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机械手的分类及执行机构介绍

2020-11-11

机械手的构成机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,机械手的灵活性越大,通用性越广。其结构也越复杂。下面将机械手的分类及执行机构介绍。

 一、机械手按适用范围一般可分为三类:

 1、是专用机械手,这类机械手专业性强,配合在某台主机或生产线上以完成辅助性的工作,例如抓取工件、上料下料等,这类机械手是为主机服务的并由主机驱动,除极少数外,它们的工作程序一般是固定的,因此是专用的;

 2、是不需要人工操作的通用机械手,这类机械手能够独立地按照控制程序且自动重复操作,并可以根据任务的需要编制程序,以完成各项规定的操作,这类机械手适应性强,在工业生产中得到了广泛的应用;

 3、是需要人工操作的机械手,简称操作机,这类机械手起源于原子、军事工业,开始是通过操作机来完成特定的作业,后来发展到用无线电讯号操作机来进行航天活动等。机械手按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式和机械式机械手。按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等;控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制来完成特定的动作。同时接受传感器反馈的信息,形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成,通过对其编程实现所要的功能。

 二、执行机构机械手的执行机构分为手部、手臂、躯干;

1、手部手部安装在手臂的前端。手臂的内孔中装有传动轴,可把运动传给手腕,以转动、伸曲手腕、开闭手指。机械手手部的构造系模仿人的手指,分为无关节、固定关节和自由关节3种。手指的数量又可分为二指、三指、四指等,其中以二指用的最多。可根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和大小的夹头以适应操作的需要。并可采用多种灵活的控制方案。驱动电机一般采用步进电机,直流伺服电机为主要的驱动方式。由于电机速度高,通常采用减速机构。有些机械手已开始采用无减速机构的大转矩、低转速电机进行直接驱动,这即可使机构简单化,又可提高控制精度。

 2、机械驱动式机械驱动只用于动作固定的场合。一般用凸轮连杆机构来实现规定的动作。其特点是动作确实可靠,工作速度高,成本低,但不易于调整。其他还有采用混合驱动,即液-气或电-液混合驱动。

 3、控制系统机械手控制的要素包括工作顺序、到达位置、动作时间、运动速度、加减速度等。机械手的控制分为点位控制和连续轨迹控制两种。控制系统可根据动作的要求,设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存储,然后再根据规定的程序,控制机械手进行工作。


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