电动机械手结构设计
多参仿生机械手的结构设计原理与性能优化方法

多参仿生机械手的结构设计原理与性能优化方法多参仿生机械手作为一种新型的机械手,通过模仿生物的运动原理和结构特性,实现了更加灵活和精准的动作执行能力。
其结构设计原理和性能优化方法是实现其高效运行和优质输出的关键。
一、结构设计原理1. 双关节结构多参仿生机械手采用双关节结构,即在手指的基部和中段都设置了相应的关节。
这样的设计原理能够使机械手具备更大的灵活性和自由度,能够更好地模拟人类手指的运动能力。
同时,双关节结构能够使机械手在进行细致动作时更加稳定。
2. 弹性传感器在多参仿生机械手的指尖和关节处安装弹性传感器,能够感知外界的力量和压力,实现精准的力量控制。
这种弹性传感器能够模拟人类手指的触觉感应能力,提高机械手的操作精确度和灵敏度。
3. 合理的驱动系统多参仿生机械手的驱动系统设计是结构设计中的关键环节。
合理的驱动系统能够实现机械手的快速反应和高效运行。
常用的驱动系统包括液压驱动、气动驱动和电动驱动等。
在选择驱动系统时,要考虑到机械手的工作环境、负载要求和成本等因素,以寻找最合适的驱动方式。
二、性能优化方法1. 模拟生物力学多参仿生机械手在性能优化中可以借鉴生物的力学特性,从而提高机械手的稳定性和承重能力。
例如,可以模拟人类手指的肌肉结构和弹性组织,通过合理的材料选择和结构设计,增强机械手的柔韧性和适应性。
2. 优化控制算法多参仿生机械手的性能优化还包括优化控制算法,以实现更加准确和精确的动作执行。
针对机械手的不同任务需求,可以采用不同的控制算法,例如PID控制算法、模糊控制算法和神经网络控制算法等。
通过优化控制算法,可以提高机械手的反应速度和动作精度。
3. 仿真与优化在多参仿生机械手的设计过程中,可以采用仿真和优化的方法,通过计算机模拟和优化算法,对机械手的结构和性能进行预测和改进。
通过不断优化设计方案,可以提高机械手的工作效率和性能指标。
4. 适应不同任务需求多参仿生机械手的性能优化还需要考虑适应不同任务需求的能力。
机械手的整体设计

机械手的整体设计机械手是一种能够模拟人手动作的机器装置,主要由结构、传动、控制和感知系统组成。
其整体设计需要考虑几个关键方面。
首先,机械手的结构设计要符合其应用场景和功能需求。
结构设计包括关节布置、臂长、工作空间以及末端执行器等。
关节布置决定了机械手的灵活性和工作能力,可以根据不同的任务需求选择串联或并联的关节布置。
臂长和工作空间决定了机械手的工作范围和工件的大小。
末端执行器根据实际需要可以设计成夹爪、吸盘、工具等各种形式,以满足不同的抓取和操作需求。
其次,机械手的传动系统设计要考虑到工作精度和负载能力。
传动系统一般采用电机和减速器、齿轮系统、链条或带传动等来实现。
电机和减速器的选型要根据所需的转速和扭矩来确定。
齿轮系统要考虑到传动效率和减震能力。
链条或带传动可以实现远距离传输力矩,适合大范围操作。
第三,机械手的控制系统设计必须保证其精确度和稳定性。
控制系统要能够实时获得机械手的位置、速度和力矩等信息,并能够根据需求进行实时调节和反馈。
控制系统一般包括传感器、运动控制器和执行器等。
传感器用于检测机械手各关节的位置和力量信息。
运动控制器负责解析传感器数据,计算运动轨迹和控制机械手的运动。
执行器对机械手进行动力输出,实现各关节的运动。
最后,机械手的感知系统设计要能够实时感知并识别环境中的物体和障碍物,以实现精确的操作。
感知系统一般包括视觉、力觉和力矩传感器等。
视觉传感器可以采集环境中物体的形状、颜色等信息,并通过图像处理算法进行识别和测量。
力觉传感器可以测量机械手与工件或环境之间的力量信息,实现更加精确的操作。
力矩传感器可以测量机械手各关节的力矩和负载情况,对控制系统提供实时反馈。
总而言之,机械手的整体设计需要考虑结构、传动、控制和感知等方面,以实现各种复杂的抓取和操作任务。
从结构设计到传动系统,再到控制和感知系统的设计,都要保证各个部分之间的协调和稳定性,以满足机械手在工业自动化、物流仓储、医疗卫生等领域的应用需求。
城市街区自助图书馆取还书机械手结构设计

城市街区自助图书馆取还书机械手结构设计在现代社会中,随着人们对教育和知识的重视,图书馆成为了一个不可或缺的文化和教育设施。
然而,传统的图书馆往往在时间和空间上存在限制,难以满足现代人的需求。
为了解决这个问题,城市街区自助图书馆概念应运而生。
