刘惠萍毕业论文正文.docx

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1、1绪论机械手是模仿人手部分动作，按给定程序、轨迹和要求完成口动吸取、搬运或操作的自动机械装置。在工业牛产中应用的机械手被称为“工业机械手二1.1气动技术在国内外的发展状况1.1.1气动技术发展现状气动技术是流体传动及控制技术的一个重要分支。近年来，随着工业的飞速发展，在工业自动化领域机电一体化技术得到了广泛应用，随着工业自动化程度的提高，气动技术以其成本低廉、工作效率高、干净且不污染环境、节约能源、使用和维修方便、对环境要求不高等一系列优点，己在各个领域得到越來越广泛的应用，气动技术已经成为当今实现自动化的重要手段之一。国外技术己经实现低

2、功耗、高速度、高响应、小型化、集成化、无油化和机电一休化，而我国的气动技术与其相比，还存在着相当大的差距。H前，我国以压缩空气动力源的各种气动机械手在一些自动牛产线丄得到应用，主要是利用应用处理人类难于或不便处理的问题，同时可以提高劳动效率，降低劳动强度。而气动机械手以成本低廉节能无污染等优势用于轻工业物品搬运装卸。结合化工、化肥牛产包装的最后一道工序，袋装成品物料从牛产线上下来后进行码垛搬运，提岀以电气结合使用的机械手设计方案。我国在气动技研究与开发方面，缺乏先进的仪器与设备，研究开发手段落后，技术力量差，每年问世的新产品数量极其有限。

3、在许多的开发与研究领域还是空白，因此必须跟踪国外气动技术的最新发展动向，以减小差距，提高我国气动技术的水平。F1前己广泛应用的气动系统屮，主要还是程序动作的逻辑控制系统，其主要功能仅限于岀力、点位控制及其这两种功能的复合控制。工业机器人使用最多的一种驱动方式是电机驱动。驱动电机一般采用步进电机、直流伺服电机以及交流伺服电机。由于电机速度高，通常须采用减速机构（如谐波传动、VR摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋传动和多杆机构等）。这类机器人的特点是控制精度高，驱动力较大，响应快，信号检测、传递、处理方便，并可以采用多种灵活的控制方案。但是由于这类

4、机器人价格昂贵，限制了在一些场合的广泛应用。因此，人们开始寻求它一些经济适用的机器人驱动方式。随着气动技术获得了快速发展，其屮利用成本性能比低廉及同吋具有许多优点的气动机械手设备来满足社会牛产实践需要也越来越多的受重视，气动机械手已经为能够行业牛的一重要用技。我国现己掌握了气动程序和逻辑控制技术，能H行进行规模庞大、过程复杂的气动逻辑控制系统。气动伺服系统虽然有着较长的发展历史，但由于气体的可压缩性及气缸摩擦力等因索的影响，导致气动伺服的高非线性度和低刚度，使得实现对气动伺服系统的满意控制比较困难，至今在工业丄应用并不成熟。1.1.1气动

5、搬运机械手机械手是一种模仿人手动作，并按设定程序、轨迹和要求代替人手吸（吸）取、搬运工件或工具或进行操作的口动化装置。机械手主要由手指、手腕、手臂等运动部件组成。传统机械手的自动定位一直是依靠伺服电机、步进马达或液压伺服定位系统来完成。在气动伺服闭环定位系统的控制、运行速度为5m/S的情况下，定位精度可达士0.1〜士0.2mmo尽管它的精度比起伺服电机和步进马达要差一个等级，但它结构简单，速度高，抗环境污染及抗干扰性强，价格要比伺服电机和步进马达便宜得多。因此，气动伺服定位技术一经出现便受到工业界和学术界的高度重视，同吋为气动机器人、气动

6、机械手进入工业化领域开辟了十分宽广的前景。气动搬运机械手是在己有的机械手基础丄发展起来的。二者之间的区别在于气动机械手发展的起点颇高，它强调模块化的形式，把专用机械手和通用机械手结合起来。更为突出的是，机械手采用气压驱动系统。现代传输技术的气动机械手在控制方面采用了先进的阀岛技术（可重复编程），气动伺服系统（可实现任意位置丄的精确定位），在执行机构上全部采用模块化的拼装结构，因此可以代替一些吸取力不大的第i代机器人的地位,在H前的工业自动线上有着及其广泛的应用前景。机械手的手臂包括手臂回转、升降、伸缩三部分;手部具有两类不同型式的手指;夹

7、持式（支点回转式、平移式）和吸附式（真空吸盘式）手指。选用不同型式的手指，可分别完成工件的吸取或吸附。1.2课题研究的目的与意义本课题FI的是研究气动机械手结构的设计、分析和控制的一些普遍性问题及方法，并例举开发一种能够任意点定位，可以实现小型零件的抓取、换位和等功能的气动抓取机械手来进行研究。机械手是近代自动控制领域屮出现的一项新技术，并己成为现代机械制造牛产系统小的一个重要组成部分。它能部分地代替人的操作，能按照牛产工艺的要求，遵循一定程序时间和位置来完成工件的传送和装卸。气吸式机械手采用吸盘式吸举机构是利用特制橡胶皮碗形成真空而将工

8、件吸住，适用与板材'玻璃件'弧型壳体零件。气动技术■这个是被誉为工业自动化之“肌肉”的传动技术，在加工制造业领域越来月受到人们的重视，并获得了广泛应用。H前伴随着微电子技术，通信技术和自动化技