工业机械手毕业设计论文修订稿
机械手设计的毕业论文

机械手设计的毕业论文机械手设计的毕业论文在现代工业领域,机械手作为一种重要的自动化设备,被广泛应用于生产线上的各个环节。
机械手的设计与优化是一个复杂而又关键的任务,需要考虑到多个因素,如精度、速度、负载能力等。
本篇论文将探讨机械手设计的一些关键问题,并提出一种新的设计方案。
首先,机械手的结构设计是决定其性能的关键因素之一。
常见的机械手结构包括串联结构、并联结构和混合结构。
串联结构由多个连杆组成,具有较高的精度和刚度,适用于需要高精度操作的场景。
并联结构由多个平行连杆和执行器组成,具有较高的负载能力和速度,适用于需要承载重物和快速操作的场景。
混合结构则结合了串联结构和并联结构的优点,可以根据具体需求进行灵活配置。
本论文将采用混合结构设计机械手,以兼顾精度和负载能力。
其次,机械手的运动学分析是设计过程中的重要一环。
通过对机械手的运动学分析,可以确定各个关节的运动范围和姿态,为后续的轨迹规划和控制提供依据。
机械手的运动学分析可以通过解析方法和数值方法两种途径进行。
解析方法适用于简单的机械手结构,通过代数方程求解关节角度和末端位置。
数值方法适用于复杂的机械手结构,通过迭代计算关节角度和末端位置。
本论文将采用数值方法进行机械手的运动学分析,以适应复杂的设计需求。
然后,机械手的轨迹规划是实现预定任务的关键一步。
轨迹规划旨在确定机械手末端执行器的运动轨迹,使得其能够在给定的时间内到达指定位置,并保持所需的速度和加速度。
常见的轨迹规划算法包括插值方法和优化方法。
插值方法通过在给定的关键点之间进行插值,生成平滑的轨迹。
优化方法通过优化目标函数,如最小化时间、最小化能量消耗等,生成最优的轨迹。
本论文将采用插值方法进行机械手的轨迹规划,以保证运动的平滑性和连续性。
最后,机械手的控制系统是实现精确控制的核心。
机械手的控制系统包括传感器、执行器和控制器等组成部分。
传感器用于获取机械手和工件的状态信息,执行器用于执行控制指令,控制器用于计算控制指令并发送给执行器。
工业机器人机械手毕业设计论文

学院毕业设计(论文)工业机器人机械手设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日诚信承诺我谨在此承诺:本人所写的毕业论文《工业机器人机械手设计》均系本人独立完成,没有抄袭行为,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,若有不实,后果由本人承担。
承诺人(签名):年月日摘要本文对机械手进行了总体方案设计,确定了机械手的座标型式和自由度,确定了机械手的技术参数。
同时,分别设计了机械手的夹持式手部结构以及吸附式手部结构;设计了机械手的手腕结构,计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩;设计了机械手的手臂结构,设计了手臂伸缩、升降用液压缓冲器和手臂回转用液压缓冲器。
关键词:工业机械手,机械手,气动毕业设计(论文)AbstractIn this paper, the mechanical hand the overall scheme design, the manipulator to determine the coordinates of the types and degrees of freedom, determine the technical parameters of the manipulator. At the same time, respectively, the design of the manipulator clamping type hand structure and adsorption type structure of hand; designed the structure of robot wrist, the wrist to calculate the rotation of the driving torque required and a rotary cylinder driving torque; the design of the manipulator arm structure, design of the telescopic arm, a lifting hydraulic buffer and the arm rotary hydraulic buffer.Key Words:industrial robot, manipulator, pump, air pressure drive目录摘要 (III)Abstract..................................................................................................................................... I V 目录 (V)第1章引言 (7)1.1 工业机械手概述 (7)1.2 工业机器人机械手的课题设计要求 (8)1.3 机械手的系统工作原理及组成 (13)第2章机械手的整体设计方案 (8)2.2 机械手的手部结构方案设计 (10)2.3 机械手的手腕结构方案设计 (11)2.4 机械手的手臂结构方案设计 (11)2.5 机械手的驱动方案设计 (11)2.6 机械手的控制方案设计 (11)2.7 机械手的主要技术参数 (11)第3章手部结构设计 (15)3.1 夹持式手部结构 (15)3.1.1手指的形状和分类 (15)3.1.2设计时考虑的几个问题 (15)3.1.3手部夹紧气缸的设计 (16)第4章手腕结构设计 (20)4.1 手腕的自由度 (20)4.2 手腕的驱动力矩的计算 (20)4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩 (20)4.2.2回转气缸的驱动力矩计算 (23)4.2.3 手腕回转缸的尺寸及其校核 (24)第5章手臂伸缩,升降,回转气缸的尺寸设计与校核 (27)5.1 手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核 (27)5.1.1 手臂伸缩气缸的尺寸设计 (27)5.1.2 尺寸校核 (27)5.1.3 导向装置 (28)5.1.4 平衡装置 (28)5.2 手臂升降气缸的尺寸设计与校核 (28)5.2.1 尺寸设计 (28)5.2.2 尺寸校核 (28)5.3 手臂回转气缸的尺寸设计与校核 (29)5.3.1 尺寸设计 (29)5.3.2 尺寸校核 (29)总结 (31)参考文献 (32)致谢 (33)第1章引言1.1 工业机械人概述随着科技的发展人类的生活也向自动化靠拢,作为自动化中不可缺少的机器人渐渐地融入我们的生活,成为我们生活中不可缺少的一部分。
机械手结构设计毕业论文

1。
绪论1.1工业机械手设计的意义1、熟悉机械手的应用场合及有关机械手设计的步骤;2、机械手可以提高生产过程中的自动化程度,减轻人力,便于有节奏的生产;3、结合机械手设计这方面的知识,在设计过程中学会怎样发现问题、研究问题、解决问题。
1。
2国外的机械情况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。
他的结构是: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.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Uni-mate(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Uni-mate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Uni—mate 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Uni-mate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。
机械手控制系统设计毕业论文

机械手控制系统设计毕业论文目录1绪论 (1)1.1选题背景及意义 (1)1.1.1机械手简介 (1)1.1.2机械手发展概况及研究现状 (2)1.2 PLC的控制系统 (4)1.2.1 PLC的概述 (4)1.2.2 PLC的优点 (5)1.2.3 PLC的应用领域 (6)1.3毕业设计(论文)内容 (7)2机械手的系统组成 (8)2.1工艺过程及控制要求 (8)2.1.1工艺过程 (8)2.1.2控制要求 (9)2.2机械手组成 (10)2.3本章小结 (11)3方案论证和选择 (12)3.1机械手控制方式 (12)3.1.1利用单片机实现对机械手的控制 (12)3.1.2利用传统继电器实现对机械手的控制 (12)3.1.3利用PLC实现对机械手的控制 (13)3.2可编程控制器的主要特点 (13)3.3驱动系统方案的选择 (14)3.4本章小结 (16)4系统的硬件设计 (17)4.1系统硬件介绍 (17)4.1.1限位开关 (17)4.1.2电磁阀 (19)4.2 CPU选型及I/O分配 (21)4.2.1 PLC主机选型 (21)4.2.2液压系统 (22)4.2.3机械手搬运系统输入和输出点分配表 (23)4.3电气接线图 (24)4.4其它地址分配 (26)4.5本章小结 (26)5系统的软件设计 (27)5.1系统工作过程 (27)5.2主程序(组织块) (29)5.3子程序(逻辑功能块) (30)5.4本章小结 (34)6总结 (35)谢辞 (36)结束语 (37)参考文献 (38)附录 (1)1绪论工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手是工业机器人的一个重要分支,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。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能性和适应性,机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域中有着广阔的发展前景。
工业机械手设计论文

