机械手毕业设计

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五自由度机械手毕业设计

五自由度机械手毕业设计

五自由度机械手毕业设计简介毕业设计项目是基于五自由度机械手的设计与调试。

机械手作为一种重要的自动化设备,被广泛应用于各种工业场景中。

本项目旨在设计和实现一个五自由度机械手,以达到特定的工作任务,并对其进行调试和性能优化。

设计目标本项目的设计目标如下:1.组装一台五自由度机械手,包括底座、前臂、手臂和手爪等组成部分。

2.实现机械手的运动控制和精确定位,以可靠地完成给定的任务。

3.进行机械手的调试和性能优化,以提高其准确性和灵活性。

设计流程步骤一:机械手构建首先,需要根据机械手的设计要求,选择合适的机械结构和零件。

设计一个稳定的底座来支持机械手的运动。

然后,设计前臂和手臂以实现机械手的五自由度运动。

最后,设计一个手爪用于抓取目标物体。

步骤二:运动控制系统设计一个运动控制系统,用于实现机械手的精确定位和运动控制。

可以使用传感器来获取机械手当前的位置和姿态信息,并使用控制算法来计算和控制机械手的运动。

可以选择合适的传感器和控制器来实现这个功能。

步骤三:系统调试完成机械手的组装和运动控制系统的搭建之后,需要进行系统的调试和测试。

在调试过程中,可以逐步验证机械手的各个自由度的运动是否准确,并优化运动控制系统的参数以提高机械手的运动准确性和稳定性。

步骤四:任务实现完成机械手的调试之后,可以设计和实现一系列的任务来验证机械手的性能和应用能力。

可以设计一些基础任务,如抓取、放置和搬运物体等。

还可以设计更复杂的任务,如拧螺丝、组装零件等,以验证机械手在复杂环境中的运动控制和应用能力。

预期成果通过完成本毕业设计项目,预期实现以下成果:1.完整的五自由度机械手,包括底座、前臂、手臂和手爪等组成部分。

2.可靠的运动控制系统,能够实现机械手的精确定位和运动控制。

3.调试和优化完毕的机械手,具有较高的运动准确性和稳定性。

4.完成的任务实现,验证机械手的性能和应用能力。

时间计划本项目的时间计划如下:•第一周:项目立项和需求分析•第二周:机械结构设计和零件采购•第三周:机械手组装和基本运动控制实现•第四周:运动控制系统调试和优化•第五周:任务实现和性能测试•第六周:项目总结和报告编写结论通过本毕业设计项目,将能够全面了解五自由度机械手的设计和调试过程,掌握机械手的运动控制原理和实现方法,并对机械手的性能和应用能力进行验证和提升。

