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實用性取料機械手的設計及研究

作者: yhsstools 時間:2019-08-24 來源:未知
摘要:機械手在最近幾十年發展迅速,作為一種新技術被廣泛用于工程機械中,機械手能模仿人肢體的一些功能,雖然不夠靈活,但是能解決很多生產中面對的問題。如何準確地抓取工件是取料機器...

過幾年的不斷發展,我們可以發現在各個行業中,機械手正在取代工人進入生產線,應用非常廣泛,隨處可見。隨著我國人口嚴重老齡化,越來越多的企業難以就業,勞動力成本不斷上升,機械手逐漸發展,其智能化要求也越來越高。機械手可以代替勞動力在復雜的工作條件下工作,因此得到了廣泛的應用。隨著我國人口老齡化的加劇,機械手的出現大大減少了勞動力。因此,機械手的性能和結構將直接影響其工作的進度,進而影響產品的生產效率。隨著我國綜合實力的飛躍,許多企業對機械手的需求越來越大,從而形成了機械臂市場的強制驅動。只有不斷開發更好的機器,得到廣大企業的好評,才能迅速占領市場。中國是一個人口眾多的國家,勞動力成本越來越高,尤其是我國北方少數民族,人民生活水平不斷提高。在我國龐大的人口基數下,研究一種實用的喂料機械手具有重要的現實意義。機械手行業是市場行業對技術要求較高的行業,改革開放以來,隨著科學技術的進步和國外機器人的引進,同時注重市場的研究和開發,進而擴大市場份額,對我國小型機械化產業產生了一定的影響。

二、 取料機械手的主要組成

工業機器人根據其運動形式分為四類,每種機器人根據其工作場所的不同而不同。有些機器人是由液壓系統驅動的,這種機器人一般需要承受更大的力,有的用氣動系統來驅動機器人,而精度要求更高的是用伺服電機驅動。因此,在充注機器人底座的設計中,必須保證其足夠的剛度和強度。采摘機械手主要由伺服電機、基座、手臂、手腕、夾緊裝置和控制系統組成。與其他類型的機械手不同,它要求夾緊時能保證整體的穩定性,從而保證夾緊的穩定性,而探頭的設計就顯得尤為重要。根據不同類型的工件需要設計不同自由度的夾緊機械手,對于工件的工作條件比較復雜,對機械手的要求也較高。機械手的驅動形式也多種多樣,有的采用液壓驅動,如操縱機械手,有的采用氣壓驅動圖像抓取機械手,本設計采用伺服驅動,因為抓取機械手比其他機械手要求更高,所以每個關節都由伺服電機控制。

三、 取料機械手的原理

拾取機械手根據工件的位置,通過轉動轉盤、機械臂和機械手腕來調整抓取的角度和方向。每個關節位置都配有一個液壓缸,這似乎是一個簡單的動作,需要復雜的程序和算法來精確定位它,以確保它能夠準確地抓住工件。迄今為止,世界上有成千上萬種機械手,它們影響著我們生活的各個方面,具有操作方便、可靠性高、安全性高、舒適性好等特點。機械手的運動主要是通過調整各關節的運動來達到其操作要求,其類型也不同。

機械手按矢量封閉圖表示圖

由于進給機械手需要對工件進行多角度、多方向的夾持,因此本文設計的機械手具有較高的自由度和較好的靈活性。拾取機械手首先在物料的位置上,通過傳感器將信號反饋給PLC,然后反饋采集到的信息,再對工件進行抓取。本設計采用關節式,每個關節可以進行不同的方位角運動,通過對伺服電機的控制來滿足操作要求。爬行工件復雜時,抓取時間長,抓取精度稍低。當抓取工件形狀簡單時,抓取質量好,時間短。因此,應根據實際抓取工作條件選擇不同類型的抓取機械手。對于一些機械手無法實現的工件,必須用人工夾緊。只有這樣,我們才能實現極點的使用。

四、 取料機器人的受力計算

根據人臂運動的不同,驅動力可分為兩種情況來計算。

當機器人的手臂進行運轉時其主要計算公式為P=F+F。其中F表示在運動過程中的摩擦力,這里包括在空氣中的阻力以及各個零部件的摩擦力,F表示機械臂在運動過程中的慣性力矩。其大小可按下式計算;

F

其中G——人臂移動部件的重量(公斤),

g——重力加速度9.81(米/秒2)

ΔV——剛起步時的運動速度

Δt——起動或制動所需的時間(秒)。

五、 總結

隨著人類社會的全面快速發展,現代化和智能化水平的不斷提高,人類社會和人們的生活日新月異。首先對國內外采摘機械手的應用進行了分析,并對其工作原理進行了分析。通過其工作原理,對機械手的各個部分進行了設計,并對其受力進行了分析。

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