工业机械手设计论文本篇论文将探讨工业机械手设计的相关问题,主要包括机械手的结构设计、动力学模拟、控制系统设计等方面,旨在为工业机械手的研发和应用提供一些有益的参考。
一、机械手的结构设计机械手的结构设计是机械手研发的起点和重要组成部分。
机械手的主要结构部件包括机械臂、关节和手掌等,这些部件的设计和组装直接决定机械手的性能和使用寿命。
因此,在机械手研发过程中,结构设计是至关重要的一环。
机械臂是机械手的主要工作部件,其结构设计应具备以下几个方面的要素:1、机械臂的长度需符合操作范围的要求,一般来讲,机械臂的长度应大于工作范围的距离。
2、机械臂的质量需轻,并具备足够的强度和刚度。
轻质的机械臂可以提高机械手的灵活度,同时具备强度和刚度可以保证机械臂的稳定性和耐久度。
3、机械臂的关节设计需要满足工作要求和机械手设计的目标。
一般来讲机械臂的关节需要具备较大的可调角度,这可以提高机械手的工作效率和灵活性。
关节是构成机械臂的基本组成部分之一,其设计需要具备以下几个要素:1、关节需要具备足够的转动范围,通常来讲其转动范围应在0至360度之间。
2、关节的质量需轻,并具备足够的强度和刚度。
尤其是在机械手的高速运动中,关节的刚度和强度会直接决定机械手运动的精度和稳定性。
3、关节的结构需要简单,可以方便地对其进行维护和维修。
手掌是机械手的结尾部分,其设计需要具备以下几个要素:1、手掌需要具备足够的力量,以便承受重物和进行装配等操作。
2、手掌需要具备足够的灵活度和精度,可以实现精确的定位和抓取动作。
3、手掌的操作简单、可靠,可以方便地对其进行维护和维修。
二、机械手的动力学模拟机械手的动力学模拟是机械手研发中的一个重要环节。
动力学模拟可以帮助研发人员快速地评估机械手的设计是否合理,并对机械手运动中的问题进行有效的分析和解决。
机械手的动力学模拟包括运动学模拟和动力学模拟两个层面。
运动学模拟主要研究机械手的运动轨迹、速度和加速度等方面,目的是得到机械手运动的基本特征和参数。
机械手毕业设计论文设计

机械手设计摘要工业机械手是近几十年开展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其表现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的开展前景。
本文设计了一个机械手行走小车,以完成行走,抓取,翻转等功能,对应分别要有行走机构,抓取机构,提升机构,翻转机构等来实现。
该小车是由步进电机驱动,由各特征点运动的合成形成小车的各种运动。
整个小车的机械设计是以所学机构方面的理论知识为理论根底的,参考小车的组成机构,同事兼顾使用场合的环境,以“模块化〞的设计思想完成了几个运动模块的设计。
关键词:机械手智能运动模块引言0.1 机械手简介 (1)0.2 机械手的组成 (3)0.3 应用机械手的意义 (5)第一章总体技术方案与系统组成1.1 原始数据 (7)1.2 工作要求 (7)1.3 系统组成 (8)1.4 总体技术方案 (8)第二章机械手的液压局部2.1 液压系统的工作原理 (10)2.2 液压传动的工作特征 (10)2.3 液压系统的组成 (10)2.4 液压系统的优、缺点 (11)第三章回转装置的总体组成与结构设计3.1 回转装置的组成 (13)第四章机械传动方案的设计与计算4.1 小车的主要组成局部 (15)4.2 同步带传动方式优缺点 (15)4.3 驱动动力源 (15)4.4 机械传动方案的设计计算 (16)第五章零件加工编程5.1数控车床加工程序编制根底 (22)5.2程序编制 (23)设计小结 (30)谢辞 (31)参考文献 (32)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:机体上安装一个回转长臂,顶部装有电磁块的工件抓放机构,控制系统是示教形的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活提供耐用消费品的产业。
毕业设计(论文)-平面关节型机械手设计[管理资料]
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毕业设计说明书平面关节型机械手设计学生姓名学号系别专业班级指导教师填写日期平面关节型机械手设计摘要在现代工业中,生产过程的机械化,自动化已经成为突出主题。
在机械工业中,加工、装配等环节中运用的机械手已经越来越普遍。
它可降低工人的劳动强度,提高生产效率和质量。
平面关节型机械手采用两个回转关节和一个移动关节;两个回转关节控制前后左右运动,而移动关节则实现上下运动,其工作空间如工作空间图,它的纵截面为矩形的回转体,纵截面高为移动关节的行程长,两回转关节转角的大小决定回转体截面的大小、形状。
工业机械手是一种模仿人手部分动作,按照预先设定的程序,轨迹或其他要求,实现抓取、搬运工件或操作工具的自动化装置。
它在二十世纪五十年代就已用于生产,是在自动上下料机构的基础上发展起来的一种机械装置,开始主要用来实现自动上下料和搬运工件,完成单机自动化和生产线自动化,随着应用范围的不段扩大,现在用来夹持工具和完成一定的作业。
实践证明它可以代替人手的繁重劳动,减轻工人的劳动强度,改善劳动条件,提高劳动生产率。
