上下料机械手的结构设计.pdf
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2022-07-12
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上下料机械手的结构设计
一、绪论
1、课题背景
在现代工业中，生产过程的机械化、自动化和智能化已成为突出的主题。化
工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决，但在机械工业中加工、装配等生
产是不连续的。专用机床是大批量生产自动化的有效办法，程控机床、数控机床
及加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。
但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运及装配等作业有待于进一步实现机
械化，机器人的出现并得到应用为这些作业的机械化奠定了良好的基础。“工业
机器人”（Industrial Robot）：多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取，
搬运工件，操作工具的装置（国内称作工业机器人或通用机器人）。机器人是一
种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置，具有结构简单，成本
低廉，维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。目前，我国常把具有上述特
点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器人。简而言之，机器
人就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作位置，或按照工作要
求以操纵工件进行加工。机器人一般分为三类：第一类是不需要人工操作的通用
机器人，即本文所研究的对象。它是一种独立的，不附属于某一主机的装置，可
以根据任务的需要编制程序以完成各项规定操作，它是除具备普通机械的物理性
能之外还具备通用机械、记忆和智能的三元机械；第二类是需要人工操作的，称
为操作机 (Manipulator) 它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特
定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机器人来进行探测月球等。工业中采用
的锻造操作机也属于这一范畴；第三类是专业机器人，主要附属于自动机床或自
动生产线上用以解决机床上下料和工件传送，这种机器人在国外通常被称之为
“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动，除少数外工作程序一
般是固定的，因此是专用的。机器人按照结构形式的不同又可分为多种类型，其
中关节型机器人以其结构紧凑，所占空间体积小，相对工作空间最大，甚至能绕
过基座周围的一些障碍物等这样一些特点，成为机器人中使用最多的一种结构形
式，世界一些著名机器人的本体部分都采用这种机构形式的机器人。要机器人像
人一样拿取东西，最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂及关节等部分
组成的抓取和移动机构——执行机构；像肌肉那样使手臂运动的驱动、传动系统；
像大脑那样指挥手动作的控制系统。这些系统的性能就决定了机器人的性能。一
般而言，机器人通常就是由执行机构，驱动、传动系统和控制系统这三部分组成。
2、设计的目的和意义
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