文献综述：车轮轮毂搬运机械手的机械结构设计.doc

该【文献综述：车轮轮毂搬运机械手的机械结构设计 】是由【做机械197216396】上传分享，文档一共【5】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【文献综述：车轮轮毂搬运机械手的机械结构设计 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。工业机器人发展综述作者:摘要:在车轮轮毂的实际生产中,不同工序之前,需要搬运轮毂,在传统的机械加工中,需要人工搬运轮毂,所需劳动力较多,劳动强度大,生产效率不高。20世纪中期,搬运机械手的出很大程度的现代替了人工搬运,随着科技的飞速发展,工业机器人的发展逐步走向高精度化、自动化、智能化,机器人技术推动着工业的进步,提高了生产效率,为工业及社会发展提供了强大的动力,本文主要讲述工业机器人在工业中的发展、工业机器人的分类、基本组成及机构。关键词:高效率,高精度,智能化引言机械手是模仿着人手的部分动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置[1]。它能实现工件的装卸、转向、输送等作业的自动化。机械手在生产中可以提高生产的自动化水平和劳动生产率;可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其能在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中代替人进行正常的工作,机械手并不是简单意义上的代替人工劳动,而是综合了人的特长及机器的特长的一种拟人的电子机械装置[2]。机械手不仅有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有可长时间工作、精确度高、抗恶劣环境的能力强等特点[3]。机械手作为现代工业的重要组成部分,对现代工业的发展有着重要的影响,在我国国民经济各领域都有着广阔的前景。本文主要介绍搬运机械手的组成、分类和在国内外发展的状况及趋势。1、,美国最早提出了工业机器人的概念,并申请了专利。随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展,是机器人在功能和技术层次上有了很大的提高,移动机器人和机器人的视觉和触觉技术就是典型的代表。由于这些技术的发展,推动了机器人概念的延伸。将机器人的技术(如传感技术、智能技术、控制技术等)扩散和渗透到各个领域,便形成了各式各样的机器。当前,与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”“网络机器人”的名称,这也说明了机器人所具有的创新活力[4]。美国的机器人技术一直处于世界领先水平,已成为世界上机器人强国之一,美国的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位,其技术全面、先进,适应性很强,具体表现在:(1)性能可靠,功能全面,精确度高;(2)机器人语言研究发展较快,语言类型多,应用广;(3)智能技术发展快,其视觉、触觉等人工智能技术已在航天、汽车工业中广泛应用;(4)高智能,高难度的军用机器人、太空机器人等发展迅速,主要用于扫雷、布雷、侦查、站岗及太空探测方面。日本的机器人经过了20世纪60年代的摇篮期,70年代的实用化期,80年代的普及、提高期3个阶段[4]。日本政府和企业大胆实用机器人,在解决劳动力不足、提高生产效率、改进产品质量和降低生产成本方面,机器人发挥着越来越显著的作用,成为日本经济迅速增长的一支不可缺少的队伍。在汽车、电子行业大量实用机器人生产。现在,日本机器人主要用于汽车制造业和电子机械产业,而电子机械产业中的电子零件封装、半导体封装、无尘室、组装等领域占了日本机器人销售额的一半。现在日本拥有机器人的总量为美国的7倍。我国工业机器人起步于20世纪70年代初期,经过30多年的发展,大致经历了3个阶段:70年代的萌发期、80年代的开发期和90年代的适用化期。目前,我过机器人的研究主要有以下几个方面:(1)示教再现型工业机器人产业化技术研究;(2)智能机器人开发研究;(3)机器人化机械研究开发;(4)以机器人为基础的重组装配系统;(5)多传感器信息融合与配置技术。总之,从长远看来,机器人产品的生产成本会大大降低,性能会愈加完善,因此工业机器人的应用在各行各业正在朝着高度智能化飞速发展。,常用于焊接、喷漆、上下料和搬运工作。工业机器人延伸和扩大了人的手足和大脑功能,它可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高温等恶劣环境中的工作;代替人完成繁重、单调的重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。工业机器人与数控加工中心、自动搬运小车以及自动检测系统可组成柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(CIMS),实现自动化。目前,工业机器人主要用于以下几个方面:(1)恶劣工作环境及危险工作;(2)特殊作业场合和极限作业;(3)自动化生产领域(焊接机器人、材料搬运机器人、检测机器人、装配机器人、喷涂机器人)[1]。综上所述,工业机器人的应用给人类带来了许多好处,如减少劳动力费用;提高生产效率;改进产品质量;增加制造过程柔性;减少材料浪费;控制和加快库存的周转;降低生产成本;消除危险和恶劣的劳动岗位。