机械手国内外研究现状综述
时间:2018-03-15 20:40 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 华中科技大学机械科学与工程学院的余旭、吴昌林、王玉金、周占明在对《城市街区自助图书馆取还书机械手结构设计》[1]中，介绍了一种自动取还图书的机械系统，该系统采用恒压力夹紧控制方式以自适应书本厚度。在手爪夹紧图书的过程中实时监测手爪的夹紧力，当夹紧力达到预设定值，手爪即停止运动。最大夹紧力的设定以能够牢固夹持自助图书馆中最重的图书为依据。设计采用闭环控制，具有较快相应速度。该结构能牢固夹持图书，不仅能有效防止由于夹紧压力值过小造成的的书本脱落，也能防止由于夹紧压力值过大造成的书本损坏。。机械手在定位到要抓取的图书位置之后，在抓取图书过程中要保证能牢固抓取指定图书，同时不影响左右两侧的图书，为此设计E字形隔书板与不对称U字形机械手爪结构，如图3图4所示。一个机械手有左右两个手爪，夹持部分是对称的。隔书板与机械手爪形状上互补，机械手爪在抓取图书过程中，先插入隔书板中，然后两手爪相向运动，抓紧图书。隔书板的厚度为6mm，大于手爪的5mm，因此在机械手定位准确的前提下，手爪能插入相邻两图书的空隙，并且不损坏左右两边的书。机械手爪前端窄后端宽，类似刀刃，在机械手爪插入隔书板的过程中允许的定位误差更大，这种设计提高了机械手定位的容错度。 华南理工大学机械与汽车工程学院的李伟光、朱火美、刘建华、王勇、莫名韶在对《DVD 盒自动生产线铁块叠放机械手的优化设计》[2]介绍了LW-ZDZXJ-1 型DVD 盒自动生产线，铁块叠放机械手采用的是活动龙门架结构。该结构类似工业现场吊车龙门架，机械手安装在龙门架上，在机械手的最前端安装有机械手爪，用以抓取定型压块。并开始工作。控制铁块叠放机械手上下运动的减速电机（以下称为一号电机）正转，机械手从初始位置向下运动至压块库；控制机械手爪运动的气缸（以下称为气缸）伸出，机械手爪从压块库中抓取压块，一号电机反转，机械手上升至初始位置，一号电机停止；控制龙门往复运动的减速电机（以下称为二号电机）正转，龙门架载着机械手在往前运动至生产线最前端处，待DVD 盒堆叠架收集的DVD 盒个数与系统设定参数值相等并打开堆叠架的门，将DVD 盒运送到传送带上时，一号电机正转，机械手向下运动，当压块到达已堆叠好的DVD 盒上时，检测传感器发出信号，气缸缩回，机械手爪松开压块，将压块压在DVD 盒上，一号电机反转，机械手向上运动至初始高度的位置；二号电机反转，龙门架往回运动至初始位置，准备开始新一轮工作。配合生产线的工作周期，铁块叠放机械手循环工作。19701 武汉理工大学机械工程学院的檀杰在《四自由度物料搬运机械手的研制》[3]中分析了物料搬运机械手的性能要求和工作特点的基础上,对机械手的机械结构、驱动系统、传动方式以及软硬件控制系统进行了整体方案分析和设计。确定机械手采用圆柱坐标系的机械结构形式,采用气压传动方式的驱动方案,并采用PLC进行系统控制。在此基础上,对物料搬运机械手的运动学以及动力学进行了分析,给出了位移、速度、加速度与关节角之间的关系。采用Denavit—Hartenberg法建立了物料搬运机械手的运动学方程,确定了各运动构件和末端执行器之间的位置和姿态关系,利用拉格朗日方程建立了机械手的动力学方程,确立了各个关节运动和作用力之间的关系。由于机械手的运动关节具有转动和移动两种基本形式,其运动学和动力学推导过程可为其它经济型机械手运动学和动力学分析提供参考,同时也可为运动轨迹的规划以及动力性能的优化提供了数据支持。在此基础上,对物料搬运机械手进行了整体模块划分,进而对机械手的执行机构进行了计算和设计,对各驱动元件的行程、定位、缸径和缓冲方式等进行了选型,以满足机械手运动过程的定位精度和运动速度等方面的要求,并且对所选的驱动元件进行了验算以提高设计的可靠性。探究了物料搬运机械手气动驱动系统的控制回路,对各驱动元件的配件型号进行了选型设计。根据物料搬运机械手的控制要求,设定了I/O点,设计了PLC控制系统。通过物料搬运机械手的程序模块分析,确定采用N-S流程图的来对控制系统进行程序设计。通过以上各部分的工作,得出了经济型、模块化、高可靠性物料搬运机械手的设计方案,对其他类型经济型机械手的设计也有一定的借鉴价值。 (责任编辑：qin) |