2.3 发展态势

(1)机械臂多功能,一臂多用 这说明可以实现多种动作是依托多重目标的操作的,适用于各种用途,实现创新功能。 (2)人的动作具有高度模拟 例如研发双臂机械臂,而使它想人的状态,能够灵活作业一样,实现各种功能。因为

人机能够结合,使得通信完备准确,适用于不同工况。 (3)高精度的定位

各种传感器已经综合而准确的反映目标精确的位置了,对按照目前对目标操作物精准 的操作,只有一种方式就是提高机械臂的定位精度。

(4)实现人工智能 研究的系统能够对目标进行结构性分析是关键,目前已经有智能化的反应。例如研发

的系统设备具有类似于人的听觉、触觉、嗅觉、视觉和味觉等功能,关键性自行分析、判 断和保持处理,将有低成本和高要求,高水准,高效率的系统设计。

2.4 机械手的应用文献综述

伴随科学技术的发展,机械手的应用越来越多。在机械行业,铸造,锻造,焊接,铆 接,冲压,热处理,机加工,装配,检验,喷漆,电镀等的应用中都有应用。建筑业,轻 工业,国防工业和机械工业等部门中也均有应用,应用机械手的主要目的是:

(1)可以提高生产过程的自动化程度 机械手的应用,有利于传输,装卸工件,刀具的更换和机械装配自动化,可以提高生

产率和降低生产成本。 (2)可以改善劳动条件、避免人身事故

在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有毒性污染以及工作空间狭窄等 场合中,用人手直接操作时有危险。而应用机械手可以部分乃至全部代替人的完成作业, 使劳动条件得以改善。 在一些简单的,重复的,特别是较重的操作,以代替手工操作, 可以避免由于过度劳作或疏忽意外而造成的事故引起的人体伤害。

(3)可以显著减少人力,便于有节奏的生产 使用机械手代替手工,这直接减少了人力,也由于机械手的应用可连续工作,这是对

人类有帮助的一个侧面了。因此,在自动机床和综合加工自动线上,几乎都有机械手,以 减少人力和更准确的控制生产节奏,便于有节奏地进行生产。因此,机械手的有效应用是 行业发展的必然趋势。

2.5 机械手的组成

(1)自由度及关节 该机械臂具有两个自由度,即肩关节、肘关节,还有一个用于夹持物料的机械手。 (2)基座 基座是整个机器人本体的支撑。为保证机器人运行的稳定性,采用两块实心铸铁作支

撑。基座上面是接线盒子,所有电机的驱动信号和反馈信号都从中出入。接线盒子外面, 有一个引入线出口和一个引出线出口。

(3)机械抓 工业机械手也被称为末端执行器。它使机器人能抓住(吸附)的专用工具,如喷枪,

扳手,焊接工具,喷嘴和其他操作部件。它安装在机械臂的前端具有模仿人体运动的功能。 由于其形状,尺寸,重量,材料和工件表面状态,因此工业机器人的末端是不同的。大致 可分为以下几类:(A)夹钳式取料手(B)吸附式取料手(C)专用操作器及转换器(D) 仿生多指灵巧手

本文设计对象为物料搬运机械臂如图 2-1,并不需要复杂的多指人工指,只需要设计 能抓取工件的夹钳型指。

手指是直接与工件接触的部件。手指松开和抓取工件,是通过手指的张开与闭合来实 现的。该设计采用两个手指来夹取物件。

2.6 机械手驱动的选择

机械手的全部动作由步进电机和直流电机进行驱动控制。步进电机的运动需要驱动 器,步进电机只有脉冲输入时才会动作,步进电机只有在每当脉冲由低变高的时候才会走 一步;如果要改变电机转向,需要另外再加方向信号,电机才会反转。通过控制这两个步 进电机的正反转就能控制机械手的上升和下降、左移和右移。机械手的放松/夹紧由两个 线圈两控制,控制电机的正反转来控制机械手放松和夹紧。

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