机械手国内外研究现状综述(2)
时间:2018-03-15 20:40 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
河南安阳钢铁集团公司的戚静、王芳在对《四自由度电阻抓取机械手的结构设计》[4]中，实现对电阻的抓取和搬运。为实现对电阻的抓取和搬运，主要设计以下系统：机械手支座设计，机械手臂本体设计，机械手臂和机械手爪设计，上料机的设计，成形机构的设计，工作台设计等组成。其一个空腔的圆柱型支座用螺钉固定在工作台上，然后在支座上固定步进电机和机械手臂的箱体，同样用螺钉固定，材料用HT200，并经充分回火时效处理。由于灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压，但是铸造性能和切削性能优良。电机选用步进电机，并且和减速器联接。因为机械手臂不做高速运动，只在180°范围内转动，所以在电机轴和机械手臂围绕转动的轴上安装齿轮，进一步减速。两个齿轮均用45 钢。本体用螺钉固定在支座上，本体是一个长方体，中间是空腔，安装一根阶梯轴，两端用端盖固定，轴伸出本体一部分和机械手臂相联接，并用一块连接板和螺钉固定，以免转动时松动。当电机轴旋转时，带动其下面的小齿轮一起旋转，大齿轮和小齿轮啮合，大齿轮往反向旋转， 带动轴和机械手臂一起旋转。同时在本体和转动臂之间安装两个深沟球轴承， 轴承内圈和轴相连接，外圈和本体相连接，这样机械手臂就可以绕着本体的中心轴相对本体转动，转动方向与电机方向相反。机械手臂有四个自由度，两个是在XY 平面内进行左右摇摆运动，另外一个是在Z方向上进行上下运动，最后一个绕Z 轴转动。其中XY平面的运动可由电机带动完成，Z方向上的上下运动要靠安装在机械手臂末端的导杆气缸来完成，在机械手臂末端安装一个连接板，用螺钉固定。用螺钉把导杆气缸固定在连接板上， 通过导杆气缸的上下移动来带动下面的机械手爪的上下移动，向下时抓取电阻，再上升， 把电阻移动到其他的位置。转角气缸的转盘下和一块圆柱型中间车掉一部分的连接板联接在一起， 连接板中间车掉的空间可以加进来一个V 型气压夹，用螺钉联接连接板，因为V 型气压夹的两个手爪较短，所以在两个手爪上固定两个长的手杆以加长手爪的长度， 使其能够夹持电阻元件。 国外研究现状 工业机械手的第一次迅猛发展是在第二次世界大战，早应用在美国橡树岭国家实验室的搬运核原料的遥控机械操作手研究，时间大约是在上世纪40年代，它是一种主从型的控制系统。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。控制系统有别于40年代的主从型而是示教型的；1962年，美国联合控制公司在上述方案的基础上，研制出一种更新兴的机械手，运动系统仿造坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩，用液压驱动；控制系统用磁鼓做储存装置。这个机械手对机械手的发展有着深远的意义，日后的不少球面坐标式机械手就是在这个基础上发展起来的；同一年该公司和普曼公司合并成重组为万能制动公司，专门生产工业机械手。1962年美国机械铸造公司也实验成功一种叫 Versatran 机械手，原意是灵活搬运，可做点位和轨迹控制。虽然上述的2 种机械手出现在优尔十年代初，但都是国外机械手发展的重要基础。在机械手得到一定程度的发展后，从 60 年代后期起，喷漆、弧焊工业机器人相继在生产中开始应用。1978年美国 Unimate 公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制出一种 Unimation—Vic.arm 型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业。联邦德国机器制造业是从1970年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业；值得一提的是日本是工业机器人发展快，应用国家多的国家，自1969 年从美国引进两种典型机械手后，开始大力从事机械手的研究，目前已成为世界上工业机械手应用多的国家之一。 (责任编辑：qin) |