【正文】 作控制，可滿足不同的工業(yè)需求。國(guó)外機(jī)械手發(fā)展的不足。如發(fā)生一些偏離或誤差時(shí)，就將引起零部件甚至機(jī)械手本身的損壞。在機(jī)械手上安裝電視照相機(jī)和光學(xué)測(cè)距儀以及微型計(jì)算機(jī)。手的抓力大小可通過(guò)裝在手指內(nèi)側(cè)的壓力感敏元件來(lái)控制，達(dá)到自動(dòng)調(diào)整握力的大小。將機(jī)械手和柔性控制制造系統(tǒng)及柔性制造單元相結(jié)合將是主要的發(fā)展趨勢(shì)，使目前機(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)得到進(jìn)一步的改善。目前國(guó)內(nèi)機(jī)械手的應(yīng)用主要應(yīng)用在鑄鍛、熱處理方面，這樣可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件。我們?cè)趹?yīng)用專用機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)地發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制試教型機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合式機(jī)械手甚至是智能型機(jī)械手。如果有條件的話還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺(jué)、視覺(jué)等性能的機(jī)械手，并考慮與計(jì)算機(jī)聯(lián)用，逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元，從而進(jìn)一步縮小與德日等國(guó)外機(jī)器人發(fā)展較快的國(guó)家之間的差距。第一：應(yīng)用多關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)械手可以是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化進(jìn)程。第二：應(yīng)用多關(guān)節(jié)型機(jī)械手可以減少人力，從而降低成本。 多關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)械手概述工業(yè)機(jī)器人的組成可分為操作機(jī)(機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置，是一種仿人操作，自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為“工業(yè)機(jī)械手”。尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)行正常的工作，意義更為重大。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(jiǎn)稱通用機(jī)械手。 機(jī)械手組成與分類機(jī)器人的組成一般可分成三大部分，即機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)?？稍诳臻g抓放物體或進(jìn)行其他操作，由機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置及傳動(dòng)裝置組成。下面來(lái)一次介紹這幾部分結(jié)構(gòu)。是機(jī)器人直接用于抓取和握緊(或吸附)工件或夾持專用工具（如噴槍、扳手、焊接工具）進(jìn)行操作的部件，它能模仿人手的動(dòng)作。機(jī)械手爪一般可分為三類分別為機(jī)械式夾持器、吸附式末端式末端執(zhí)行器和專用工具。（2）腕部又稱手腕。由于腕部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以更靈活的，更廣泛的實(shí)現(xiàn)重物的搬運(yùn)。臂部是用來(lái)支撐手腕與末端執(zhí)行器的部件。（4）機(jī)座是機(jī)器人的基礎(chǔ)部分，有固定式與移動(dòng)式兩種，其支撐作用。其直接支撐手臂部件，從而實(shí)現(xiàn)臂部回轉(zhuǎn)。機(jī)械手可分為通用機(jī)械手與專業(yè)機(jī)械手兩大類。因此，可以通過(guò)調(diào)整其動(dòng)作程序，在不同的場(chǎng)合應(yīng)用機(jī)械手。通用機(jī)械手按其控制定位的方式不同可分為簡(jiǎn)易型和伺服型兩種:簡(jiǎn)易型以“開(kāi)一關(guān)”式控制定位，只能是點(diǎn)位控制，伺服型可以是點(diǎn)位的，也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)，一般的伺服型通用機(jī)械手屬于數(shù)控類型。它可應(yīng)用于大批量的自動(dòng)化生產(chǎn)，如自動(dòng)機(jī)床，加工中心，自動(dòng)的上下。其特點(diǎn)為:傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)敏。所以這種機(jī)械手對(duì)密封性要求比較嚴(yán)格。(2)氣壓傳動(dòng)機(jī)械手用壓縮空氣的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械手。由于空氣可壓縮的特性，該機(jī)械手工作沖擊大，速度穩(wěn)定性差，相對(duì)于液壓機(jī)械手，氣壓機(jī)械手更適用于工作在高溫、輕載的環(huán)境中。另外，該機(jī)械手運(yùn)動(dòng)速度快，行程長(zhǎng)。(1)點(diǎn)位控制實(shí)現(xiàn)點(diǎn)與點(diǎn)之間的移動(dòng)，但只能控制過(guò)程中幾個(gè)點(diǎn)，不能控制運(yùn)動(dòng)軌跡。電氣控制范圍廣，控制系統(tǒng)復(fù)雜。