工业机械手毕业设计

工业机械手毕业设计

工业机械手毕业设计毕业设计题目:基于工业机械手的智能装配生产线设计1.概述在现代制造业中,自动化和智能化已经成为发展的趋势。

工业机械手作为自动化生产线的关键设备之一,具有高精度、高速度、高可靠性以及灵活性等优点,被广泛应用于各个行业的生产过程中。

本设计旨在基于工业机械手设计一条智能装配生产线,提高装配效率和质量。

2.设计目标(1)提高装配效率:通过引入工业机械手自动进行装配操作,可大大提高装配效率,减少人力资源的投入。

(2)提高装配质量:工业机械手具备高精度和高可靠性,可以有效避免人为因素对装配质量的影响,保证产品质量的稳定性和一致性。

(3)降低生产成本:自动化装配生产线能够减少人员的参与,降低劳动成本,并且能够提高生产线的利用率,降低生产成本。

(4)提高生产线的灵活性:工业机械手具有灵活的操作能力,可以根据产品的不同需求进行灵活调整,提高生产线的适应性。

3.设计步骤(1)需求分析:根据装配产品的要求和生产线的布局要求,明确生产线所需工业机械手的功能和性能。

(2)机械手选择:根据需求分析结果,选择适合的工业机械手,并进行性能测试和验证。

(3)系统设计:设计生产线的布局和工业机械手的运输路径,确定机械手的动作控制方式和装配过程中的传感器安装位置。

(4)装配过程规划:根据产品的装配流程,设定机械手的装配动作序列和时间参数。

(5)动作控制编程:根据装配过程规划,编写机械手的动作控制程序,并对程序进行调试和测试。

(6)系统集成与优化:将工业机械手与其他相关设备进行集成,并进行系统整体测试和性能优化。

(7)安全保障与故障排除:设计合理的安全保护装置,制定故障排除方案,确保生产线的安全性和稳定性。

4.设计效果与意义(1)装配效率提高:通过自动化装配生产线的引入,能够大幅提高装配效率,减少装配时间,提高生产效率。

(2)装配质量提升:工业机械手具备高精度和高可靠性的优点,能够减少人为因素对装配质量的影响,提高产品的一致性和稳定性。

机床上下料机械手的毕业设计

机床上下料机械手的毕业设计

机床上下料机械手的毕业设计毕业设计的主要目的是设计一个具有高效、安全、可靠的机床上下料机械手,能够满足工业生产中对于上下料操作的需求,提高生产效率和产品质量。

首先,设计要考虑机械手的结构和动力系统。

机械手的结构应该具有一定的刚性和稳定性,以保证在高速运动和负载条件下的运动精度和稳定性。

动力系统可以选择液压、气动或电动驱动方式,根据实际需求选择合适的驱动方式。

同时,也要考虑机械手的可重复定位精度和工作速度等指标的要求。

其次,设计要考虑机械手的控制系统。

控制系统一般由控制器、传感器和执行器等组成,可以选择PLC控制器或者控制卡进行控制。

传感器主要用于机械手的位置、力量和速度等参数的检测,以保证机械手的安全运行。

执行器则是实现机械手的运动控制和操作功能的关键部件。

另外,设计要考虑机械手的安全保护措施。

在机械手的设计中应该考虑到安全措施,如限位开关、急停开关和保护罩等,以确保操作人员的安全。

此外,设计要考虑机械手的编程和操作控制。

机械手的编程可以使用编程语言或者图形化编程工具进行,根据工厂的实际需求对机械手进行编程,实现自动化的上下料操作。

操作控制方面可以选择人机界面进行操作,使操作更加简便易行。

最后,需要对设计的机械手进行仿真和实验验证。

通过模拟仿真和实验验证,可以检验设计的机械手是否满足预期的要求,并进行相应的调整和改进。

综上所述,机床上下料机械手的毕业设计需要考虑到结构和动力系统、控制系统、安全保护措施、编程和操作控制等方面的考虑,同时还需要进行仿真和实验验证。

通过设计和实验验证,可以得到一个高效、安全、可靠的机床上下料机械手,提高生产效率和产品质量。

自动上下料机械手毕业设计

