學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文：多關(guān)節(jié)機(jī)械臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)研究(編輯修改稿)
2025-07-13 13:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第一個(gè)主從式機(jī)械手是 1948 年〔驅(qū)動(dòng)的機(jī)械裝置。主從式機(jī)械手 `般具有六個(gè)白由度 ,能使所夾持的物體保持任意位置和姿態(tài)。多數(shù)關(guān)節(jié)和人臂相似 ,都是轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)竹 ,這使得機(jī)械臂能夠?qū)崿F(xiàn)人臂的運(yùn)動(dòng) ,并一且Ⅱ 具有較大的活動(dòng)空間和靈活性。 Donald 在其博士論文中提出 :對(duì)于任何具有六個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)并且三個(gè)相鄰關(guān)節(jié)軸線相交的串聯(lián)機(jī)械臂 ,其運(yùn)動(dòng)反解都能用閉合形式解出。這一理論對(duì)工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)產(chǎn)生了巨大的影響 ,直到 1973 年辛辛那提米拉克龍公司開發(fā)出 T3機(jī)器人 ,所有的工業(yè)操作手都至少具有一 個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)。從此 ,多數(shù)工業(yè)機(jī)器人就成為具有六個(gè)自山度的操作手。這些機(jī)器人具有六個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié) ,并且它們末端的三個(gè)關(guān)節(jié)軸線垂直相交 ,這三個(gè)關(guān)節(jié)就形成了一個(gè)球形的腕部 ,因此 ,它們就能達(dá)到任意位姿。總結(jié)起來 ,串聯(lián)機(jī)械臂一般具有以下的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) : (1)具有類人的結(jié)構(gòu) ,是說它們具有 `肩” (第一個(gè)和第二個(gè)關(guān)節(jié) )、“肘” (第三個(gè)關(guān)節(jié) )、“腕 ,39。(最后三個(gè)關(guān)節(jié) )。所以 ,它們總共具有六個(gè)自由度 ,能夠?qū)⑽矬w放置在任意一個(gè)位置。 (2)幾乎所有的商業(yè)機(jī)械臂只有轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)與移動(dòng)關(guān)節(jié) ,轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的制作成本較低 ,并且轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)能夠提供更加靈活的工作空間。 (3)串聯(lián)機(jī)械臂很笨重 ,它所承載的負(fù)荷與其自身重量之比為1/10。 在最近 20 年中 ,機(jī)械臂技術(shù)有了巨大的發(fā)展 ,機(jī)械臂已廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)及人們生活的各個(gè)方面。機(jī)械臂從能完成一些簡(jiǎn)單的抓取、放置、噴漆和焊接操作到能實(shí)現(xiàn)在印刷電路板上裝插集成電路芯片和在汽車工業(yè)中裝卸與傳送零件這樣復(fù)雜的操作。機(jī)械臂在危險(xiǎn)環(huán)境、微型外科手術(shù)和微型機(jī)電裝置等領(lǐng)域的應(yīng)用正成為機(jī)器人學(xué)研究的新領(lǐng)域 ,機(jī)器人的應(yīng)用已成為衡量某些工廠自動(dòng)化程度的標(biāo)準(zhǔn)。 Ⅱ 國內(nèi)現(xiàn)狀 在國外 ,瑞士鐘表匠德羅 斯父子于公元 1768 至 1772 年間設(shè)計(jì)制造出了三個(gè)類似真人的機(jī)器人 — 寫字偶人、繪圖偶人和彈琴偶人。捷克斯洛伐克作家 KarelCapek 于 1920 年在他的劇本“羅薩姆萬能機(jī)器人公司” (RUR)中 ,塑造了只會(huì)勞動(dòng)不會(huì)思維的機(jī)器人形象 ,也正是在這個(gè)劇本中第一次出現(xiàn)“ Robota”一詞?！?RobO 七 a”也就是英語中 的“ Robot”和漢語中的“機(jī)器人”一詞。現(xiàn)在 ,人們通常應(yīng)用到的機(jī)器人與幻想中的機(jī)器人還是不完全一樣的?，F(xiàn)實(shí)中的機(jī)器人是“一種能夠進(jìn)行編程并在自動(dòng)控制下執(zhí)行某種操作和移動(dòng)作業(yè)任務(wù)的機(jī)械裝置” [0]。如今 ,機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用 ,如工業(yè)、航空航天業(yè)、服務(wù)業(yè)等。在這些領(lǐng)域中 ,工業(yè)無疑是機(jī)器人應(yīng)用最早也是最成熟的領(lǐng)域。 195d 年 ,美國人喬治德沃爾設(shè)砂】 1 了第一臺(tái)電子程序可控的 _上 _業(yè)機(jī)器人 ,并于 1961 年發(fā)表了該項(xiàng)機(jī)器人專利。 1962 年 ,美國萬能自動(dòng)化 (Unimation)公司的第一臺(tái)機(jī)器人 Unimate 在美國通用汽車公司 (GM)投入使用 ,這標(biāo)志著第一代機(jī)器人的誕生。第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人問世后頭十年 ,即從二十世紀(jì)六十年代初期到七十年代初期 ,機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展較為緩慢 ,許多研究單位和公司所作的努力均未獲得成功。 這一階段的主要成果有美國斯坦福國際研究所 (SRI)于 1968 年研制的移動(dòng)式智能機(jī)器人夏凱 (Shakey)和辛辛那提米拉克龍(Cincinnati Milacron)公司于 1973 年制成的第一臺(tái)適于投放市 T3 等。二十世紀(jì)七十年代 ,許多大的日本企業(yè)開始生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人。后的幾Ⅱ 十年中 ,工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展經(jīng)歷了山高潮到低谷 ,由低谷到復(fù)蘇的過程。在隨今天 ,機(jī)器人又展現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)。經(jīng)歷了幾十年發(fā)展的工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)如今能高速而精確地完成更多更復(fù)雜的工作 ,如焊接、噴涂、裝配、拾取和傳遞等。一些高級(jí)的工業(yè)機(jī)器人能夠更加靈活 的決定怎樣完成一個(gè)任務(wù)。例如 ,一些工業(yè)機(jī)器人運(yùn)用人工智能系統(tǒng)來決定怎樣工作。基于機(jī)器人發(fā)展對(duì)人類探索世界的重要意義 ,對(duì)機(jī)器人的深入研究和探討就成為人類的重要課題之一。目前機(jī)器人在工業(yè)發(fā)達(dá)國家得到了迅速發(fā)展 ,尤其是日本發(fā)展更為迅猛 ,擁有量占全世界機(jī)器人總數(shù)的 50%左右 ,一直保持“機(jī)器人王國”地位。除日本外 ,世界上還有許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家 ,如美國、俄羅斯和西歐一些國家的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也發(fā)展得很快。盡管美國擁有的機(jī)器人在臺(tái)數(shù)上不如日本 ,但其技術(shù)水平較高 ,占有一定的優(yōu)勢(shì)。 經(jīng)過近十年的努力，我國在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用公車的開發(fā)方 面已具有相當(dāng)?shù)膶?shí)力，已有一支了解企業(yè)需求，能開發(fā)出符合實(shí)際使用條件應(yīng)用工程，成本低，服務(wù)及時(shí)，具備與國外公司的競(jìng)爭(zhēng)能力，因此加強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工程的開發(fā)，并圍繞應(yīng)用工程的需要進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人新產(chǎn)品的開發(fā)，使之具有一定的規(guī)?；a(chǎn)能力，這樣可以促進(jìn)我國企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和提高競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也可以形成具有一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。 工業(yè)機(jī)器人在許多生產(chǎn)領(lǐng)域的
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