关键字:机械手;轴承;气缸目录摘要 (I)前言 (1)第一章概论 (2)第一节机械手简史 (2)第二节机械手发展概况 (2)第三节机械手的发展趋势 (3)第四节机械手的组成、分类及型式 (4)上部分机械手的组成 (4)下部分机械手的分类及型式 (4)第五节机械手的应用及应用误区 (8)上部分机械手的应用 (8)下部分机械手应用误区 (9)第二章机械手工作原理及设计思想 (11)第三章机械手设计 (12)第一节手指设计 (13)第二节设计时要注意的问题 (13)第三节零件的设计 (13)第四节移动关节的设计 (16)第五节驱动方式的比较 (16)第六节气缸的设计 (17)第四章机械手臂部的设计及有关计算计 (18)第一节小臂的设计 (18)第二节设计时注意的问题 (18)第三节小臂结构的设计 (18)第四节轴的设计 (19)第五节轴承的选择 (19)第六节轴承摩擦力矩的设计 (20)第七节驱动选择 (21)第二部分大臂的设计计算 (22)第一节结构的设计 (22)第二节轴的设计计算 (22)第三节轴承的选择 (23)第四节轴承摩擦力矩的计算 (24)第五节伺服系统的选择 (24)第五章机身的设计 (25)小结 (26)参考文献 (27)致谢 (28)前言用于再现人手的的功能的技术装置称为。
(完整版)PLC机械手毕业设计论文

摘要机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构,是机器人的关键部件之一。
机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成;电气方面有交流电机、变频器、传感器、等电子器件组成。
该装置涵盖了可编程控制技术,位置控制技术、检测技术等,是机电一体化的典型代表仪器之一。
本文介绍的机械手是由PLC输出三路脉冲,分别驱动横轴、竖轴变频器,控制机械手横轴和竖轴的精确定位,微动开关将位置信号传给PLC 主机;位置信号由接近开关反馈给PLC主机,通过交流电机的正反转来控制机械手手爪的张合,从而实现机械手精确运动的功能。
本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体,动作灵活多样,可代替人工在高温和危险的作业区进行作业,并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。
关键词:机械手 PLC 变频器交流电机AbstractManipulator industrial robot systems traditional mandate, Robot is one of the key components. Manipulator using the mechanical structure of screw-ball, slider, and other mechanical devices composition; Electric control technology, detection technology, Mechatronics is a typical representative of one of the machines. This paper presents a manipulator by three PLC output pulse, driving , micro-switches position signal transmission will closeto the switching signal from the feedback from the mainframe to the PLC, through the exchange of Motor reversion to control the manipulator gripper Zhang, thus achieving accurate manipulator movement functions. The topics to be developed by the Manipulator grasping be upin space objects, movements flexible, diverse, canreplace the artificial conducted operations, Accordingto the workpiece can change the campaign process and the requirements of any changes to the relevant parameters.Key Words: Manipulator PLC Inverter AC motor目录摘要 (1)ABSTRACT (2)引言 (4)第一章机械手机械结构 (5)1.1传动机构 (5)1.2机械手夹持器和机座的结构 (6)第二章可编程控制PLC (8)2.1 PLC简介 (8)2.2 PLC内部原理 (10)A. 系统程序存储区 (11)B. 系统RAM存储区 (11)C.用户程序存储区 (11)2.3 PLC的工作原理 (12)2.4 PLC机型的选择方法 (15)2.6 机械手PLC选择及参数 (17)第三章三相异步电动机的工作原理及结构 (19)3.1 三相异步电动机的结构 (19)3.2 三相交流电机工作原理 (23)3.3 三相电动机的转动原理 (25)3.3 机械手电机的选用 (29)第四章变频器 (29)4.1变频器的构成 (30)4.2 变频器的分类和控制方式 (34)4.3 FR-A540变频器 (37)第五章机械手PLC控制系统设计 (40)5.1 机械手的工艺过程 (40)5.2 PLC控制系统 (42)致答谢词 (48)参考文献 (49)引言在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
