途的场合,就需要专门设计、专门加工,这样就提高了产品成本。
为了适应应用领域分门别类的要求,可将机械手的结构设计成可以组合的型式。
组合式机械手是将一些通用部件(如手臂伸缩部件,升降部件、回转部件和腕部回转、俯仰部份等>根据作业的要求S选择必要的能完成预定机能的单元部件,以机座为基础进行组合,配上与其业的要求S 选择必要的能完成预定机能的单元部件,以机座为基础进行组合,配上与其相适应的控制部分,即成为能完成特殊要求的机械手。
它可以简化结构,兼顾了使用上的专用性和设计上的通用性,便于标准化、系列化设计和组织专业化生产,有利于提高机械手的质量和降低造价,是一种有发展前途的机械手。
(四)研制具有“视觉''和“触觉”的所谓“智能机器人” 对于需用人工进行灵巧操作及需要进行判断的工作场合,工业机械手很难代替人的劳动。
如在工作过程中出现事故、障碍和情况变化等,机械手不能自动分辨纠正,而只能停机,待人们排除意外事故后才能继续工作。
因此,人们对机械手提出了更高的要求,希望使其具有“视觉” 、“触觉”等功能,使之对物件进行判断、选择,能连续调节以适应变化的条件,并能进行协调动作。
这就需要一个能处理大量信息的计算机,要求人与机器“对话”进行信息交流。
这种带“视觉" 、“触觉”反馈的,由计算机控制的,具有人的部分“智能”的机械装置称为“智能机器人” 。
所谓“智能”,是包括。
识别、学习、记忆、分析判断的功能。
四、存在问题(一)应具有足够的握力(HP夹紧力)在确定手指的握力时,除考虑工件重量外,还应考虑在传送或操作过程中所产生的惯性力和振动,以保证工件不致产生松动或脱落。
(二)手指间应具有一定的开闭角两手指张开与闭合的两个极限位置所夹的角度称为手指的开闭角。
手指的开闭角应保证工件能顺利进入或脱开。
若夹持不同直径的工件,应按最大直径的工件考虑。
对于移动型手指只有开闭幅度的要求。
(三)应保证工件准确定位为使手指和被夹持工件保持准确的相对位置,必须根据被抓取工件的形状,选择相应状。
例如圆柱形工件采用带“ V”形面的手指,以便自动定心。
(四)应具有足够的强度和刚度手指除受到被夹持工件的反作用力外,还受到机械手在运动过程中所产生的惯性力和振动的影响,要求有足够的强度和刚度以防折断或弯曲变形,但应尽量使结构简单紧凑,但出尽重傥玷嗣间早紫暌,目重轻,并使手部的重心在手腕的回转轴线上,使手指开闭角示意图手腕的扭转力矩最小为佳。
(五)应考虑被抓取对象的要求1 .抓取形状手指形状应根据工件形状而设计。
如工件为圆柱形,则采用“ V”形手指,圆球状工件用圆弧形三指手指方料用平面形手指;细丝工件用尖指勾形或细齿钳爪手指。