自动上下料机械手毕业设计

自动上下料机械手毕业设计一、需求分析随着工业自动化水平的提高,自动上下料机械手在工业生产线上的作用越来越重要。

自动上下料机械手能够替代人工完成重复的上下料工作,提高生产效率和产品质量。

因此,设计一个具有自动上下料功能的机械手成为了当前毕业设计的热门课题之一二、系统结构设计在设计自动上下料机械手之前,需要先明确机械手的结构和工作原理。

1.结构设计2.工作原理机械手的工作原理主要分为三个步骤:识别物体位置、抓取物体、放置物体。

a.物体识别机械手需要通过视觉系统或传感器来识别需要上下料的物体位置。

视觉系统可以通过图像处理技术识别物体的形状、颜色和位置信息,传感器可以通过接触或非接触方式感知物体的位置。

b.抓取物体机械手通过夹爪对物体进行抓取。

夹爪可以采用机械夹持、气动夹持或电磁夹持等方式来完成抓取动作。

在抓取物体时需要注意夹爪的力度和抓取位置,以确保物体不会被损坏或滑落。

c.放置物体机械手将抓取的物体放置到目标位置。

在放置物体时同样需要注意放置位置和力度,以确保物体能够准确放置到目标位置。

三、技术选型在设计自动上下料机械手的过程中,需要选取合适的技术和材料。

1.机械结构机械结构可以采用金属、塑料或复合材料制作,具体选材要根据机械手的负荷和精度要求来决定。

2.夹爪夹爪可以根据具体应用选择合适的类型,例如并行夹爪、夹具夹爪或磁力夹爪等。

3.控制系统机械手的运动控制系统可以采用单片机、PLC或伺服电机控制等方式。

选择控制系统时需要考虑运动速度、精度和整体效率等因素。

四、系统实现在设计完机械手的结构和选型之后,需要进行系统的实现。

1.机械结构制作根据设计要求制作机械手的机械结构,包括机械臂、夹爪和固定装置等。

2.控制系统搭建根据选定的控制系统,搭建机械手的运动控制系统。

可以通过编程、电路连接和传感器安装等方式完成。

3.调试和测试完成机械手的组装后,进行调试和测试。

通过调试和测试可以发现和解决机械手运动、抓取和放置等环节出现的问题,并对系统进行优化和改进。

机械手设计 毕业设计题目

机械手设计 毕业设计题目

有关“机械手设计”的毕业设计机械手设计是自动化和机器人领域的一个重要主题。

有关“机械手设计”的毕业设计如下:1.确定设计目标:在开始设计之前,明确你的设计目标是非常重要的。

这可能包括机械手的功能、应用领域、预期的精度和成本预算等。

2.调研和分析:在开始设计之前,进行充分的调研和分析是必要的。

了解当前市场上已有的机械手设计,分析其优缺点,并确定你的设计如何与它们区分开来。

3.机械手结构选择:根据设计目标,选择合适的机械手结构。

这可能包括机械臂、手指或其他运动部件。

了解不同类型的机械手结构及其运动特性,选择最适合你设计的结构。

4.运动规划:确定机械手的运动轨迹和操作方式。

这可能涉及确定关节角度、运动范围和速度等参数。

使用运动学方程或计算机仿真软件来验证和优化运动规划。

5.控制系统设计:设计用于控制机械手运动的控制系统。

这可能包括电机驱动、传感器输入和控制器算法等。

选择合适的控制系统硬件和软件,并编写控制程序以实现所需的运动和操作。

6.材料选择:选择用于制造机械手的材料。

这可能包括金属、塑料或其他复合材料。

考虑材料的强度、刚度、耐磨性和成本等因素。

7.制造和装配:将设计转化为实际的机械手结构。

这可能涉及制造工艺、装配和调试等步骤。

确保制造过程中保持精度和质量标准。

8.测试和评估:对制造完成的机械手进行测试和评估。

这可能包括性能测试、精度测试和可靠性测试等。

根据测试结果对设计进行必要的调整和优化。

9.文档编写和报告:完成设计后,编写详细的文档和报告,包括设计说明、制造流程、测试结果等。

这将有助于展示你的设计和理解,并为你的毕业设计提供全面的记录。

