机械手的分类组成(谷风工程)

第一章绪论1.1前言用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。

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。

机械手一般分为三类:第一类：是不需要人工操作的通用机械手。

它是一种独立的不附属于某一主机的装置。

它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定的操作。

它的特点是具备普通机械的性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。

第二类：是需要人工才做的，称为操作机。

它起源于原子、军事工业，先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探测月球等。

工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。

第三类：是用专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和工件送。

1.2 工业机械手的简史机械手首先是从美国开始研制的。

1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。

（1）1954年USA工程师德尔沃最早提出机械人的概念；（2）1959年USA德尔沃与英格伯制造了世界上的第一台机械人；（3）1962年USA正式将机械人的使用性提出来，且制造出类似人的手臂；（4）1967年JAN成立了人工手研究会，并召开了首届机械手学术会；（5）1970年在USA召开了第一届工业机械人学术会，并的到迅速普及；（6）1973年辛辛那提公司制造出第一台小型计算机控制的的工业机械人，当时是液压驱动，能载重大成就45KG ；（7）到1980年在JAN 得到普及，并定为“机械人元年”此后在日本机械人得到了前所未有的发展与提升，在就是后来到台湾再到大陆。

第二代机械手正在加紧研制。

它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。

研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。

目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。

第三代机械手（机械人）则能独立地完成工作过程中的任务。

它与电子计算机和电视设备保持联系。

并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。

现在很多的工厂都在陆陆续续的采用机械臂来替代人工了，这也是工厂现代化生产的必然趋势，毕竟机械手的工作效率高、工作质量稳定，便于管理，支出较少是令所有的工厂老板所没有办法拒绝的。

可是机械臂的结构是怎么样的，相信很多人还是不太了解的，所以下面就来和大家分享一下。

机械手臂根据结构形式的不同分为多关节机械手臂，直角坐标系机械手臂，球坐标系机械手臂，极坐标机械手臂，柱坐标机械手臂等。

右图为常见的六自由度机械手臂。

他有X移动，Y移动，Z移动，X转动，Y转动，Z转动六个自由度组成。

这是比较常见的构造形式之一，对于工业应用来说，有时并不需要机械手臂具有完整的六个自由度，而只需其中的一个或几个自由度。

直角坐标系机械手臂可以由单轴机械手臂组合而成。

单轴机械手臂作为一个组件在工业中应用广泛。

下图为单轴机械手臂。

单轴机械手臂的组件化大大降低了工业设计的成本，因专业制造商拥有良好的质量保证和批量生产的优势，使用组件比自行设计机械手臂更具优势。

常见的直交机械手组合有悬臂式，龙门式，直立式，横立式等样式。

机械手臂一般有3个运动：伸缩、旋转和升降。

实现旋转、升降运动是由横臂和产柱去完成。

手臂的基本作用是将手爪移动到所需位置和承受爪抓取工件的最大重量，以及手臂本身的重量等。

机械手臂由以下几部分组成：（1）运动元件。

如油缸、气缸、齿条、凸轮等是驱动手臂运动的部件。

（2）导向装置。

是保证手臂的正确方向及承受由于工件的重量所产生的弯曲和扭转的力矩。

（3）手臂。

起着连接和承受外力的作用。

手臂上的零部件，如油缸、导向杆、控制件等都安装在手臂上。

此外，根据机械手运动和工作的要求，如管路、冷却装置、行程定位装置和自动检测装置等，一般也都装在手臂上。

所以手臂的结构、工作范围、承载能力和动作精度都直接影响机械手的工作性能。

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第13章 工业机械手
指端：手指上直接与被夹持工件接触的部位，其结构 形状取决于工件形状。
手部结构按模仿 人手手指的动作 可分为回转型、 移动型等。
第13章 工业机械手
夹持器多为双指手爪式。其手爪的运动方式除可分 为平移型和回转型外，其回转型手爪又可再分为单支点 和双支点；按夹持方式还可分为外夹式和内撑式；按驱 动方式可分为电动（电磁）、液压和气动式。
第13章 工业机械手
手部可根据其用途和结构的不同，分为机械式夹持 器、吸附式末端执行器和专用工具三类。它被安装在 操作机手腕或手臂的机械接口上。
1、夹持式手部：
特点：夹持式手部在抓取工件的形状上有较大的
适应性。
第13章 工业机械手
（1）结构组成
驱动装置（双作用活塞缸）
手指（或手爪）
传动机构（连杆机构、铰链连接）
球坐标机械手：由回转机座、俯仰铰链和伸缩臂组成 手臂可前后伸缩、上下和左右摆动。其结构能以简单 的机构得到较大的工作范围。
关节坐标型机械手：由大小两手臂和立柱等机构组成。 可实现三个方向的旋转运动。具有动作灵活、运动惯 性小、动作范围大等优点。 第13章 工业机械手
抓取重量（臂力）：指机械手所能 抓取或搬运物件的最大重量。是机 械手最基本的参数。 运动速度：是反映机械手生产水平， 影响机械手的运动周期和工作效率 的参数。 行程范围：对使用性能有较大的影 响。
固定叶片与回转叶片侧面接触时停止回转
第13章 工业机械手
2、手腕回转驱动力矩的计算
手腕的回转、上下和左右摆动均为回转运动。驱 动手腕回转时的驱动力矩必须克服驱动手腕机构时的 力矩，即手腕启动时所产生的惯性力矩、摩擦阻力矩 及由于传动件的重心与传动轴线不重合所产生的偏置 力矩等。 手腕转动所需驱动力矩为： 转动零部件重量不通过手腕 转动轴线所产生的偏置力矩

工业机械手的详细介绍一、简介在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度。

也就是机械手的最大优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累！机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。

工业机械手机器人的一个重要分支。

种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式。

特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点.二、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，如夹持型、托持型和吸附型等。

运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。

运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。

为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。

自由度是机械手设计的关键参数。

自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。

一般专用机械手有2～3个自由度。

控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。

同时接收传感器反馈的信息，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功能。

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，可把运用传给手腕，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。

所谓没有手指的手部，一般都是指真空吸盘或磁性吸盘。

2、手臂手臂的作用是引导手指准确地抓住工件，并运送到所需的位置上。