在城市街区自助图书馆中,取还书机械手是关键的设备之一,其设计和结构对于图书馆的正常运营至关重要。
一、机械手的基本原理机械手是一种可编程的自动化工具,它模仿人类手臂的运动,实现各种动作。
在自助图书馆中,机械手用于图书的取还过程。
它由多个关节和执行机构组成,通过电动机、传感器和控制系统来完成各项任务。
二、机械手的结构设计1. 机械臂机械手的核心部件是机械臂,它由若干个关节构成。
每个关节都能够独立旋转或弯曲,从而实现机械手在三维空间内的灵活运动。
关节的数量和设计取决于机械手的功能和需要处理的图书种类。
通常情况下,机械臂应具备较大的工作半径和足够的灵活性,以便能够自如地取放各种尺寸的图书。
2. 夹爪夹爪是机械手上的执行机构,用于抓取和放置图书。
夹爪的设计要考虑到图书的种类和尺寸。
一种常见的夹爪设计是采用可调节的夹爪,可以根据图书的厚度和宽度进行自动调整,确保夹爪能够牢固地抓住图书。
此外,夹爪的材料应该具有足够的摩擦力,以避免图书意外滑落。
3. 传感器和控制系统机械手的运行需要精确的控制和反馈机制。
为了实现这一点,机械手需要配备各种传感器和控制系统。
例如,通过激光或红外线传感器可以实现对图书位置的检测和测量。
同时,机械手还需要具备反馈系统,及时感知图书是否被准确地抓取或释放。
三、机械手的工作流程1. 读取图书信息当读者需要取书时,他们可以通过自助图书馆的终端设备浏览图书目录并选择所需图书。
然后,读者需要将图书的信息输入到终端设备中,以便机械手可以准确地找到并取出图书。
2. 机械手定位一旦读者输入图书信息,机械手就会通过传感器和控制系统进行定位。
它会根据输入的信息,准确地找到存放相应图书的书架和位置。
智能机械手的机电一体化系统设计

智能机械手的机电一体化系统设计智能机械手的机电一体化系统设计包括以下几个方面:1、机械结构设计:机械手的结构设计是整个机械手系统的基础,包括机械手的臂长、关节数量、关节角度范围、端部执行器等等。
设计者需要考虑各种因素,如负载重量、精度要求、工作环境、安全等等。
2、电机选择与控制设计:电机是机械手里非常重要的组成部分。
设计者需要根据工作负荷重量、运动速度、精度要求等特征选取合适的电机。
同时,需要考虑电机控制电路的设计,包括电机驱动IC的选型、功率MOS管的功率容量、驱动电源的设计等等。
3、传感器与测量设计:为了让机械手能够感知和感应外界环境和负载信息,需要在机械手上安装各种传感器和测量设备,例如编码器、压力传感器、力矩传感器、距离传感器等等。
设计者需要根据具体需求选取合适的传感器,并设计相应的测量电路和信号处理电路。
4、控制系统设计:机械手的控制系统主要包括控制电路和控制软件两个方面。
控制电路主要通过硬件电路实现机械手的各个关节运动控制和传感器反馈。
控制软件通过编程实现控制电路的控制逻辑和算法,包括运动控制算法、反馈控制算法、故障检测与处理算法等等。
设计者需要考虑控制系统的实时性、可靠性、扩展性和安全性等方面。
5、通信和联网设计:现代智能机械手常常需要和其他设备、系统进行联网通信,例如工控机、PLC、MES等。
设计者需要根据不同的通讯协议、网络协议,在机械手控制系统中设计适合的通讯接口和通讯协议,并确保通讯的稳定性和安全性。
综上所述,智能机械手的机电一体化系统设计需要深入整个机械手应用场景的需求,尊重并满足机械力学、控制理论、电子电路、通信等多方面的要求,从而才能保证机械手的运动精度、稳定性、效率和安全性。
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。
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。
机械手的设计

机械手的设计机械手是一种具有高度灵活性和准确性的自动化设备,广泛应用于工业生产线、医疗手术、装配和包装等领域。
机械手的设计需要考虑多方面因素,包括机械结构、电气控制和运动学算法等,下面我将从这几个方面详细介绍机械手的设计。
一、机械结构机械结构是机械手设计的核心,主要包括机械臂、关节和执行器三部分。
机械臂是机械手的主体,负责完成各种运动和动作。
关节是连接机械臂的组件,能够使机械臂在多个方向进行运动。
执行器负责将机械臂传输的运动信号转化为物理动作,例如抓取、旋转等。
机械结构的设计需要考虑以下因素:1. 功能需求:根据机械手的应用需求,确定机械手需要具备哪些功能和动作,例如抓取、旋转、移动等。