2、:工业机器人:工业机器人有搬运、焊接、装配、喷漆、检查等机器人,主要用于现代化的工厂和柔性加工系统中。极限作业机器人:主要是指在人们难以进入的核电站、海底、宇宙空间进行作业的机器人,也包括建筑、农业机器人。娱乐机器人:娱乐机器人包括弹奏乐器的机器人、舞蹈机器人、玩具机器人等(具有某种程度的通用性),也有根据环境而改变动作的机器人。:操作机器人的典型代表是在核电站处理放射性物质时远距离进行操作的机器人。程序机器人:程序机器人按预先给定的程序、条件、位置进行作业,目前大部分机器人都采用这种控制方式进行工作。示教再现机器人:示教机器人同盒式磁带的录放一样,将所教的操作过程自动记录在磁盘、磁带等储存器中,当需要再现操作时,可重复所教的动作过程。示教方式有手把手示教、有线示教和无线示教。智能机器人:智能机器人不仅可以进行预先设定的动作,还可以按照工作环境的变化而改变动作。综合机器人:综合机器人是由操作机器人、示教再现机器人、智能机器人组合而成的机器人,如火星机器人。3、,3个部分为机械部分、控制部分、传感器部分。6个子系统为驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统、控制系统[10]。:自由度是指机器人具有的独立坐标轴运动的数目(不包括取料手的开闭)。通常,在三维空间中描述物体的位置及姿态需要6个自由度,但在本设计中,结合用途而设计,因此其自由度小于6个,只有3个自由度,为RRR[9]。定位精度和重复定位精度:定位精度是指机械手实际到达的位置与理论位置的差异;重复定位精度是指机械手重复到达同一目标位置的能力[7]。工作范围:机械手臂末端或手腕中心所能达到的所有点的集合。速度和加速度:加速或减速过快,有可能引起定位时超调或振荡加剧,使得到达目标位置后需要等待振荡衰减的时间增加,则也有可能使有效速度反而降低。承载能力:指机器人在工作范围内的任何位置上所能承受的最大质量。承载能力取决于负载的质量,而且还与机器人运行的速度和加速度的大小和方向有关。、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型、平面坐标型。4、(取料手):夹钳式取料手是工业机器人常用的一种手部取放机构、一般由手指、驱动元件(气缸)、传动机构、连接元件组成。手指:针对轮毂加工搬运机器人,工作对象为轮毂,外形为圆形,过程中要求保持较高的位置度,常采用V型加紧手指,在满足夹紧的同时还可以对工件进行自定心定位,提高工件的定位精度。手指传动:手指的传动机构有斜楔杠杆式手部结构、滑槽式杠杆式手部结构、双支点连杆杠杆式手部结构、齿轮杠杆式手部、直线平移型手部机构、四连杆机构平移型手部结构。其中双支点连杆杠杆式手部结构、其结构简单,易于实现控制。(关节):连接末端操作器(取料手)和手臂的部件,它的作用是调节或改变工件的方位,因而它具有独立的自由度,以使机器人末端操作器适应复杂的动作要求,对于轮毂加工搬运机器人,主要满足车轮轮毂的加工要求,关节的独立自由度只需要一个自由度即可,该自由度为绕Z轴旋转的自由度,采用步进电机直接驱动手腕。:是机械手执行机构中的重要组成部件,它的作用是将被抓取的工件运送到给定的位置。一般手臂有三个自由度,即手臂的伸缩、左右回转、升降运动[6]。手臂的回转是通过机座的立柱实现的,手臂的各种运动通常由驱动机构和各种传动机构来实现,因此,它不仅承受被抓取工件的重量,而且承受末端操纵器、手腕和手臂自身的重量。3R坐标系机器人,操作器的平移、回转式通过手臂的左右回转、上下摆动(即俯仰)来实现。:机械手机座可分为固定式和行走式两种,一般的工业机器人为固定式。:3R坐标系机器人手腕只有旋转运动方式[4],多数普通电机和伺服电机都能够直接产生旋转运动,但其输出的转矩比所需要的力矩要小,输出转数比需要转数要高,因此,需要采用各种齿轮链、皮带传动装置或其他运动传动机构,把较高转数变成较低转速,并获得较大的力矩[2]。有时也采用直线液压缸或直线气缸作为动力源,这就需要把直线运动转化为旋转运动。运动的传递和转化必须高效率完成,并且不能有损于机器人系统所需要的特性,特别是定位精度、重复定位精度和可靠性[10]。总结:本次关于搬运机械手的课题研究,采用3R(转动副)坐标系,由旋转底座、手臂、关节、末端操作器(夹持机构)组成。工业机器人作为科技的产物,也是工业的发展的重要组成。工业机器人在提高产品质量、加快产品更新、提高生产效率、促进制造业的柔性化、增强企业和国家的竞争力等诸方面有着举足轻重的地位。在***中,应用机械手的意义可以概括如下:(1)以提高生产过程中的自动化程度。(2)以改善劳动条件。(3)可以减轻人力支出。机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业,使劳动条件得以改善。在一些简单、重复,特别是较笨重的操作中,以机械手代替人进行工作,可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。参考文献:[1]:西安电子科技大学出版社,2012.[2]洪嘉振,:高等教育出版社,2007.[3]孙兵,赵斌,[J].(5).[4]叶仲和,:高等教育出版社,2013.[5]:高等教育出版社,2010.[6]高微,杨中平,[J]..(1).[7]濮良贵,:高等教育出版社,2012.[8]陈伟,[J].东方教育,2015,(第6期).[9]:北京理工大学出版社,2011[10]:冶金工业出版社,1996.[11]于惠力,:***出版社,.