【正文】 并且機(jī)械手依舊在發(fā)展，在進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域更在向著非制造業(yè)和服務(wù)業(yè)發(fā)展，可以預(yù)見，機(jī)械手一定會(huì)繼續(xù)蓬勃發(fā)展，為其涉及的行業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。值得重視的是，隨著機(jī)電一體化的發(fā)展，控制系統(tǒng)將向基于PC 機(jī)的開放型控制器的方向發(fā)展，并且，隨著傳感器作用的日益加重，由?可編程控制器、傳感器、動(dòng)作元件?組成的典型的自動(dòng)化控制系統(tǒng)依然會(huì)是主流發(fā)展方向，在此系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的?開關(guān)控制?也將轉(zhuǎn)變?yōu)?反饋控制?，從而進(jìn)一步提升系統(tǒng)的精度。?據(jù)深圳眾為興技術(shù)股份有限公司市場(chǎng)總監(jiān)李悅偉說：?隨著一些地區(qū)勞動(dòng)力短缺現(xiàn)象日益嚴(yán)重,機(jī)器人的需求將逐漸增加,這也將倒逼機(jī)器人科研技術(shù)實(shí)現(xiàn)更多突破、更多國產(chǎn)化。事實(shí)上,當(dāng)前勞動(dòng)力成本上升的情況,決定了東莞等地?機(jī)器換人?戰(zhàn)略實(shí)施的必要性。?‘無人工廠’并不是說完全沒有人,但會(huì)大規(guī)模壓縮人工數(shù)量,甚至可達(dá)到90%的水平。該公司正在推進(jìn)的?無人工廠?建造體系首期計(jì)劃投入1000個(gè)無人機(jī)械手,前期已有100個(gè)機(jī)械手率先?上崗?。二是海內(nèi)塑料加工產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)塑料機(jī)械的需求旺盛。我國塑料機(jī)械已成為機(jī)械制造業(yè)發(fā)展最快的行業(yè)之一，年需求量在不斷的加大。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機(jī)械手被廣泛的運(yùn)用于自動(dòng)生產(chǎn)線中，機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，迅速發(fā)展起來的一門新興的技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動(dòng)條件。機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨(dú)立的控制裝置?？刂葡到y(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或dsp等微控制芯片構(gòu)成，通過對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。控制系統(tǒng)是通過對(duì)機(jī)械手每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來完成特定動(dòng)作。自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手鉚接機(jī)器人。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人。1954年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請(qǐng)了專利。在這一需求背景下，美國于1947年開發(fā)了遙控機(jī)械手，1948年又開發(fā)了機(jī)械式的主從機(jī)械手。同時(shí)，大批量生產(chǎn)的迫切需求推動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)展，又為機(jī)器人的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人，它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。參考文獻(xiàn)[1] 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Durstewitz,M。PLC控制機(jī)械手可按使用要求選購相應(yīng)的產(chǎn)品完成復(fù)雜的邏輯控制，邏輯控制為主，也可以組成模擬量控制系統(tǒng)，軟硬件開發(fā)工作量較少，輸出帶負(fù)載能力和抗干擾能力強(qiáng)，可靠性好，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，成本較為高。隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，也出現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)控制卡和邏輯控制器等新型控制硬件。以控制器的核心計(jì)算機(jī)的分布方式來看，機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件控制結(jié)構(gòu)大體可分為集中控制、主從控制、分級(jí)控制等三類。如沈陽低壓開關(guān)廠200t環(huán)類沖床磁力起重器殼體下料機(jī)械手和天京拖拉機(jī)廠400t沖床的下料機(jī)械手等。如上海第二汽車配件廠的燈殼沖壓生產(chǎn)線機(jī)械手（生產(chǎn)線中有兩臺(tái)多工位機(jī)床）和天津二注塑機(jī)有加料、合模、成型、分模等自動(dòng)工作循環(huán)，裝上機(jī)械手的自動(dòng)裝卸工件，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)。目前，機(jī)械手在這方面應(yīng)用很多，如上海柴油機(jī)廠的曲拐自動(dòng)車床和座圈自動(dòng)車床機(jī)械手，大連第二車床廠的自動(dòng)循環(huán)液壓仿行車床機(jī)械手，沈陽第三機(jī)床廠的Y38滾齒機(jī)械手，青海第二機(jī)床廠的滾銑花鍵機(jī)床機(jī)械手等。