1、 业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，客户，次重新设计，品种 规格多批量小零部件通用化程度低供货周期长成本也不低，而且质量可 靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞 好系列化通用化模块化设计，积极推进产业化进程。我国的智能机器人和特种 机器人在计划的支持下，也取得了不少成果。其中最为突出的是水下机器 人，水下无缆机器人的成果居世界领先水平，还开发出直接遥控机器人双 臂协调控制机器人爬壁机器人管道机器人等机种在机器人视觉力觉触觉 声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作，有了定的发展基础。但是在多传 感器信息融合控制技术遥控加局部自主系统遥控机器人智能装配机器人机器 人化机械等的开发应用方面则刚刚起步，与国。
2、限制其应用范围，可能引起失火事故，而且影响 执行部分的运动平稳性及正确性。 工作时受温度变化影响较大。油温变化时，液体粘度变化，引起运动特性 变化。 因液压脉动和液体中混入空气，易产生噪声。 为了减少泄漏，液压元件的制造工艺水平要求较高，故价格较高且使用维 护需要较高技术水平。 鉴于以上这些缺陷，本机械手拟采用气压传动，气动技术有以下优点 介质提取和处理方便。气压传动工作压力较低，工作介质提取容易，而后 排入大气，处理方便，般不需设置回收管道和容器介质清洁，管道不易堵塞不 存在介质变质及补充的问题。 阻力损失和泄漏较小，在压缩空气的输送过程中，阻力损失较小般仅为 油路的千分之，空气便于集中供应和远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样， 造。
3、外，装配焊接机器人还应用了视觉力觉等传感器，而遥控机器人则采用视 觉声觉力觉触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制多传感 器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。 虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真预演发展到用于过程控制，如 使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。 当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者 与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统， 使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的索杰纳机器人 就是这种系统成功应用的最著名实例。 机器人化机械开始兴起。从年美国开发出虚拟轴机床以来，这种新 型装置已成为国际研究的热点之，纷纷探。
4、外先进水平差距较大，需要在原有成 绩的基础上，有重点地系统攻关，才能形成系统配套可供实用的技术和产品，以期 在十五后期立于世界先进行列之中。 课题的提出及主要任务 课题的提出 随着工业自动化程度的提高，工业现场的很多易燃易爆等高危及重体力劳动 场合必将由机器人所代替。这方面可以减轻工人的劳动强度，另方面可以大大 提高劳动生产率。例如，目前在我国的许多中小型汽车生产以及轻工业生产中，往 往冲压成型这工序还需要人工上下料，既费时费力，又影响效率。为此，我们把 上下料机械手作为我们研究的课题。 现在的机械手大多采用液压传动，液压传动存在以下几个缺点 液压传动在工作过程中常有较多的能量损失摩擦损失泄露损失等液压 传动易泄漏，不仅污染工作场地，。
5、，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。 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 传动等四中形式。 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，当动作有或发生 故障时即发出报警信号。 四位置检测装。
6、成和分类 机械手的组成 机械手的分类 国内外发展状况 课题的提出及主要任务 课题的提出 课题的主要任务 机械手的设计方案 机械手的座标型式与自由度 机械手的手部结构方案设计 机械手的手腕结构方案设计 机械手的手臂结构方案设计 机械手的驱动方案设计 机械手的控制方案设计 机械手的主要参数 机械手的技术参数列表 手部结构设计 夹持式手部结构 手指的形状和分类 设计时考虑的几个问题 手部夹紧气缸的设计, 气流负压式吸盘, 手腕结构设计, 手腕的自由度, 手腕的驱动力矩的计算, 手腕转动时所需的驱动力矩, 手臂结构设计, 手臂伸缩与手腕回转部分, 结构设计, 导向装置, 手臂伸缩驱动力的计, 手臂升降和回转部。
