機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)(2)

1、.目前工業(yè)機(jī)械手的應(yīng)用逐步擴(kuò)大，技術(shù)性能在不斷提高。由于發(fā)展時(shí)間較短，人們對(duì)它有一個(gè)逐步認(rèn)識(shí)的過程，機(jī)械手在技術(shù)上還有一個(gè)逐步完善的過程，其目前的發(fā)展趨勢(shì)是：(一 )擴(kuò)大機(jī)械手在熱加工行業(yè)上的應(yīng)用，171 前國內(nèi)機(jī)械手應(yīng)用在機(jī)械工業(yè)冷加工作業(yè)中的較多，而在鑄、鍛、焊、熱處理等熱加工以及裝配作業(yè)等方面的應(yīng)用較少。因熱加工作業(yè)的物件重、形狀復(fù)雜、環(huán)境溫度高等，給機(jī)械手的設(shè)計(jì)、制造帶來不少困難，這就需要解決技術(shù)上的難點(diǎn)，使機(jī)械手更好地為熱加工作業(yè)服務(wù)。同時(shí)，在其它行業(yè)和工業(yè)部門，也將隨著工業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，而逐步擴(kuò)大機(jī)械手的使用。(=)提高工業(yè)機(jī)械手的工作性能機(jī)械手工作性能的優(yōu)劣，決定著它能否正

2、常地應(yīng)用于生產(chǎn)中。機(jī)械手工作性能中的重復(fù)定位精度和工作速度兩個(gè)指標(biāo)，是決定機(jī)械手能否保質(zhì)保量地完成操作任務(wù)的關(guān)鍵因素。因此要解決好機(jī)械手的工作平穩(wěn)性和快速性的要求，除了從解決緩沖定位措施入手外，還應(yīng)發(fā)展?jié)M足機(jī)械手性能要求價(jià)廉的電液伺服閥，將伺服控制系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)械手上。(三 )發(fā)展組合式機(jī)械手從機(jī)械手本身的特點(diǎn)來說，可變程序的機(jī)械手更適應(yīng)產(chǎn)品改型、設(shè)備更新，多品種小批量的要求，但是它的成本高，專用機(jī)械手價(jià)廉，但適用范圍又受到限制。因此，對(duì)一些特殊用途的場(chǎng)合，就需要專門設(shè)計(jì)、專門加工，這樣就提高了產(chǎn)品成本。為了適應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域分門別類的要求，可將機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成可以組合的型式。組合式機(jī)械手是將一些通

3、用部件(如手臂伸縮部件，升降部件、 回轉(zhuǎn)部件和腕部回轉(zhuǎn)、俯仰部份等 根據(jù)作業(yè)的要求 S 選擇必要的能完成預(yù)定機(jī)能的單元部件，以機(jī)座為基礎(chǔ)進(jìn)行組合，配上與其業(yè)的要求 S 選擇必要的能完成預(yù)定機(jī)能的單元部件，以機(jī)座為基礎(chǔ)進(jìn)行組合，配上與其相適應(yīng)的控制部分， 即成為能完成特殊要求的機(jī)械手。 它可以簡化結(jié)構(gòu)， 兼顧了使用上的專用性和設(shè)計(jì)上的通用性， 便于標(biāo)準(zhǔn)化、 系列化設(shè)計(jì)和組織專業(yè)化生產(chǎn)， 有利于提高機(jī)械手的質(zhì)量和降低造價(jià)，是一種有發(fā)展前途的機(jī)械手。(四 )研制具有“視覺 和“觸覺 的所謂“智能機(jī)甓人對(duì)于需用人工進(jìn)行靈巧操作及需要進(jìn)行判斷的工作場(chǎng)合，工業(yè)機(jī)械手很難代替人的勞動(dòng)。如在工作過程中出現(xiàn)事故

4、、障礙和情況變化等，機(jī)械手不能自動(dòng)分辨糾正，而只能停機(jī)，待人們排除意外事故后才能繼續(xù)工作。因此，人們對(duì)機(jī)械手提出了更高的要求，希望使其具有“視覺” 、“觸覺艫等功能，使之對(duì)物件進(jìn)行判斷、選擇，能連續(xù)調(diào).節(jié)以適應(yīng)變化的條件，并能進(jìn)行“手-Itl躉 協(xié)調(diào)動(dòng)作。這就需要一個(gè)能處理大量信息的計(jì)算機(jī)，要求人與機(jī)器“對(duì)話”進(jìn)行信息交流。這種帶“視覺、矗觸覺反饋的，由計(jì)算機(jī)控制的，具有人的部分“智能”的機(jī)械裝置稱為“智能機(jī)器人 。所謂“智能， ，是包括。識(shí)別、學(xué)習(xí)、記憶、分析判斷的功能。而識(shí)別功能是通過“視覺胗、 “觸覺”和“聽覺 等感覺“器官 認(rèn)識(shí)對(duì)象的。具有感覺功能的機(jī)器人，其工作性能是比較完善的， 能

