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液壓機械手設(shè)計機電工程系畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)論-展示頁

2025-06-18 19:48本頁面
  

【正文】 遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng),而是致力于操作者與機器人的人機交互控制,即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng),使智能機器人走出實驗室進(jìn)入實用化階段。 (4)機器人中的傳感器作用日益重要,除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外,裝配、焊接機器人還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器,而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。 (3)工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于 PC 機的開放型控制器方向發(fā)展,便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化 。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化 :由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機器人整機 。 機械手的發(fā)展趨勢 (1)工業(yè)機器人性能不斷提高 (高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修 ),而單機價格不斷下降,平均單機價格從 91年的 97年的 。總之,隨著傳感技術(shù)的發(fā)展機械手裝配作業(yè)的能力也將進(jìn)一步提高。工作時機械手首先伸出手指尋找工作,通過安裝在手指內(nèi)的壓力敏感元件產(chǎn)生觸覺作用,然后伸向前方,抓住工件。工作是電視照相機將物 體形象變成視頻信號,然后送給計算機,以便分析物體的種類、大小、顏色和位置,并發(fā)出指令控制機械手進(jìn)行工作。如位置發(fā)生稍許偏差時,即能更正并自行檢測,重點是研究視覺功能和觸覺功能 , 目前已經(jīng)取得一定成績。 此外,國外機械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某種智能的機械手。 國外發(fā)展現(xiàn)狀 在國外機械制造業(yè)中工業(yè)機械手應(yīng)用較多,發(fā)展較快。同時要提高速度,減少沖擊,正確定位,以便更好的發(fā)揮機械手的作用。將機械手各運動構(gòu)件,如伸縮、擺動、升降、橫移、俯仰等機構(gòu)以及根據(jù)不同類型的加緊機構(gòu),設(shè)計成典型的通用機構(gòu),所以便根據(jù)不同的作業(yè)要求選擇不同類型的基加緊機構(gòu),即可組成不同用途的機械手。由于通用機械手能很快的改變工作程序,適應(yīng)性較強,所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用 蘇州市職業(yè)大學(xué)機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 共 26 頁 第 2 頁 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 目前,在國內(nèi)外各種機器人和機械手的研究成為科研的熱點, 工業(yè)機械手主要用于機床加工、鑄造、熱處理等方面, 但 無論數(shù)量、品種和性能方面還 都 是不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要。 機械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單,專用性較強。當(dāng)工件變更時,柔性生產(chǎn)系統(tǒng)很容易改變,有利于企業(yè)不斷更新適銷對路的品種,提高產(chǎn)品質(zhì)量,更好地適應(yīng)市場競爭的需要。 目前,機械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng) FMS 和柔性制造單元 FMC 中一 個重要組成部分。機械手能代替人類完成危險、重復(fù)枯燥的工作,減輕人類勞動強度,提高勞動生產(chǎn)力。 機械手是在自動化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和移動工件功能的自動化裝置,它是 在機械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。 機械手是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項新技術(shù),并已成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分,這種新技術(shù)發(fā)展很快,逐漸成為一門新興的學(xué)科 ——機械手工程。蘇州市職業(yè)大學(xué)機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 共 26 頁 第 1 頁 1 緒 論 機械手的簡介 機械手是模仿著人手的部分動作,按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機械手被稱為工業(yè)機械手。機械手涉及到力學(xué)、機械學(xué)、電器液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域,是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。近年來,隨著電子技術(shù)特別是電子計算機的廣泛應(yīng)用,機器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù),它更加促進(jìn)了機械手的發(fā)展,使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結(jié)合。機械手越來越廣泛的得到了應(yīng)用,在機械行業(yè)中它可用于零部件組裝 ,加工工件的搬運、裝卸,特別是在自動化數(shù)控機床、組合機床上使用更普遍。把機床設(shè)備和機械手共同構(gòu)成一個柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元,它適應(yīng)于中、小批量生產(chǎn),可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置,結(jié)構(gòu)緊湊,而且適應(yīng)性很強。而目前我國的工業(yè)機器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離,應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低,機械手的研究和開發(fā)直接影響到我國自動化生產(chǎn)水平的提高,從經(jīng)濟上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展, 制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復(fù)操作,適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”,簡稱通用機械手。 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 在國內(nèi)主要是逐步擴大應(yīng)用范圍,重點發(fā)展鑄造、熱處理方面的機械手,以減輕勞動強度,改善作業(yè)條件,在應(yīng)用 專用機械手的同時,相應(yīng)的發(fā)展通用機械手,有條件的還要研制示教式機械手、計算機控制機械手和組合機械手等。既便于設(shè)計制造,有便于更換工件,擴大應(yīng)用范圍。 此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型,以及具有觸覺、視覺等性能的機械手,并考慮與計算機連用,逐步成為整個機械制造系統(tǒng)中 的一個基本單元。目前主要用于機床、橫鍛壓力機的上下料,以及點焊、噴漆等作業(yè),它可按照事先指定的作業(yè)程序來完成規(guī)定的操作。使它具有一定的傳感能力,能反饋外界條件的變化,作相應(yīng)的變更。 視覺功能即在機械手上安裝有電視照相機和光學(xué)測距儀(即距離傳感器)以及微型計算機。 觸覺功能即是在機械手上安裝有觸覺反饋控制裝置。手的抓力大小通過裝在手指內(nèi)的敏感元件來控制,達(dá)到自動調(diào)整握力的大小。 總的來說,大體是兩個方向:其一是機器人的智能化,多傳感器、多控制器,蘇州市職業(yè)大學(xué)機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 共 26 頁 第 3 頁 先進(jìn)的控制算法,復(fù)雜的機電控制系統(tǒng);其二是與生產(chǎn)加工相聯(lián)系, 滿足相對具體的任務(wù)的工業(yè)機器人,主要采用性價比高的模塊,在滿足工作要求的基礎(chǔ)上,追求系統(tǒng)的經(jīng)濟、簡潔、可靠,大量采用工業(yè)控制器,市場化、模塊化的元件。 (2)機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。器件集成度提高,控制柜日見小巧,且采用模塊化結(jié)構(gòu) :大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。 (5)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制如使遙控機器人操 作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實例。 (1)執(zhí)行機構(gòu) 包括手部、手腕、手臂和立柱等部件,有的還增設(shè)行走機構(gòu)。由于與物件接觸的形式不同,可分為夾持式和吸附式手蘇州市職業(yè)大學(xué)機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 共 26 頁 第 4 頁 在本課題中我們采用夾持式手部結(jié)構(gòu)。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件,常用的手指運動形式有回轉(zhuǎn)型和平移型。平移型應(yīng)用較少,其原因是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,但平移型手指夾持圓形零件時,工件直徑變化不影響其軸心的位置,因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。常用的指形有平面的、 V形面的和曲面的 :手指 有外夾式和內(nèi)撐式 。而傳力機構(gòu)則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務(wù)。 2)手腕 是連接手部和手臂的部件,并可用來調(diào)整被抓取物件的方位 (即姿勢 ) 3)手臂 手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。 4)立柱 立柱是支承手臂的部件,立柱也可以是手臂的一部分,手臂的回轉(zhuǎn)運動和升降(或俯仰 )運動均與立柱有密切的聯(lián)系。 5)行走機構(gòu) 當(dāng)工業(yè)機械手需要完成較遠(yuǎn)距離的操作,或擴大使用范圍時,可在機座上安滾輪式行走機構(gòu)可分裝滾輪、軌道等行走機構(gòu),以實現(xiàn)工業(yè)機械手的整機運動。驅(qū)動滾
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