7、通过调 整可在不同场合使用，驱动系统和格性能范围内，其动作程序是可变的，控制系统 是的。通用机械手的工作范围大定位精度高通用性强，适用于不断变换生 产品种的中小批量自动化的生产。 通用机械手按其控制定位的方式不同可分为简易型和伺服型两种简易型以 开关式控制定位，只能是点位控制伺服型具有伺服系统定位控制系统，可 以点位控制，也可以实现连续轨迹控制，般的伺服型通用机械手属于数控类型。 二按驱动方式分 液压传动机械手 是以液若欲控制的点数多，则必然增加电气控制系统的复杂性。目前使 用的专用和通用工业机械手均属于此类。 连续轨迹控制 它的运动轨迹为空间的任意连续曲线，其特点是设定点为无限的，整个移动过 程处于控制之下，可以实现平稳和准确的运动，。
8、气动技术作为机器人中的驱动功能已有部分被工业界所接受，而且 对于不太复杂的机械手，用气动元件组成的控制系统己被接受，但由于气动机器人 这体系己经取得的系列重要进展过去介绍得不够，因此在工业自动化领域里， 对气动机械手气动机器人的实用性和前景存在不少疑虑。 课题的主要任务 本课题将要完成的主要任务如下 机械手为通用机械手，因此相对于专用机械手来说，它的适用面必须更广。 选取机械手的座标型式和自由度。 设计出机械手的各执行机构，包括手部手腕手臂等部件的设计。为了 使通用性更强，手部设计成可更换结构，既可以用夹持式手指来抓取棒料工件，又 可以用气流负压式吸盘来吸取板料工件。 绪论 机械手概述 机械手的组。
9、置 控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系 统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以 定的精度达到设定位置。 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。 按用途分 机械手可分为专用机械手和通用机械手两种 专用机械手 它是附属于主机的具有固定程序而无控制系统的机械装置。专用机械手 具有动作少工作对象单结构简单使用可靠和造价低等特点，适用于大附属， 如自动机床自动线的上下料机械手和加工中心批量的自动化生产的自动换 刀机械手。 通用机械手 它是种具有控制系统的程序可变的动作灵活多样的机械手。。
10、索开拓其实际应用的领域。我国的工业 机器人从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，目前己基本掌握了机器人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 漆弧焊点焊装配搬运等机器人其中有多台套喷漆机器人在二十余家 企业的近条自动喷漆生产线站上获得规模应用，弧焊机器人己应用在汽车制 造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外 比还有定的距离，如可靠性低于国外产品机器人应用工程起步较晚，应用领域 窄，生产线系统技术与国外比有差距在应用规模上，我国己安装的国产工业机器 人约台，约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产 。
11、并且使用范围广，但电气控制系统 复杂。这类工业机械手般采用小型计算机进行控制。 国内外发展状况 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势 工业机器人性能不断提高高速度高精度高可靠性便于操作和维修， 而单机价格不断下降，平均单机价格从年的万美元降至年的万美元。 机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机减速机 检测系统三位体化由关节模块连杆模块用重组方式构造机器人整机国外已有 模块化装配机器人产品问市。 工业机器人控制系统向基于机的开放型控制器方向发展，便于标准化 网络化器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构大大提高了系统的 可靠性易操作性和可维修性。 机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置速度加速度等传 感器。
12、成压力明显降低和严重污染。 动作迅速，反应灵敏。气动系统般只需要即可建立起所需的 压力和速度。气动系统也能实现过载保护，便于自动控制。 能源可储存。压缩空气可存贮在储气罐中，因此，发生突然断电等情况时， 机器及其工艺流程不致突然中断。 工作环境适应性好。在易燃易爆多尘埃强磁强辐射振动等恶劣 环境中，气压传动与控制系统比机械电器及液压系统优越，而且不会因温度变化 影响传动及控制性能。 成本低廉。由于气动系统工作压力较低，因此降低了气动元辅件的材质 和加工精度要求，制造容易，成本较低。 传统观点认为由于气体具有可压缩性，因此，在气动伺服系统中要实现高精 度定位比较困难尤其在高速情况下，似乎更难想象。此外气源工作压力较低，抓 举力较小。虽然。
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气动通用上下料机械手的设计——机械结构设计