加工箱體類零件的組合機(jī)床自動(dòng)線，一般采用隨行夾具傳送工件，也有采用機(jī)械手的，如上海動(dòng)力機(jī)廠的氣蓋加工自動(dòng)線轉(zhuǎn)位機(jī)械手。 建造旋轉(zhuǎn)零件（轉(zhuǎn)軸、盤類、環(huán)類）自動(dòng)線一般都采用機(jī)械手在機(jī)床之間傳遞零件。本文以能夠?qū)崿F(xiàn)這類工作的搬運(yùn)機(jī)械手為研究對(duì)象。從這里可以看出，裝卸、搬運(yùn)等工序機(jī)械化的迫切性，工業(yè)機(jī)械手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。可在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)很大程度上不是連續(xù)的。在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化已成為突出的主題。工業(yè)機(jī)械手在生產(chǎn)中的應(yīng)用機(jī)械手是工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對(duì)象。并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造單元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一環(huán)。第三代機(jī)械手（機(jī)械人）則能獨(dú)立地完成工作過程中的任務(wù)。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使機(jī)械手具有感覺機(jī)能。第二代機(jī)械手正在加緊研制。使用機(jī)械手最多的是汽車工業(yè)，其次是電機(jī)、電器。截止1979年，機(jī)械手累計(jì)產(chǎn)量達(dá)56900臺(tái)。具有記憶功能的機(jī)械手產(chǎn)值約為67億日元，比1978年增長50%。1979年日本機(jī)械手的產(chǎn)值達(dá)443億日元，產(chǎn)量為14535臺(tái)。據(jù)報(bào)道，1979年從事機(jī)械手的研究工作的大專院校、研究單位多達(dá)50多個(gè)。日本是工業(yè)機(jī)械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。瑞士RETAB公司生產(chǎn)一種涂漆機(jī)械手，采用示教方法編制程序。德國機(jī)器制造業(yè)是從1970年開始應(yīng)用機(jī)械手，主要用于起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)。準(zhǔn)備把故障前平均時(shí)間（注：故障前平均時(shí)間是指一臺(tái)設(shè)備可靠性的一種量度。美國還十分注意提高機(jī)械手的可靠性，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，降低成本。1978年美國Unimate公司和斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種UnimateVicarm型工業(yè)機(jī)械手，裝有小型電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差可小于177。該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)，臂可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮、采用液壓驅(qū)動(dòng)，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動(dòng)公司（Unimaton）,專門生產(chǎn)工業(yè)機(jī)械手。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂回轉(zhuǎn)、俯仰，用液壓驅(qū)動(dòng)；控制系統(tǒng)用磁鼓最存儲(chǔ)裝置。1962年，美國機(jī)械鑄造公司在上述方案的基礎(chǔ)之上又試制成一臺(tái)數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。2 機(jī)械手的發(fā)展史現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械手起源于20世紀(jì)50年代初，是基于示教再現(xiàn)和主從控制方式、能適應(yīng)產(chǎn)品種類變更，具有多自由度動(dòng)作功能的柔性自動(dòng)化。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡稱通用機(jī)械手。機(jī)械手是一種能自動(dòng)控制并可從新編程以變動(dòng)的多功能機(jī)器，他有多個(gè)自由度，可以搬運(yùn)物體以完成在不同環(huán)境中的工作。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用的更為廣泛。機(jī)械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的工具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。他的特點(diǎn)是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性。工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學(xué)科——機(jī)械手工程。機(jī)械手是模仿人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。這對(duì)于機(jī)械行業(yè)是個(gè)機(jī)遇，也是個(gè)挑戰(zhàn)。物料搬運(yùn)是企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要一環(huán)，提高物料搬運(yùn)的自動(dòng)化對(duì)提高企業(yè)的自身競(jìng)爭力有重要的影響。