海绵垫针式抓取盘系统设计+CAD图纸(3)
1.2 机械手技术进展
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
本文设计的是海绵垫针式抓取盘，其工作的基本流程是通过空间定位能够使抓取盘到达抓取海绵的位置，实现对海绵的抓取，然后搬运到指定的位置。本设计的关键是对海绵垫抓取盘的设计，如何能够快速、准确、可靠地实现对海绵的平稳地抓抱、搬运也是本设计的难点。
上面的主视图和俯视图是海绵垫针式抓取盘系统的基本原理图，可以选取一个合理尺寸的钢架结构，即抓取盘的主体框架结构。主体框架结构上根据实际情况分布安装了16根轴，每两根轴为一对轴，每根轴上排布结构合理并且可以拆卸的钢针，实现一对轴的往不同方向的转动，可以用齿轮传动实现这一要求。为了能够抓取不同厚度的海绵，针的半径要设计的不同，所以相邻的一对轴上布置的针的半径不同，即一对隔一对的轴上布置的钢针的半径是一样的，为了节省提供动力的装置，也是为了节约能源和成本，可以用连杆他们要同时转动的轴连接起来，然后由气缸提供动力驱动连杆的转动，最终实现钢针的转动，钢针扎入海绵实现对海绵的抓抱搬运。
1.2.4 海绵垫针式抓取盘设计的创新点和难点
本课题属于创新型设计，能借鉴的文献相对较少，整体的设计方案大体靠自已想像，对具体机械结构设计，在已有的相关结构上改进而成。同时在设计的过程中也有一定的难度。在方案设计的过程中，包括机械手爪的结构，如何安装，如何设计机械手的座标型式，机械手的驱动方案设计等。
1.2.5 发展趋势
目前国际机器人界都在加大科研力度，进行机器人共性技术的研究，并朝着智能化和多样化方向发展，工业机器人发展趋势主要为：
（1） 操作机的结构优化。探索新的高强度轻质材料，进一步提高负重比，同时机构向着模块化、可重构方向发展。
（2）控制技术的开放化、模块化、标准化和网络化；
（3）多传感器融合技术的实用化；
（4）多智能体协调化；
（5）高速化、重载化、高精度化；
（6）低成本、微型和轻量化。
1.3 存在的问题分析
通过国内外的研究比较可以看出，我国的研究水平较低。和美日的工业机器人相比，无论是在机器人的运动性能还是制造工艺上都有很大差距。这就需要我们首先解决工业机器人的理论研究。
（1）结构方面
在设计上首先要在简化机构上下功夫。越是简单的机构带来的问题越少，特别是在运行可靠性上、重量上、文护上、造价上等，都会给工业机器人带来质的飞跃。其次从国外现阶段研究的工业机器人可以发现，他们的机器人的肢体活动空间很大，这给工业机器人后期的肢体完成工作提供了有力的支持。最后就是关节的灵活性、结构的坚固性和末端肢体的稳定性。这三个方面决定了工业机器人可以完成任务的精密等级。
（2）控制方面
在以后的工业机器人的研究上，还须要不断提高电子芯片、传感器的稳定性，同时降低工业机器人的造价，这些都将影响到工业机器人在未来被广泛使用的前景。解决好了以上两方面的问题，一定会极大地推动我国工业机器人的发展。
1.4 本课题主要任务
本文设计工作为抓取针、轴、齿轮、汽缸、抓取盘框架结构及附件的设计，主要内容如下：
(1) 根据海绵的厚度设计抓取针的半径；
(2) 根据海绵的长宽设计轴的大小及轴的个数以及齿轮的大小，并进行疲劳强度和刚度校核；
(3) 根据海绵的长宽设计抓取盘的基本框架结构；
(4) 根据抓取针转动的角度设计气缸的具体结构；