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工业机械手毕业设计论文Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】摘要随着微电子技术、传感器技术、控制技术和机械制造工艺水平的飞速发展,机器人的应用领域逐步从汽车拓展到其它领域。
在各种类型的机器人中,模拟人体手臂而构成的关节型机器人,具有结构紧凑、所占空间小、运动空间大等优点,是应用最为广泛的机器人之一。
尤其由柔性关节组成的柔性仿生机器人在服务机器人及康复机器人领域中的应用和需求越来越突出。
本文将设计一台四自由度的工业机器人,用于给冲压设备运送物料。
首先,本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构,然后选择合适的传动方式、驱动方式,搭建机器人的结构平台;在此基础上,本文将设计该机器人的控制系统,包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计,重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性,最终实现的目标包括:关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。
关键词:机器人,示教编程,伺服,制动ABSTRACTWith the development of microelectronic technology, sensor technology, the rapid development of control technology and machinery manufacturing technology level, the application of robots gradually expanded from cars to other fields. In all types of robots, the articulated robot arm simulation human form, has the advantages of compact structure, small occupied space, large moving space, is one of the most widely used robots. Especially flexible biomimetic robot composed of flexible jointin the field of service robot and rehabilitation robot application and demand more and more prominent.In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software. Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running. The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of eachjoint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point.KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake目录第1章绪论 (3)机械手概述 (4)机械手的发展 (4)机器人的发展趋势 (4)第2章机器人实验平台介绍及机械手的设计 (3)自由度及关节 (4)基座及连杆 (4)基座 (7)大臂 (7)小臂 (7)机械手的基本结构 (4)驱动方式 (4)传动方式 (4)制动器 (4)第3章控制系统软件 (4)预期的功能 (4)实现方法 (4) (4) (4) (4) (4)致谢 (4)参考文献 (4)第1章绪论机械手概述机械手是模仿着人手的部分动作,按照给定程序、轨迹和要求能实现自动抓取、搬运的自动机械装置。
在工业生产中应用的机械手叫做“工业机械手”。
在实际生产中,应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率,可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产。
尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境下,它代替人进行正常的工作,意义更为重大。