2. 机械臂的结构:机械臂的结构决定了机械手的可达性、波动和抗外力等性能。
通常有三种设计方式:串联式、并联式和混合式。
3. 关节和执行器选型:需要考虑负载、精度、速度、控制方式等因素,选择合适的关节和执行器。
4. 材料选择和加工:需要根据机械手的负载、速度和精度要求,选择合适的铝合金、碳纤维等材料,并采用先进的加工技术进行制造。
二、电气控制电气控制是机械手的另一个重要组成部分。
它负责将机械手进行的任何运动和动作转换为电信号,从而实现自动化控制和精确调节。
电气控制主要包括传感器、执行器和控制系统三个方面。
电气控制的设计需要考虑以下因素:1. 传感器:传感器能够感知机械手周围的环境信息,例如位置、速度、力矩等。
需要选择合适的传感器,避免传感器数据的误差,提高机械手的运动精度和稳定性。
2. 执行器:执行器是将电信号转换为物理动作的组件。
采用先进的执行器能够提高机械手的运动速度和精度。
3. 控制系统:控制系统是机械手的大脑,负责控制机械手的运动和动作。
需要采用先进的控制系统来保证机械手的运动稳定性和精度。
三、运动学算法运动学算法是机械手设计的重要组成部分。
它的作用是根据机械手的运动学模型,计算机械手各关节的运动轨迹和角度,从而实现机械手的各种动作和运动。
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1 绪论1.1工业机械手的概述工业机器手是一种可以搬运物料、零件、工具或完成多种操作功能的专用机械装置;由计算机控制,是无人参与的自主自动化控制系统;他是可编程、具有柔性的自动化系统,可以允许进行人机联系。
可以通俗的理解为“机器人是技术系统的一种类别,它能以其动作复现人的动作和职能;它与传统的自动机的区别在于有更大的万能性和多目的用途,可以反复调整以执行不同的功能。
”工业机械手是人类创造的一种机器,更是人类创造的一项伟大奇迹,其研究、开发和设计是从二十世纪中叶开始的.我国的工业机械手是从80年代"七五"科技攻关开始起步,在国家的支持下,通过"七五","八五"科技攻关,目前已经基本掌握了机械手操作机的设计制造技术,控制系统硬件和软件设计技术,运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件,开发出喷漆,孤焊,点焊,装配,搬运等机器人,其中有130多台喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线(站)上获得规模应用,孤焊机器人已经应用在汽车制造厂的焊装线上。
但总的看来,我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定距离。
如:可靠性低于国外产品,机械手应用工程起步较晚,应用领域窄,生产线系统技术与国外比有差距。
影响我国机械手发展的关键平台因素就是其软件,硬件和机械结构。
目前工业机械手仍大量应用在制造业,其中汽车工业占第一位(占28.9%),电器制造业第二位(占16.4%),化工第三位(占11.7%)。
发达国家汽车行业机械手应用占总保有量百分比为23.4%~53%,年产每万辆汽车所拥有的机械手数为(包括整车和零部件):日本88.0台,德国64.0台,法国32.2台,英国26.9台,美国33.8台,意大利48.0台。
世界工业机械手的数目虽然每年在递增,但市场是波浪式向前发展的。
在新世纪的曙光下人们追求更舒适的工作条件,恶劣危险的劳动环境都需要用机器人代替人工。
随着机器人应用的深化和渗透,工业机械手在汽车行业中还在不断开辟着新用途。
机械手的发展也已经由最初的液压,气压控制开始向人工智能化转变,并且随着电子技术的发展和科技的不断进步,这项技术将日益完善。
上料机械手与卸料机械手相比,其中上料机械手中的移动式搬运上料机械手适用于各种棒料,工件的自动搬运及上下料工作。
例如铝型材挤压成型铝棒料的搬运及高温材料的自动上料作业,最大抓取棒料直径达180mm,最大抓握重量可达30公斤,最大行走距离为1200mm。
根据作业要求及载荷情况,机械手各关节运动速度可调。
移动式搬运上料机械手主要由手爪,小臂,大臂,手臂回转机构,小车行走机构,液压泵站电器控制系统组成,同时具有高温棒料启动疏料装置及用于安全防护用的光电保护系统。
整个机械手及液压系统均集中设置在行走小车上,结构紧凑。