机械手总体方案毕业设计

机械手总体方案毕业设计

机械手总体方案毕业设计引言:机械手是一种能够模拟人手动作的自动化装置,广泛应用于工业生产、医疗领域、科研实验等。

本总体方案旨在设计一台能够实现多自由度运动、具备灵活性和精确性的机械手。

一、设计目标:1.实现多自由度运动:机械手设计应具备足够的关节自由度,能够在不同方向和角度进行运动,适应不同工作场景的需求。

2.提高操作灵活性:机械手应具备灵活的手指和手腕,能够适应各种尺寸和形状的物体抓取,而不会因为形变而导致抓取失败。

3.实现精确控制:机械手的运动应具备高精度,并能够实现准确定位和精确操控。

4.提高安全性:机械手设计应考虑安全性,具备防护装置和自动停机等功能,确保操作人员的安全。

二、机械结构设计:1.关节设计:机械手应由多个关节组成,每个关节由电动机驱动,实现灵活的运动。

关节设计应具备足够的承载能力和稳定性,以确保机械手长时间运行的可靠性。

2.手指设计:机械手手指应具备可调节的灵活性,能够适应不同尺寸和形状的物体抓取。

手指可以采用弹性材料或具有可伸缩性的结构,以增加抓取的稳定性。

3.手腕设计:机械手腕部分应具备多自由度运动,既能够实现水平方向的旋转,又能够实现垂直方向的上下移动,以适应不同工作场景的需求。

4.传动系统设计:机械手的传动系统应选择合适的传动方式,如齿轮传动、链条传动等,以确保精确的位置控制和运动控制。

三、控制系统设计:1.电路设计:机械手的控制系统应包括电源、电机驱动器和数据传输装置。

电路设计应考虑供电稳定性、电磁干扰等因素,以确保机械手的正常运行。

2.传感器设计:机械手应搭载合适的传感器,用于感知物体的位置、形状和力度等参数,以实现对物体的准确抓取和操控。

3.控制算法设计:机械手的控制算法应具备实时性和精确性,能够根据传感器信息实现对机械手的准确控制。

常见的控制算法包括PID控制、模糊控制等。

4.用户界面设计:机械手的控制系统应提供友好的用户界面,使操作人员能够方便地操作机械手,并获取相关信息。

机械手毕业设计 (2)

机械手毕业设计 (2)

机械手毕业设计1. 引言机械手,也称为机器手臂,是一种用于辅助、自动执行一系列工业任务的机械装置。

随着科技的不断发展,机械手在生产制造领域得到了广泛应用。

本文旨在介绍一个关于机械手的毕业设计项目,包括设计背景、目标、可行性分析,以及具体的设计方案和实施计划。

2. 设计背景目前,各个行业的生产制造过程中都需要使用机械手来完成繁重、危险或精密的工作。

为了提高工作效率和质量,设计与开发一个高效、精确的机械手成为迫切需求。

3. 设计目标本毕业设计旨在设计一个具有以下特点的机械手:•稳定性:机械手必须能够在不同工作环境下保持稳定,并且能够承受合适的负荷。

•灵活性:机械手需要具备足够的灵活性和适应性,能够完成不同种类的任务。

•精度:机械手在执行任务时需要具备较高的定位精度,以确保工作的准确性。

•自动化:机械手需要具备一定的自主决策和自动化能力,能够根据任务需要进行自主操作。

4. 可行性分析在设计过程中,我们进行了可行性分析来评估设计方案的可行性。

可行性分析包括以下几个方面:•技术可行性:通过相关的技术研究和实验,我们确定设计方案具备可行性。

•经济可行性:我们评估了设计和制造机械手所需要的成本,并进行了成本效益分析,确认项目的经济可行性。

•时间可行性:我们制定了详细的项目计划,并评估了完成设计和制造所需要的时间,确认项目的时间可行性。

基于可行性分析的结果,我们确定了毕业设计的可行性,并继续进行了后续工作。

5. 设计方案基于设计目标和可行性分析的结果,我们提出了下面的设计方案:•选择适当的机械结构:根据任务的特点和要求,我们选择了合适的机械结构,包括关节式和平行式机械手臂。