5、夠準(zhǔn)確地夾持任意方位的物件，判斷物件重量，越過障礙物進(jìn)行工作，自動(dòng)測(cè)出夾緊力大小，并能自動(dòng)調(diào)節(jié)，適用于從事復(fù)雜、精密的操作，如裝配作業(yè)(國外研制的裝配機(jī)器人，能將活塞裝入間隙漢20 微米的汽缸內(nèi) )，它有著一定的發(fā)展前途。智能機(jī)器人是一種新興的技術(shù)，對(duì)它的研究將涉及到電子技術(shù)、控制論、通訊技術(shù)、電視技術(shù)、空問機(jī)構(gòu)和仿生機(jī)械學(xué)等學(xué)科。它是當(dāng)代自動(dòng)控制技術(shù)的一個(gè)新興的領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能機(jī)器人將會(huì)代替人做更多的工作。(四 )研制具有“視覺 和“觸覺 的所謂“智能機(jī)甓人對(duì)于需用人工進(jìn)行靈巧操作及需要進(jìn)行判斷的工作場(chǎng)合，工業(yè)機(jī)械手很難代替人的勞動(dòng)。如在工作過程中出現(xiàn)事故、障礙和情況變化等，機(jī)

6、械手不能自動(dòng)分辨糾正，而只能停機(jī)，待人們排除意外事故后才能繼續(xù)工作。因此，人們對(duì)機(jī)械手提出了更高的要求，希望使其具有“視覺”、“觸覺艫等功能，使之對(duì)物件進(jìn)行判斷、選擇，能連續(xù)調(diào)節(jié)以適應(yīng)變化的條件，并能進(jìn)行“手 -Itl 躉 協(xié)調(diào)動(dòng)作。這就需要一個(gè)能處理大量信息的計(jì)算機(jī)，要求人與機(jī)器“對(duì)話”進(jìn)行信息交流。這種帶“視覺 、矗觸覺反饋的，由計(jì)算機(jī)控制的，具有人的部分“智能”的機(jī)械裝置稱為“智能機(jī)器人 。所謂“智能， ，是包括。識(shí)別、學(xué)習(xí)、記憶、分析判斷的功能。而識(shí)別功能是通過“視覺胗、 “觸覺”和“聽覺 等感覺“器官 認(rèn)識(shí)對(duì)象的。具有感覺功能的機(jī)器人，其工作性能是比較完善的， 能夠準(zhǔn)確地夾持任意方位

7、的物件，判斷物件重量，越過障礙物進(jìn)行工作，自動(dòng)測(cè)出夾緊力大小，并能自動(dòng)調(diào)節(jié)，適用于從事復(fù)雜、精密的操作，如裝配作業(yè)(國外研制的裝配機(jī)器人，能將活塞裝入間隙漢20 微米的汽缸內(nèi))，它有著一定的發(fā)展前途。智能機(jī)器人是一種新興的技術(shù)，對(duì)它的研究將涉及到電子技術(shù)、控制論、通訊技術(shù)、電視技術(shù)、空問機(jī)構(gòu)和仿生機(jī)械學(xué)等學(xué)科。它是當(dāng)代自動(dòng)控制技術(shù)的一個(gè)新興的領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能機(jī)器人將會(huì)代替人做更多的工作。二、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè)問題(一 )應(yīng)具有足夠的握力(HP 夾緊力 )、在確定手指的握力時(shí)，除考慮工件重量外，還應(yīng)考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)，以保證工件不致產(chǎn)生松動(dòng)或脫落。.(-)

8、手指間應(yīng)具有一定的開閉角兩手指張開與閉合的兩個(gè)極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角一，如圖2 8 所示。手指的開閉角應(yīng)保證工件能順利進(jìn)入或脫開。若夾持不同直徑的工件，應(yīng)按最大直徑的工件考慮。對(duì)于移動(dòng)型手指只有開閉幅度的要求。(-) 應(yīng)保證工件準(zhǔn)確定位為使手指和被夾持工件保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置， 必須根據(jù)被抓取工件的形狀， 選擇相應(yīng)狀。例如圓柱形工件采用帶“ V ”形面的手指，以便自動(dòng)定心。(四 )應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度手指除受到被夾持工件的反作用力外，還受到機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)的影響， 要求有足夠的強(qiáng)度和剛度以防折斷或彎曲變形，但應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，自重戥芎凹嬰形，但出盡重儻玷嗣

9、間早紫暌，目重輕， 并使手部的重心在手腕的回轉(zhuǎn)軸線上，使圖 2 8 手指開閉角示意圖手腕的扭轉(zhuǎn)力矩最小為佳。(五 )應(yīng)考慮被抓取對(duì)象的要求1抓取形狀手指形狀應(yīng)根據(jù)工件形狀而設(shè)計(jì)。如工件為圓柱形，則采用“V ，形手指，圓球狀工件用圓弧形三指手指j 方料用平面形手指；細(xì)絲工件用尖指勾形或細(xì)齒鉗爪手指?？傊畱?yīng)根據(jù)工件形狀來選定手指形狀。2抓取部位抓取部位的尺寸盡可能是不變的，若加工后尺寸有變化，手指應(yīng)能適應(yīng)尺寸變化的要求，否則不允許定為抓取部位。對(duì)于工件表面質(zhì)量要求高的，抓取時(shí)盡量避開高質(zhì)量表面或在手指上加軟質(zhì)墊片 (如橡皮、泡沫塑料、石棉襯墊等 )以防夾持時(shí)損壞工件。3抓取數(shù)量若用一對(duì)手指抓取多個(gè)工件，為了不發(fā)生個(gè)別工件的松動(dòng)或脫落現(xiàn)象，在手指上可增加彈性襯墊，如橡皮、泡沫塑料等，如圖2 9、