四自由度多用途氣動(dòng)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制實(shí)現(xiàn)-自動(dòng)取料機(jī)械手含10張CAD圖帶開(kāi)題,自由度,多用途,氣動(dòng),機(jī)器人,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),控制,節(jié)制,實(shí)現(xiàn),自動(dòng),機(jī)械手,10,cad,開(kāi)題 開(kāi) 題 報(bào) 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫 2000字左右的文獻(xiàn)綜述： 文 獻(xiàn) 綜 述 摘要 在現(xiàn)代生活中，由于科技的快速發(fā)展和物質(zhì)生產(chǎn)的大量需求，取料機(jī)械手的出現(xiàn)大大的提高了生產(chǎn)效率和減少了生產(chǎn)成本，并且成為了機(jī)械工程中的重要一部分。但時(shí)至今日，在取料機(jī)械手的設(shè)計(jì)方面仍存在諸多的難點(diǎn)和問(wèn)題。本文主要通過(guò)討論取料機(jī)械手的歷史背景、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、現(xiàn)實(shí)應(yīng)用、發(fā)展趨勢(shì)，詳細(xì)的說(shuō)明了取料機(jī)械手在設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，并著力討論如何設(shè)計(jì)更高效的取料機(jī)械手。 關(guān)鍵詞 歷史背景 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 現(xiàn)實(shí)應(yīng)用 發(fā)展趨勢(shì) 1 機(jī)械手的背景 數(shù)百年前人們就夢(mèng)想制造出一種能像人手一樣運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作的機(jī)構(gòu)，從而使人們從繁瑣的機(jī)械勞動(dòng)中解脫，早在兩千年前一些自動(dòng)和簡(jiǎn)單的木偶人就開(kāi)始出現(xiàn)了，所以人們從古至今一直致力于研發(fā)這種機(jī)構(gòu)。隨著現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的崛起和迅速發(fā)展，人們對(duì)機(jī)械化生產(chǎn)的要求越來(lái)越高，于是便衍生出了一系列的取料機(jī)械手。 用作再現(xiàn)人們手部動(dòng)作的機(jī)械裝置稱為機(jī)械手。機(jī)械手是模仿人們手部和手臂部的部分動(dòng)作，按先前給定的程序、軌跡和要求來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)等操作的自動(dòng)機(jī)械裝置[1]。工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，并且經(jīng)過(guò)一定階段的發(fā)展已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。工業(yè)機(jī)械手涉及到機(jī)械學(xué)、力學(xué)、電器液壓技術(shù)學(xué)、自動(dòng)控制技術(shù)學(xué)、傳感器技術(shù)學(xué)等多方面領(lǐng)域的綜合知識(shí)。目前，液壓元件產(chǎn)品約有1000個(gè)品種，近10000個(gè)規(guī)格。我國(guó)對(duì)液壓工業(yè)的發(fā)展重視與國(guó)外企業(yè)進(jìn)行有效的經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作，近年來(lái)持續(xù)引進(jìn)了許多液壓元件和液壓系統(tǒng)為基礎(chǔ)的制造技術(shù)，對(duì)提高產(chǎn)品水平和生產(chǎn)能力起到了舉足輕重的作用[2]。 2 機(jī)械手國(guó)內(nèi)外的發(fā)展 工業(yè)機(jī)械手于第二次世界大戰(zhàn)期間發(fā)展起來(lái)，開(kāi)始于40年代的美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的搬運(yùn)核原料的遙控機(jī)械手研究。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手；1962年，美國(guó)聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上，又試制成一臺(tái)數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。目前，國(guó)際內(nèi)機(jī)械手的制造公司主要分為歐系和日系。日系主要品牌有不二越、川崎、安川、松下、FANLUC、OTC、等公司產(chǎn)品。歐系品牌主要有德國(guó)的KUKA、CLOOS，意大利的DALMEC，奧地利的GM和瑞典的ABB等公司產(chǎn)品[3~6]。 我國(guó)的工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用起步于20世紀(jì)70年代初期，其發(fā)展經(jīng)過(guò)30多年，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：70年代萌芽期，80年代開(kāi)發(fā)期，90年代應(yīng)用化期。國(guó)外機(jī)械手企業(yè)占據(jù)著我國(guó)大部分工業(yè)機(jī)械手市場(chǎng)份額，面臨著如此強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，國(guó)內(nèi)機(jī)械手企業(yè)面臨著巨大的競(jìng)爭(zhēng)壓力[7,8]。如今，我國(guó)正在從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)型發(fā)展，國(guó)內(nèi)制造業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)，同時(shí)也帶來(lái)諸多機(jī)遇。