•配置合适的传感器:为了提高机械手的反馈控制能力,我们配置了合适的传感器,例如位置传感器、力传感器和视觉传感器等。

•开发控制系统:我们设计和开发了机械手的控制系统,包括硬件和软件部分。

控制系统能够实现机械手的运动控制、力控制和视觉控制等功能。

机械手毕业设计说明书

机械手毕业设计说明书

机械手毕业设计说明书一、设计目的本毕业设计旨在设计一种机械手,能够根据预先设定的程序自动执行各种操作。

通过该设计,可以提高工作效率,减少人力成本,同时具备高精度和高可靠性。

二、设计背景近年来,随着工业自动化的不断发展,机械手在工业生产中的应用越来越广泛。

机械手凭借其高速、高精度、高可靠性等优势,成为工厂生产线上的重要设备之一。

因此,设计一种功能强大的机械手对于工业生产的提升具有重要意义。

三、设计内容1.机械结构设计本设计采用七自由度机械手结构,包括基座、旋转关节、摇摆关节、剪切关节以及爪子等部分。

结构设计中要考虑刚性、稳定性以及重量平衡等因素,确保机械手能够准确地执行各种操作。

2.传感器系统设计为了使机械手具备自主感知能力,本设计将配备多种传感器,如力传感器、视觉传感器等。

通过传感器系统的设计,机械手可以根据实时的反馈信息进行运动控制,提高操作的准确性和安全性。

3.运动控制系统设计运动控制系统是机械手的核心部分,本设计将采用PLC (可编程逻辑控制器)作为控制器,结合伺服驱动器实现机械手的精确定位和协调运动。

通过编写程序,机械手可以根据预先设定的路径和信号执行各种操作。

四、设计过程1.需求分析针对机械手的应用场景和功能需求,进行需求分析。

确定机械手所需执行的任务类型、速度要求、负载能力等。

2.机械结构设计根据需求分析,设计机械手的结构,包括基座、旋转关节、摇摆关节、剪切关节和爪子等。

进行力学分析和模拟,确保结构设计的合理性和可靠性。

3.传感器系统设计根据需求分析,确定机械手所需的传感器类型和数量。

选择合适的传感器并安装在机械手上,设计传感器的接口电路和数据处理算法。

4.运动控制系统设计选择合适的PLC和伺服驱动器,进行硬件选型和连接。

编写控制程序,实现机械手的位置控制、速度控制和力控制等功能。

5.整体集成与测试将机械结构、传感器系统和运动控制系统进行整体集成。

进行系统测试,检验机械手的功能和性能是否满足设计要求。

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摘要在当今大规模的制造业中,企业为提高生产效率,保障产品质量,普遍重视生产过程的自动化程度,工业机械手作为自动化生产线上的重要成员,逐渐被企业认同并采用。

工业机械手的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家的工业自动化水平。

目前,工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重要性并且劳动强度极大的工作,工作方式一般采取试教在线的方式。

本文通过分析现代机械手的作用,发展简史,组成(包括执行机构,驱动机构,控制系统),全面详尽地讨论了直角坐标机械手的手部,腕部,手臂以及机身等主要部件的结构设计,其中包括机械部分的零部件,比如滚珠丝杠,联轴器,单轴驱动器的使用条件,种类选型,设计基本要求,优点特点分析,结构设计,基本参数的选定,计算与校核,以及安全性的分析。

还有控制部分的各电机的马达型号,种类,简介,控制步骤分析,部分控制程序的编写,运行特性分析,基本参数的计算和校核。

最终实现的目标包括:实现步进电机的开环控制,通过手臂的执行机构实现空间任意位置的抓取,实现手部快速,有效的抓取物体,有良好的传感和限位功能使每个自由度上的运停快速,准确。

做到尽量体积小,重量轻,功耗低,维护方便,外形美观,动作灵敏,传动平稳,程序简洁,运行误差小等优点。

关键词:机械手,滚珠丝杠,单轴驱动器,步进电机,手臂,手部,直角坐标The design of the Cartesian coordinate manipulatorABSTRACTIn today's large-scale manufacturing, the enterprise to improve production efficiency and ensure product quality, universal attention production process automation degree, manipulator as an important member of automatic production line, gradually by enterprise and the use of identity. Industrial robot technology level and application degree to a certain extent reflect a nation of industrial automation level. Currently, the manipulator main bear the welding, painting, handling and storage, and the intensity of labor great importance of the work, work way to try to teach the general way online.This article elaborates the structure design of the major parts of the Cartesian coordinate manipulator, such as hand, wrist, arm and the machine body. In which includes designing the components of the mechanical part. Such as ball screws, coupling, single axis actuator, mainly describing the use condition, type selection, basic requirement of design, analysis of the strong point, characteristic, calculate and proofread the basic parameter, analysis of security. Besides, it also includes designing of the control part. Such as the motor model, kind, briefintroduction, analysis of the control steps, compile control procedure partly, analysis of the motion characteristic, designate, calculate and proofread the basic parameter.The target which should be terminally realize including: achieving the open loop control of the step motor, achieving grabbing object in space arbitrarily position by the actuator of the arm. Realizing grabbing object by hand quickly, effectively. Possessing the good function of sense and limiting position, which makes the motion and stop quickly and precisely. Realizing the merits including small volume, light weight, low power dissipation, easy maintenance, beautiful appearance, sensitive action, smooth transmission, succinct procedure, operation in small error. Key words: manipulator, ball screws, single axis actuator, step motor, arm, hand, Cartesian coordinate简易小型直角坐标机械手设计0 引言0.1 机械手的简介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提供耐用消费品的产业,不论是传统产业,还是新兴产业,都离不开各种各样的机械设备。