如果未來的物料搬運(yùn)機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)無給油潤滑，那么將極大地豐富機(jī)械手的應(yīng)用范圍。在日常的搬運(yùn)過程中，有些物品如藥物、紡織等不能接觸油液。模塊化可以使得裝置的維修更加方便，更加高效。定位精度過高，會(huì)使搬運(yùn)的成本提高，降低企業(yè)的利潤[5]。運(yùn)動(dòng)速度過高，無法保證機(jī)械手搬運(yùn)物料的平穩(wěn)性。其中運(yùn)動(dòng)速度和定位精度是搬運(yùn)過程中的重要參數(shù)。 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是物料搬運(yùn)機(jī)械手的核心部分。在選擇的過程中，更根據(jù)物件的特點(diǎn)選擇相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)方式。執(zhí)行部分能實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作應(yīng)包括水平伸出、夾持物件、豎直上升、豎直下降、順向轉(zhuǎn)動(dòng)、逆向轉(zhuǎn)動(dòng)、松開物件等動(dòng)作[3]。其中在手部中，手指的關(guān)節(jié)由電機(jī)帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。物料搬運(yùn)機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)的功能應(yīng)有：①在本系統(tǒng)中給機(jī)械手提供四個(gè)自由度的選擇，可根據(jù)實(shí)際物料情況選擇自由度；②利用傳感器掃描物料，獲得物料的基本特征（形狀、尺寸、重量、材料等）；③提供物料是否在加工包裝確定；④提供物料信息庫查詢和搬運(yùn)物料方式信息庫查詢；⑤提供二維碼生成服務(wù)，即給掃描后的物料根據(jù)其特征由物料搬運(yùn)方式信息庫生成相應(yīng)信息的二維碼； ⑥提供機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)抓取物件的選擇（夾持型、托持型、吸附型）；⑦提供機(jī)械手驅(qū)動(dòng)方式的選擇（根據(jù)精度和重量選擇液壓、氣壓、電氣、機(jī)械驅(qū)動(dòng)）；⑧提供機(jī)械手控制方式工作順序和運(yùn)動(dòng)速度的選擇；⑨提供機(jī)械手控制方式選擇（點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制）。在物流快遞搬運(yùn)過程中，由于貨物尺寸變化較大，需要機(jī)械手能夠適應(yīng)不同物體的抓取需要，調(diào)整機(jī)械手的抓取運(yùn)動(dòng)幅度，基于此本文設(shè)計(jì)了一種多自由度機(jī)械手，滿足不同貨物的抓取需要。機(jī)械手是近年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，它的特點(diǎn)是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，其中物料抓取機(jī)械手就是較為典型的一種機(jī)械手。機(jī)械手現(xiàn)在應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)大，在海洋開發(fā)和宇宙探測(cè)有著十分出彩的變現(xiàn)。但隨著20世紀(jì)50年代一種類似于人手的機(jī)械手的興起，給這種易損壞物品在搬運(yùn)方式上帶來全新的改變。人工搬運(yùn)雖然可以滿足易損壞物件的安全，但是這種搬運(yùn)方式往往效率低，費(fèi)用高。在之前的生產(chǎn)搬運(yùn)過程中，傳統(tǒng)的搬運(yùn)設(shè)備往往不能滿足易損壞物品的要求。這兩者的搬運(yùn)設(shè)備選擇主要針對(duì)搬運(yùn)設(shè)備能提起的重量。分手部、手腕、手臂、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)五部分，每部分都對(duì)各部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了較為詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，根據(jù)要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了部件材料和器件的選擇。工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)更是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用。工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)能較鮮明地體現(xiàn)機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)構(gòu)思。它具有對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、持久耐勞、動(dòng)作準(zhǔn)確、通用性好、靈活性好等優(yōu)點(diǎn)。 Material mechanical arm design性 質(zhì): R畢業(yè)設(shè)計(jì) □畢業(yè)論文教 學(xué) 院：系別： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 職稱： 起止日期：機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械電子工程系 11410209 吉國光 機(jī)自1102 王集思 實(shí)驗(yàn)師 ～吉 林 化 工 學(xué) 院Jilin Institute of Chemical Technology吉林化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述摘要：在工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度，工業(yè)機(jī)械手被廣泛應(yīng)用。