目前，提高國(guó)內(nèi)自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)的任務(wù)迫在眉睫，我國(guó)，務(wù)必會(huì)加大對(duì)機(jī)器人、機(jī)械手工業(yè)化發(fā)展與應(yīng)用的政策支持與資金投入，將會(huì)給機(jī)械手產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入新的動(dòng)力[9]。 3 機(jī)械手的應(yīng)用 目前，取料機(jī)械手主要用于流水線傳送、裝配、取料、焊接、鑄造、熱處理等方面，無(wú)論數(shù)量、品種和性能等各方面都能基本滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需求。在國(guó)內(nèi)主要是發(fā)展各方面所能應(yīng)用的機(jī)械手，逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件從而解放繁瑣重復(fù)的勞動(dòng)力，在應(yīng)用專用取料機(jī)械手的同時(shí)，還必須相應(yīng)地去發(fā)展通用取料機(jī)械手，比如，機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，如升降、伸縮、橫移、擺動(dòng)、俯仰等機(jī)構(gòu)，以及用于不同類型的夾緊機(jī)構(gòu)等設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu)，從而根據(jù)不同的作業(yè)要求，以便選用不同的典型部件，則可組成不同用途的機(jī)械手，這樣一來(lái)即便于設(shè)計(jì)制造，又便于改換工作環(huán)境，擴(kuò)大了機(jī)械手的應(yīng)用的范圍[10~12]。與此同時(shí)要提高機(jī)械手的運(yùn)行速度，減少?zèng)_擊，更加準(zhǔn)確的定位，和提高其精度才能更好地讓機(jī)械手在工業(yè)化生產(chǎn)中發(fā)揮至關(guān)重要作用。 機(jī)械手主要由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括軀干部分、手臂部分、關(guān)節(jié)部分和手指部分。手部裝在手臂前端，可以轉(zhuǎn)動(dòng)、開(kāi)閉手指。機(jī)械手手部的構(gòu)造系統(tǒng)模仿人的手指，分為自由關(guān)節(jié)、固定關(guān)節(jié)和無(wú)關(guān)節(jié)和三種。手指的數(shù)量又可以分為二指、三指、四指等，但因?yàn)樯a(chǎn)和技術(shù)需求其中以二指用得最多，可根據(jù)夾持對(duì)象的形狀和大小配備多種形狀和尺寸的夾頭，以適應(yīng)操作的需要[13]?？傊?，機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)離不開(kāi)直線移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)二種，因此它采用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是電液脈沖馬達(dá)、伺服液壓馬達(dá)、交流伺服電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直線液壓缸、擺動(dòng)液壓缸等；軀干是安裝手臂、動(dòng)力源和各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)架[14]。 4 機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì) 隨著機(jī)械手發(fā)展的深度和廣度以及機(jī)器人智能水平的提高，機(jī)械手已在眾多領(lǐng)域得到利用，從傳統(tǒng)的汽車制造領(lǐng)域向非制造領(lǐng)域延伸，如建筑業(yè)、國(guó)防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、食品加工、生活服務(wù)領(lǐng)域等。目前在一些機(jī)種方面，如弧焊機(jī)械手、點(diǎn)焊機(jī)械手、搬運(yùn)機(jī)械手、裝配機(jī)械手、噴涂機(jī)械手、特種機(jī)械手等都基本掌握了機(jī)械手操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，解決了控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的配置和設(shè)計(jì)問(wèn)題，軟件的設(shè)計(jì)和程序的編制等關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)還掌握了弧焊自動(dòng)線及其周邊配套設(shè)備的全套自動(dòng)通信、自動(dòng)化噴漆線、協(xié)調(diào)控制技術(shù)；在基礎(chǔ)元件方面，機(jī)械手焊接電源、焊縫自動(dòng)跟蹤裝置和諧波減速器等也有了突破。從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，我國(guó)已經(jīng)具備了自主獨(dú)立發(fā)展機(jī)械手技術(shù)的基礎(chǔ)并且在未來(lái)幾年，隨著激光技術(shù)、傳感技術(shù)、工程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，這些技術(shù)將會(huì)被廣泛用在機(jī)械手工作領(lǐng)域，使機(jī)械手的應(yīng)用更為高效、高質(zhì)[15]。 5 總結(jié) 綜上所述，可以看出，機(jī)械手的發(fā)展前景非常廣闊，但其發(fā)展需要我們進(jìn)一步的努力研究來(lái)推動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)提高現(xiàn)代化生產(chǎn)的生產(chǎn)效率、簡(jiǎn)化人工操作、降低運(yùn)營(yíng)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益，使廣大勞動(dòng)人民從繁瑣的機(jī)械勞動(dòng)中解脫，從而給我國(guó)制造業(yè)帶來(lái)質(zhì)的飛躍。 參考文獻(xiàn) [1] 張桂香.機(jī)電類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 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