2機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)一種較為靈活的重物搬運(yùn)機(jī)械手,實(shí)現(xiàn)流水線上零件的搬運(yùn)與放置。要求抓取零件的重量可達(dá)7公斤,手爪的開(kāi)合程度可達(dá)110毫米。通過(guò)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)其它的作業(yè)要求,比如焊接等。 機(jī)械手設(shè)計(jì)方案 關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)圖該關(guān)節(jié)型機(jī)械手由五部分組成。各部分的驅(qū)動(dòng)方式如下：1）底座回轉(zhuǎn)的腰關(guān)節(jié)：由安裝在底座內(nèi)的電機(jī)帶動(dòng)整個(gè)機(jī)械手作360度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。3）小臂與腕部的回轉(zhuǎn)：由交流伺服電機(jī)帶動(dòng)齒輪減速器運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)大臂以上的的整體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即產(chǎn)生俯仰運(yùn)動(dòng)。5）手腕的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：由腕內(nèi)部的伺服電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械手作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。該關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)械手的自由度，分別為：底座繞S軸作360度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；大臂繞L軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（左右運(yùn)動(dòng)）；小臂繞U軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（上下運(yùn)動(dòng)）；小臂繞R軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；手腕的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；手腕的上下運(yùn)動(dòng)。而且它的最大抓取重量達(dá)到7公斤。3 動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 電機(jī)的選型對(duì)于機(jī)器人這種屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，伺服系統(tǒng)相當(dāng)重要的。按其控制原理可分為開(kāi)、閉環(huán)兩大類。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號(hào)），但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異。176。步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM。步進(jìn)電機(jī)一般不具有過(guò)載能力，而交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力；第五，運(yùn)行性能不同。步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200～400毫秒。綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。 初步估算機(jī)械手的質(zhì)量計(jì)算各部分體積與質(zhì)量機(jī)械手的材料為鋁合金，V(機(jī)座)=V（底座）+V（圓柱1）+V(線盒)=V（回轉(zhuǎn)頭）= V（底2）+V（圓柱2）=+=(回轉(zhuǎn)頭)= =V(下臂)=()=(下臂)= =V(上臂后箱體)= +=+=（上臂后箱體）=V(上臂)==V(減速器)===(減速器)=U、S、L軸電機(jī)質(zhì)量：=7Kg。T、B軸電機(jī)質(zhì)量：=.機(jī)械手質(zhì)量= (機(jī)座)+ （回轉(zhuǎn)頭）+ （下臂）+ （上臂后箱體）+ （上臂）+（電機(jī)）+（減速器）=轉(zhuǎn)速與角速度之間關(guān)系為：n= （）由（1）的各軸轉(zhuǎn)速：各軸的轉(zhuǎn)矩： （）=(+)=(+)=其中G為物體重量，為上臂的重量，為重物到U軸距離，為上臂重心到U軸的距離。 （）==其中為重物到B軸的距離。=(++)==(++)+(++)= 計(jì)算電機(jī)功率功率計(jì)算公式為： （）=================伺服電機(jī)采用安川電機(jī)，根據(jù)下表選取U軸采用SGMPH08A。T軸采用SGMPH01A。S軸采用SGMPH08A。 錐齒輪設(shè)計(jì) 齒輪精度、材料設(shè)計(jì)的機(jī)械手要求運(yùn)行平穩(wěn)且此處轉(zhuǎn)速較高，所以選用六級(jí)精度，主動(dòng)輪采用40(調(diào)質(zhì))，硬度為280 HBS，從動(dòng)輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240 HBS，兩者材料的硬度差為40 HBS。 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)有設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算： （）計(jì)算式中各未知量的數(shù)值：1）計(jì)算彎曲