电气控制系统采用OMRON可编程控制器,各种作业的实现可以通过编程实现。
国内外实际使用的多是定位控制的机械手,没有“视觉”和“触觉”反馈。
目前,世界各国正积极研制带有“视觉”和“触觉”的工业机械手,使它能够对所抓取的工件进行分辨,能选取所需要的工件,并正确的夹持工件,进而精确地在机器上定位、定向。
为使机械手有“眼睛”去处理方位变化的工件和分辨形状不同的零部件,它由视觉传感器输入三个视图方向的视觉信息,通过计算机进行图形分辨,判别是否是所要抓取的工件。
为防止握力过大引起物件损坏或握力过小引起物件滑落下来,一般采用两种方法:一是检测把握物体手臂的变形,以决定适当的握力;另一种是直接检测指部与物件的滑动位移,来修正握力。
因此,这种机械手就具有以下几个方面的性能:(1)能准确地抓住方位变化的物体;(2)能判断对象的重量;(3)能自动避开障碍物;(4)抓空或抓力不足时能检测出来。
这种具有感知能力并对感知的信息做出反映的工业机械手称之为“智能机械手”,它是有发展前途的。
现在,工业机械手的使用范围只限于在简单重复的操作方面节省人力,其效用是代替从事繁重的工作,危险的工作,单调重复的工作,恶劣环境下的工作方面尤其明显。
至于像汽车工业和电子工业之类的费工的工业部分,机械手的应用情况决不能说是好的。
虽然这些工业部门工时不足的问题尖锐,但采用机械手只限于一小部分工序,其原因是,工业机械手的性能还不能满足这些部门的要求,适于机械手工作的范围很狭小,这是主要原因。
经济性问题当然也很重要,采用机械手来节约人力从经济上看,不一定总是合算的。
然而,利用机械手或类似机械设备节省人力和实现生产合理化的要求,今后还会持续增长,只要技术方面和价格方面存在的问题得到解决,机械手的应用必将会飞跃发展。
上料机械手和卸料机械手相对,其中上料机械手中的移动式搬运上料机械手适用于各种棒料,工件的自动搬运及上下料工作。
例如铝型材挤压成型机铝棒料的搬运及高温棒料的自动上料作业,最大抓取棒料直径可达180mm,最大抓握重量可达30公斤,最大行走距离为1200mm。
根据作用要求和载荷情况,机械手各关节运动速度可调。
移动式搬运上料机械手主要由手爪,小臂,大臂,手臂回转机构,小车行走机构,液压泵站电器控制系统组成,同时具有高温棒料启动疏料装置及用于安全防护用的光电保护系统。
整个机械手及液压系统均集中设置在行走小车上,结构紧凑。
电气控制系统采用OMRON可编程控制器,各种作业的实现可以通过编程实现。
随着机电一体化技术和计算机技术的应用,其研究和开发水平获得了迅猛的发展并涉及到人类社会生产及生活的各个领域,特别是工业机械手在生产加工中的广泛应用。
轿车半轴加工上料机械手设计在综合多种机械手的设计原理和设计思想,根据轿车半轴加工的特点提出的,有一定的理论基础,设计水平和应用价值。
1.2机械手的构成与分类1.2.1机械手的构成机械人主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及人工智能等所组成。
执行机构机器人控制系统驱动-传动系统手部腕部臂部腰部基座部(固定或移动)电、液或气驱动装置单关节伺服控制器关节协调及其它信息交换计算机(一)执行机构包括末端执行器、手腕、手臂、底座等部件,有的还增设行走机构,一般视需要而定。
1、末端执行器即与物件接触的部件。
由于与物件接触的形式不同,可分为夹持式和吸附式手部。
夹持式手部由手指(或手爪)和传力机构所构成。
手指是与物件直接接触的构件,常用的手指运动形式有回转型和平移型。
回转型手指结构简单,制造容易,故应用较广泛。
平移型应用较少,其原因是结构比较复杂,但平移型手指夹持圆形零件时,工件直径变化不影响其轴心的位置,因此适宜夹持直径变化范围大的工件。
手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位(是外廓或是内孔)和物件的重量及尺寸。
常用的指形有平面的、V 形面的和曲面的:手指有外夹式和内撑式;指数有双指式、多指式和双手双指式等。
而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。
传力机构型式较多,常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母弹簧式和重力式等。
吸附式手部主要由吸盘等构成,它是靠吸附力(如吸盘内形成负压或产生电磁力)吸附物件,相应的吸附式手部有负压吸盘和电磁盘两类。
