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機(jī)械手是一種能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能,用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。特點(diǎn)是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè),構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)械手機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)
機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為手部、手臂、軀干;
1、手部
手部安裝在手臂的前端。手臂的內(nèi)孔中裝有傳動(dòng)軸,可把運(yùn)用傳給手腕,以轉(zhuǎn)動(dòng)、伸曲手腕、開閉手指。
機(jī)械手手部的構(gòu)造系模仿人的手指,分為無關(guān)節(jié)、固定關(guān)節(jié)和自由關(guān)節(jié)3種。手指的數(shù)量又可分為二指、三指、四指等,其中以二指用的多。可根據(jù)夾持對(duì)象的形狀和大小配備多種形狀和大小的夾頭以適應(yīng)操作的需要。所謂沒有手指的手部,一般都是指真空吸盤或磁性吸盤。
2、手臂
手臂的作用是引導(dǎo)手指準(zhǔn)確地抓住工件,并運(yùn)送到所需的位置上。為了使機(jī)械手能夠正確地工作,手臂的3個(gè)自由度都要地定位。
3、軀干軀干是安裝手臂、動(dòng)力源和各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的支架 。
控制系統(tǒng)
機(jī)械手控制的要素包括工作順序、到達(dá)位置、動(dòng)作時(shí)間、運(yùn)動(dòng)速度、加減速度等。機(jī)械手的控制分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制兩種。
控制系統(tǒng)可根據(jù)動(dòng)作的要求,設(shè)計(jì)采用數(shù)字順序控制。它要編制程序加以存儲(chǔ),然后再根據(jù)規(guī)定的程序,控制機(jī)械手進(jìn)行工作程序的存儲(chǔ)方式有分離存儲(chǔ)和集中存儲(chǔ)兩種。分離存儲(chǔ)是將各種控制因素的信息分別存儲(chǔ)于兩種以上的存儲(chǔ)裝置中,如順序信息存儲(chǔ)于插銷板、凸輪轉(zhuǎn)鼓、穿孔帶內(nèi);位置信息存儲(chǔ)于時(shí)間繼電器、定速回轉(zhuǎn)鼓等;集中存儲(chǔ)是將各種控制因素的信息全部存儲(chǔ)于一種存儲(chǔ)裝置內(nèi),如磁帶、磁鼓等。這種方式使用于順序、位置、時(shí)間、速度等同時(shí)控制的場合,即連續(xù)控制的情況下使用。
其中插銷板使用于需要迅速改變程序的場合。換一種程序只需抽換一種插銷板限可,而同一插件又可以反復(fù)使用;穿孔帶容納的程序長度可不受限制,但如果發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)就要全部更換;穿孔卡的信息容量有限,但便于更換、保存,可重復(fù)使用;磁蕊和磁鼓僅適用于存儲(chǔ)容量較大的場合。至于選擇哪一種控制元件,則根據(jù)動(dòng)作的復(fù)雜程序和程序來確定。對(duì)動(dòng)作復(fù)雜的機(jī)械手,采用求教再現(xiàn)型控制系統(tǒng)。更復(fù)雜的機(jī)械手采用數(shù)字控制系統(tǒng)、小型計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)控制的系統(tǒng)??刂葡到y(tǒng)以插銷板用的多,其次是凸輪轉(zhuǎn)鼓。它裝有許多凸輪,每一個(gè)凸輪分配給一個(gè)運(yùn)動(dòng)軸,轉(zhuǎn)鼓運(yùn)動(dòng)一周便完成一個(gè)循環(huán)。
三是礦產(chǎn)品價(jià)格觸底回升,但勘查開發(fā)社會(huì)投資積極性不高。礦業(yè)固定資產(chǎn)投資連續(xù)兩年下降,礦業(yè)市場活力還沒有得到根本性改善。通過多年的努力,我國礦業(yè)規(guī)模結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化,大中型礦山比例達(dá)到13%以上,資源利用效率有所提高,但一些老礦山和中小型礦山存在科技創(chuàng)新能力不強(qiáng)、優(yōu)勢礦產(chǎn)未能充分發(fā)揮資源效益,礦產(chǎn)資源粗放利用、礦山環(huán)境問題依然。礦產(chǎn)品市場依然沒有真正回暖、市場活力不足,社會(huì)投資欲望不高。四是礦產(chǎn)資源開發(fā)利用水平有所上升,但發(fā)展不均衡不充分,礦山建設(shè)水平參差不齊。我國礦產(chǎn)資源消費(fèi)量和生產(chǎn)量都居世界,是礦業(yè)大國,但不是礦業(yè)強(qiáng)國。
運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等立運(yùn)動(dòng)方式,稱為機(jī)械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體,需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。自由度越多,機(jī)械手的靈活性越大,通用性越廣,其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般機(jī)械手有2~3個(gè)自由度??刂葡到y(tǒng)是通過對(duì)機(jī)械手每個(gè)自由度的電機(jī)的控制,來完成特定動(dòng)作。同時(shí)接收傳感器反饋的信息,形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制??刂葡到y(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或dsp等微控制芯片構(gòu)成,通過對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。
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