文档介绍:----
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齐鲁工业大学2021届本科毕业设计〔论文〕
三自由度直角坐标机械手设计
作者XX汪增帅
专业机械设计制造及其自动化
指导教师XX付秀琢
专业技术职务
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齐鲁工业大学2021届本科ipulator〕。它起源于原子、军事工业,先是通过操作机来完成特定的作业,
后来开展到用无线电讯号操作机械手来进展探测月球等。工业中采用的锻造操作
机也属于这一X畴。第三类是专业机械手,主要附属于自动机床或自动生产线上,
用以解决机床上下料和工件传送。这种机械手在国外通常被称之为“Mechanical
Hand〞,它是为主机效劳的,由主机驱动。除少数外,工作程序一般是固定的,
因此是专用的。
机械手按照构造形式的不同又可分为多种类型,其中关节型机械手以其结
构紧凑,所占空间体积小,相对工作空间最大,甚至能绕过基座周围的一些障碍
物等这样一些特点,成为机械手中使用最多的一种构造形式,世界一些著名机械
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齐鲁工业大学2021届本科毕业设计〔论文〕
手的本体局部都采用这种机构形式的机械手。
要机械手像人一样拿取东西,最简单的根本条件是要有一套类似于指、腕、
臂、关节等局部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
机械手的性能。一般而言,机械手通常就是由执行机构、驱动-传动系统和控制
系统这三局部组成,如图1-1所示。
手部
腕部执行机构
臂部
腰部机
器基座部〔固定或移动〕
人
驱动-传动系统
电、液或气驱动装置
单关节伺服控制器
控制系统
关节协调及其它信息交换
计算机
图1-1机械手的一般组成
机械手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
械手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。驱动机构提供机械手各关节所需要的动力,传动系统那么将驱动力转换为
满足机械手各关节力矩和运动所要求的驱动力或力矩。有的文献那么把机械手分为
机械系统、驱动系统和控制系统三大局部。其中的机械系统又称操作机
(Manipulator),相当于本文中的执行机构局部。
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齐鲁工业大学2021届本科毕业设计〔论文〕
机械手首先是从美国开场研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台
机械手。它的构造特点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。
日本是工业机械手开展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进两种
典型机械手后,大力从事机械手的研究。
目前工业机械手大局部还属于第一代,主要依靠人工进展控制;控制方式
那么为开环式,没有识别能力;改良的方向主要是降低本钱和提高精度。
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,把感觉到的信息进展反响,
使机械手具有感觉机能。
第三代机械手〔机械手〕那么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,并逐步开展成为柔性制造系统FMS(Flexible
ManufacturingSystem)和柔性制造单元FMC(FlexibleManufacturingCell)
中的重要一环。
随着工业机械手研究制造和应用领域不断扩大,国际性学术交流活动十分
活泼,欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。国际工业机械手会议ISIR
决定每年召开一次会议,讨论和研究机械手的开展及应用问题。
目前,工业机械手主要用于装卸、搬运、焊接、铸锻和热处理等方面,无
论数量、品种和性能方面还不能满足工业生产开展的需要。使用工业机械手代替
人工操作的,主要是在危险作业〔广义的〕、多粉尘、高温、噪声、工作空间狭
小等不适于人工作业的环境。
在国外机械制造业中,工业机械手应用较多,开展较快。目前主要应用于
机床、模锻压力机的上下料,以及点焊、喷漆等作业,它可按照事先制订的作业
程序完成规定的操作,但还不具备传感反响能力,不能应付外界的变化。如发生
某些偏离时,就将引起零部件甚至机械手本身的损坏。
随着现代化科学技术的飞速开展和社会的进步,针对于上述各个领域的机
械手系统的应用和研究对系统本身也提出越来越多的要求。制造业要求机械手系
统具有更大的柔性和更强大的编程环境,适应不同的应用场合和多品种、小批量
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齐鲁工业大学2021届本科毕业设计〔论文〕
的生产