机械工业所提供装备的性能、质量和成本,对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。

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重要指标。

因此,世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济战略重点之一。

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,工业机械手的工业机器人的一个重要分支,它的特点是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发展前景。

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,在现代化生产过程中,机械手被广泛的运用于自动化生产线中,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。

机械手虽然目前还不如人手那样灵活,但它具有能不断重复和劳动,不知疲劳,不惧危险,抓举重物的力量比人手大的特点,因此机械手已受到许多部门的重视,并越来越广泛的得到了应用。

机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。

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,是一门跨多种学科的综合技术。

机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器,它有多个自由度,可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。

0.2 工业机械手的作用机械手在工业生产中的应用极为广泛,可以归纳为以下一些方面。

0.2.1 建造旋转体零件(轴类、盘类、环类)自动线一般都采用机械手在机床之间传送工件。

国内已建成的这类自动线很多,如沈阳水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号电动机轴加工自动线(轴类),上海拖拉机齿轮厂的齿柸加工自动线(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缸盖加工自动线转位机械手。

0.2.2 在实现单机自动化方面(1)各类半自动车床,有自动夹紧、进刀、切削、退刀和松开的功能,但仍需人工上下料;装上机械手,可实现全自动生产,一人看管多台机床。

目前,机械手在这方面应用最多,如上海柴油机厂的曲拐自动车床和座圈自动车床机械手,大连第二机床厂的自动循环液压仿形车床机械手,沈阳第三机床厂的Y38滚齿机械手,青海第二机床厂的滚齿花键机床机械手等。

由于这方面使用已有成熟的经验,国内一些机床厂已在这类机床产品出厂时就附上机械手,或为用户自行安装机械手提供条件。

(2)注塑机有加料、合模、成型、分模等自动工作循环,装上机械手自动装卸工件,可实现全自动生产。

(3)冲床有自动上下料冲压循环,装上机械手上下料,可实现冲压生产自动化。

目前机械手在冲床上应用有两个方面:一是160t 以上的冲床用机械手的较多。

如沈阳低压开关厂200t冲床磁力起动器壳体下料机械手和天津拖拉机厂400t冲床的下料机械手等;一是用于多工位冲床,用作冲压件工位间步进,如上海第二汽车配件厂的灯壳冲压生产线机械手(生产线中有两台多工位冲床)和天津二轻局技术研究所制作的12t和40t多工位冲床机械手等。

0.2.3 铸、锻、焊、热处理等加工方面在模锻方面,国内大批量生产的3t、5t、10t模锻锤,其所配的转底炉,用两只机械手成一定夹角布置在炉前,实现进出料自动化。

上海柴油机厂、北京内燃机厂、洛阳拖拉机厂等已有较成熟的经验。

总的来说,工业机械手满足了社会生产的需要,其特点是:对环境的适应性强,能代替人从事危险、有害的操作,在长时间工作对人体有害的场所,机械手不受影响,只要跟据工作环境进行合理设计,选择适当的材料和结构,机械手就可以在异常的高温或低温、异常压力和有害气体、粉尘、放射线作用下,以及冲压、灭火等危险环境中胜任工作。

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