随着生产的发展,功能和性能的不断改善和提高,在机械加工、冲压、锻、铸、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等领域得到了越来越广泛的应用。
国内外对机器人及机械手所作的定义不尽相同。
国际标准化组织(ISO)对机器人的定义:“机器人是一种能自动定位、可控的可编程的多功能操作机。
这类操作机具有几个轴,在可编程序操作下,能处理各种材料、零件、工具和专用装置,以执行各种任务。
”美国国家标准(NBS)对机器人的定义:“一种可编程,并在自动化控制下执行某种特定操作和移动作业任务的机械装置。
”日本工业机器人协会对工业机器人的定义:“一种装备有记忆装置和最终执行装置,能够完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。
”它又分为以下两种情况来定义:(1)工业机器人:“一种能执行与人的上肢类似动作的多功能机器。
”(2)智能机器人:“一种具有感觉和识别能力,并能够控制自身行为的机器。
”机械手可分为专用机械手和通用机械手两大类。
专用机械手:它作为整机的附属部分,动作简单,工作对象单一,具有固定(有时可调)程序,使用大批量的自动生产。
如自动生产线上的上料机械手,自动换刀机械手,装配焊接机械手等装置。
通用机械手:它是一种具有独立的控制系统、程序可变、动作灵活多样的机械手。
它适用于可变换生产品种的中小PLC的硬件结构主要分单元式和模块式两种。
将PLC的主要部分(包括CPU、 I/O系统、电源等) 体积小,安装方便,全部安装在一个机箱内。
要机器人像人一样拿取东西,最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节等部分组成的抓取和移动机构——执行机构;像肌肉那样使手臂运动的驱动-传动系统;像大脑那样指挥手动作的控制系统。
这些系统的性能就决定了机器人的性能。
一般而言,机器人通常就是由执行机构、驱动-传动系统和控制系统这三部分组成,如图 1-1 所示。
图1-1 机器人的一般组成对于现代智能机器人而言,还具有智能系统,主要是感觉装置、视觉装置和语言识别装置等。
目前研究主要集中在赋予机器人“眼睛”,使它能识别物体和躲避障碍物,以及机器人的触觉装置。
机器人的这些组成部分并不是各自独立的,或者说并不是简单的叠加在一起,从而构成一个机器人的。
要实现机器人所期望实现的功能,机器人的各部分之间必然还存在着相互关联、相互影响和相互制约。
它们之间的相互关系如图1-2 所示。
图1-2 机器人各组成部分之间的关系机器人的机械系统主要由执行机构和驱动-传动系统组成。
执行机构是机器人赖以完成工作任务的实体,通常由连杆和关节组成,由驱动-传动系统提供动力,按控制系统的要求完成工作任务。
驱动-传动系统主要包括驱动机构和传动系统。
驱动机构提供机器人各关节所需要的动力,传动系统则将驱动力转换为满足机器人各关节力矩和运动所要求的驱动力或力矩。
有的文献则把机器人分为机械系统、驱动系统和控制系统三大部分。
其中的机械系统又叫操作机(Manipulator),相当于本文中的执行机构部分。
机械手的发展工业机械手是在第二次世界大战期间发展起来的,始于40年代的美国橡树岭国家实验室的搬运核原料的遥控机械操作手研究,它是一种主从型的控制系统。
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,美国联合控制公司在上述方案的基础上,又试制成一台数控示教再现型机械手,命名为Unimate(即万能自动)。
1962年美国机械铸造公司也实验成功一种叫Versatran机械手,原意是灵活搬运,可作点位和轨迹控制;该机械手的中央立柱可以回转、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。
从60年代后期起,喷漆、弧焊工业机器人相继在生产中开始应用。
1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制出一种Unimation-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±lmm。
联邦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;联邦德国Kuka公司还生产一种点焊机械手,采用关节式结构和程序控制;日本是工业机器人发展最快,应用国家最多的国家,自1969年从美国引进两种典型机械手后,开始大力从事机械手的研究,目前以成为世界上工业机械手(机器人)应用最多的国家之一。
前苏联自六十年代开始发展应用机械手,主要用于机械化、自动化程序较低、繁重单调、有害于健康的辅助性工作。
我国工业机械手的研究与开发始于20世纪70年代。
1972年我国第一台机械手开发于上海,随之全国各省都开始研制和应用机械手。
从第七个五年计划(1986-1990)开始,我国政府将工业机器人的发展列入其中,并且为此项目投入的大量的资金,研究开发并且制造了一系列的工业机器人,有由北京机械自动化研究所设计制造的喷涂机器人,广州机床研究所和北京机床研究所合作设计制造的点焊机器人,大连机床研究所设计制造的氩弧焊机器人,沈阳工业大学设计制造的装卸载机器等等。