气动通用上下料机械手的设计——机械结构设计.doc文档24页全文免费阅读

调整被抓取物件的方位即姿势。

如冷 齿轮机床上下料机械手的手部等型式。

手腕 是连接手部和手臂的部件，并可用来形状尺寸和重量大小而定。

造成负压的方式 有气流负压式和真空泵式。

控制系统驱动系统被抓取工件执行机构 位置检测装置 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。

直线运动的组合即平面运动 回转运动如水平回转左右摆动运动 直线运动如伸缩升降横移运动 两回转运动的组合即空间曲面运动。

或俯仰运动均与立柱有密切的联系。

机械手的立往通常为固定不动的，但因工作 需要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。

行走机构 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。

立柱 立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的部分，手臂的回转运动和升降 手臂运动 基本运动 复合运动 直线运动与回转运动的组合即螺旋运动 两电磁铁产生。

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。

式和真空泵式。

控制系统驱动系统被抓取工件执行机构 位置检测装置 对于导磁性的环类和 对于轻小片状零件光滑薄板材料等，通常用负压吸盘吸料。

，它是靠吸附力如吸盘内形成负压或产生电吸磁 力吸附物件，相应的吸附式手部有负压吸盘和电磁盘两类。

部分内容简介螺母多，式弹 簧式和重力式等。

部分内容简介螺母多，式弹 簧式和重力式等。

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吸磁 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。

控制系统驱动系统被抓取工件执行机构 位置检测装置 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。

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。

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形槽燕尾槽等 导向型式。

立柱 立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的部分，手臂的回转运动和升降 手臂运动 基本运动 复合运动 直线运动与回转运动的组合即螺旋运动 两直线运动的组合即平面运动 回转运动如水平回转左右摆动运动 直线运动如伸缩升降横移运动 两回转运动的组合即空间曲面运动。

或俯仰运动均与立柱有密切的联系。

机械手的立往通常为固定不动的，但因工作 需要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。

行走机构 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。

滚轮式行走机构可分为有 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。

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。

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。

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，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 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，