对于轻小片状零件、光滑薄板材料等,通常用负压吸盘吸料。
造成负压的方式有气流负压式和真空泵式。
对于导磁性的环类和带孔的盘类零件,以及有网孔状的板料等,通常用电磁吸盘吸料。
电磁吸盘的吸力由直流电磁铁和交流电磁铁产生。
用负压吸盘和电磁吸盘吸料,其吸盘的形状、数量、吸附力大小,根据被吸附的物件形状、尺寸和重量大小而定。
此外,根据特殊需要,手部还有勺式(如浇铸机械手的浇包部分)、托式(如冷齿轮机床上下料机械手的手部)等型式.2、手腕是连接手部和手臂的部件,并可用来调整被抓取物件的方位(即姿势)。
3、手臂手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。
手臂的作用是带动手指去抓取物件,并按预定要求将其搬运到指定的位置.工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件(如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等)与驱动源(如液压、气压或电机等)相配合,以实现手臂的各种运动。
手臂可能实现的运动如下:手臂在进行伸缩或升降运动时,为了防止绕其轴线的转动,都需要有导向装置,以保证手指按正确方向运动。
此外,导向装置还能承担手臂所受的弯曲力矩和扭转力矩以及手臂回转运动时在启动、制动瞬间产生的惯性力矩,使运动部件受力状态简单。
导向装置结构形式,常用的有:单圆柱、双圆柱、四圆柱和V形槽、燕尾槽等导向型式。
4、机座机座是机械手的基础部分,机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上,故起支撑和连接的作用。
5、行走装置当工业机械手需要完成较远距离的操作,或扩大使用范围时,可在机座上安装滚轮、轨道等行走机构,以实现工业机械手的整机运动。
滚滚轮轮式式布行走机构可分为有轨的和无轨的两种。
驱动滚轮运动则应另外增设机械传动装置。
(二)驱动系统驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的动力装置,通常由动力源、控制调节装置和辅助装置组成。
常用的驱动系统有液压传动、气压传动、电力传动和机械传动。
通常一台机械人只用一种驱动装置。
(三)控制系统控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。
目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。
控制系统有电气控制和射流控制两种,它支配着机械手按规定的程序运动,并记忆人们给予机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间),同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令,必要时可对机械手的动作进行监视,当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。
(四)人工智能触觉、视觉、听觉、嗅觉、力觉、压觉、接近觉、滑觉、语言识别、逻辑判断和学习等装置,根据机器人的智能程度决定。
1.2.2机械手的分类工业机械手的种类很多,关于分类的问题,目前在国内尚无统一的分类标准,在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。
(一)按机器人的机构特征来分机器人的机械配置形式多种多样,典型机器人的机构运动特征是用其坐标特性来描述的。
按机构运动特征,机器人通常可分为直角坐标机器人、柱面坐标机器人、球面坐标机器人和关节型机器人等类型。
1直角坐标机器人。
直角坐标机器人具有空间上相互垂直的两根或三根直线移动轴(见图7-1),通过直角坐标方向的3个独立自由度确定其手部的空间位置,其动作空间为一长方体。
直角坐标机器人结构简单,定位精度高,空间轨迹易于求解;但其动作范围相对较小,设备的空间因数较低,实现相同的动作空间要求时,机体本身的体积较大。
主要用于印刷电路基板的元件插入、紧固螺丝等作业。
2柱面坐标机器人。
柱面坐标机器人的空间位置机构主要由旋转基座、垂直移动和水平移动轴构成(见图7-2),具有一个回转和两个平移自由度,其动作空间呈圆柱形。