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在現(xiàn)今的生活上,科技日新月益的進(jìn)展之下,機械人手臂與有人類的手臂大區(qū)別就在于靈活度與耐力度。也就是機械手的大優(yōu)勢可以重復(fù)的做同一動作在機械正常情況下永遠(yuǎn)也不會覺得累!機械手臂的應(yīng)用也將會越來越廣泛,機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產(chǎn)設(shè)備,作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力。工業(yè)機械手機器人的一個重要分支。
機械手主要由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓持工件(或工具)的部件,根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式,如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構(gòu),使手部完成各種轉(zhuǎn)動(擺動)、移動或復(fù)合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作,改變被抓持物件的位置和姿勢。
執(zhí)行機構(gòu)
機械手的執(zhí)行機構(gòu)分為手部、手臂、軀干;
1、手部
手部安裝在手臂的前端。手臂的內(nèi)孔中裝有傳動軸,可把運用傳給手腕,以轉(zhuǎn)動、伸曲手腕、開閉手指。
機械手手部的構(gòu)造系模仿人的手指,分為無關(guān)節(jié)、固定關(guān)節(jié)和自由關(guān)節(jié)3種。手指的數(shù)量又可分為二指、三指、四指等,其中以二指用的多??筛鶕?jù)夾持對象的形狀和大小配備多種形狀和大小的夾頭以適應(yīng)操作的需要。所謂沒有手指的手部,一般都是指真空吸盤或磁性吸盤。
2、手臂
手臂的作用是引導(dǎo)手指準(zhǔn)確地抓住工件,并運送到所需的位置上。為了使機械手能夠正確地工作,手臂的3個自由度都要地定位。
3、軀干軀干是安裝手臂、動力源和各種執(zhí)行機構(gòu)的支架 。
驅(qū)動機構(gòu)
機械手所用的驅(qū)動機構(gòu)主要有4種:液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、電氣驅(qū)動和機械驅(qū)動。
1、液壓驅(qū)動式
液壓驅(qū)動式機械手通常由液動機(各種油缸、油馬達(dá))、伺服閥、油泵、油箱等組成驅(qū)動系統(tǒng),由驅(qū)動機械手執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)行工作。通常它的具有很大的抓舉能力(高達(dá)幾百千克以上),其特點是結(jié)構(gòu)緊湊、動作平穩(wěn)、耐沖擊、耐震動、防爆性好,但液壓元件要求有較高的制造精度和密封性能,否則漏油將污染環(huán)境。
2、氣壓驅(qū)動式
其驅(qū)動系統(tǒng)通常由氣缸、氣閥、氣罐和空壓機組成,其特點是氣源方便、動作迅速、結(jié)構(gòu)簡單、造價較低、維修方便。但難以進(jìn)行速度控制,氣壓不可太高,故抓舉能力較低。
3、電氣驅(qū)動式電力驅(qū)動是機械手使用得多的一種驅(qū)動方式。其特點是電源方便,響應(yīng)快,驅(qū)動力較大(關(guān)節(jié)型的持重已達(dá)400kg),信號檢測、傳動、處理方便,并可采用多種靈活的控制方案。驅(qū)動電機一般采用步進(jìn)電機,直流伺服電機(AC)為主要的驅(qū)動方式。由于電機速度高,通常須采用減速機構(gòu)(如諧波傳動、RV擺線針輪傳動、齒輪傳動、螺旋傳動和多桿機構(gòu)等)。有些機械手已開始采用無減速機構(gòu)的大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速電機進(jìn)行直接驅(qū)動(DD)這既可使機構(gòu)簡化,又可提高控制精度。
4、機械驅(qū)動式
機械驅(qū)動只用于動作固定的場合。一般用凸輪連桿機構(gòu)來實現(xiàn)規(guī)定的動作。其特點是動作確實可靠,工作速度高,成本低,但不易于調(diào)整。其他還有采用混合驅(qū)動,即液-氣或電-液混合驅(qū)動。
按驅(qū)動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式。特點是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè),構(gòu)造和性能上兼有人和機械手機器各自的優(yōu)點。
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