机械手都有哪些结构组成?

作者&投稿:丙妹 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
工业机械手的组成结构是?~

工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业,或是危险、恶劣环境下的作业。机器人一般由驱动装置、执行机构、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。
驱动装置。是驱使执行机构运动的机构,按照控制系统发出的指令信号,借助于动力元件使机器人进行动作。工业机器人输入的是电信号,输出的是线、角位移量。如辉科机械手使用的驱动装置主要是电力驱动装置,如步进电机、伺服电机等,此外也有采用液压、气动等驱动装置。
执行机构。即机器人本体,其臂部一般采用空间开链连杆机构,其中的运动副(转动副或移动副)常称为机器人高科技产物(18张)关节,关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同,机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。
控制系统。一种是集中式控制,即机器人的全部控制由一台微型计算机完成。另一种是分散(级)式控制,即采用多台微机来分担机器人的控制,如当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时,主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算,并向下级微机发送指令信息;作为下级从机,各关节分别对应一个CPU,进行插补运算和伺服控制处理,实现给定的运动,并向主机反馈信息。

助力机械手系统组成:
1.一套完整的中运助力机械手装备主要由三部分组成:平衡吊主机、抓取夹具(或机械手)及安装结构。zy15
2.机械手主机是实现物料(或工件)在空中无重力化浮动状态的主体装置。
3.机械手则是实现工件抓取,并完成用户相应搬运和装配要求的装置。
4.安装结构则是根据用户服务区域及现场状况要求以支撑整套设备的机构。
助力机械手主机
a)可实现不同重量物料的重力平衡状态,适用于物料的精确移载操作。
b)空载、满载及处理不同工件时,系统可感知其重量变化,并实现载荷在三维空间中的浮动状态,便于精确定位。
c)全程平衡、运动顺滑等特点,使得操作者可以很便捷地实现工件的搬运、定位、装配等操作。
d)刚性手臂可使机械手带工件越过障碍;水平臂可满足物料在相关场所进行横向放入、横向取出等动作要求。
e)系统可始终保持机械手头部的水平,发挥高作业性。
f)关节刹车装置,具有多个回转关节,以实现广域范围内的物料取置;配备有刹车装置,操作者可在操作过程中随时中断机械手的运动。
助力机械手控制系统
a)设置有元件保护盒,
以保护主要精密气动元器件,避免操作时意外撞击及灰尘沉积。气路排布完全按丰田AMS标准执行,方便维修。
b)系统配备二联件、单向阀和储气罐,为系统提供持续稳定的压缩空气,当主供气源意外断气时,可提供一定时间的安全保障,并使系统有足够的动力完成本次操作或将工件卸载。
助力机械手系统安全
a)配备有负载显示器,指示负载状态,告知操作者:此时物料是否可被提起或被卸载。当系统处于负载状态时,显示器呈红色。
b)配备有负载压力表,指示压缩空气工作状况。
c)配备有安全误操作保护装置,防止误动作对人身或设备造成伤害;在操作者未对安装状况进行确认前,即工件未安装到位前,如果工人误操作松开按钮,工件不能被卸载(限于动力夹具)。
d)系统配备了失气保护装置,当主供气源意外断气时,主机臂杆不能动作,机械手停止作业,避免意外的伤害。
e)设备配套安全控制系统,在操作时,系统不会因为误动作,而突然改变负载或空载压力,因此机械手不会因此快速上升或下降而对人身、设备和产品造成伤害。

以上由山东@中运物流集团提供zy15

机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。
为了抓取空间中任意位置和方位的物体,需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。一般专用机械手有2~3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制,来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息,形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成,通过对其编程实现所要功能。
一、执行机构
机械手的执行机构分为手部、手臂、躯干;
1、手部
手部安装在手臂的前端。手臂的内孔中装有传动轴,可把运用传给手腕,以转动、伸曲手腕、开闭手指。
机械手手部的构造系模仿人的手指,分为无关节、固定关节和自由关节3种。手指的数量又可分为二指、三指、四指等,其中以二指用的最多。可根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和大小的夹头以适应操作的需要。所谓没有手指的手部,一般都是指真空吸盘或磁性吸盘。
2、手臂
手臂的作用是引导手指准确地抓住工件,并运送到所需的位置上。为了使机械手能够正确地工作,手臂的3个自由度都要精确地定位。
3、躯干躯干是安装手臂、动力源和各种执行机构的支架。
二、驱动机构
机械手所用的驱动机构主要有4种:液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。其中以液压驱动、气压驱动用得最多。
1、液压驱动式
液压驱动式机械手通常由液动机(各种油缸、油马达)、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统,由驱动机械手执行机构进行工作。通常它的具有很大的抓举能力(高达几百千克以上),其特点是结构紧凑、动作平稳、耐冲击、耐震动、防爆性好,但液压元件要求有较高的制造精度和密封性能,否则漏油将污染环境。
2、气压驱动式
其驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成,其特点是气源方便、动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。但难以进行速度控制,气压不可太高,故抓举能力较低。
3、电气驱动式电力驱动是机械手使用得最多的一种驱动方式。其特点是电源方便,响应快,驱动力较大(关节型的持重已达400kg),信号检测、传动、处理方便,并可采用多种灵活的控制方案。驱动电机一般采用步进电机,直流伺服电机(AC)为主要的驱动方式。由于电机速度高,通常须采用减速机构(如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋传动和多杆机构等)。有些机械手已开始采用无减速机构的大转矩、低转速电机进行直接驱动(DD)这既可使机构简化,又可提高控制精度。
4、机械驱动式
机械驱动只用于动作固定的场合。一般用凸轮连杆机构来实现规定的动作。其特点是动作确实可靠,工作速度高,成本低,但不易于调整。其他还有采用混合驱动,即液-气或电-液混合驱动。
三、控制系统
机械手控制的要素包括工作顺序、到达位置、动作时间、运动速度、加减速度等。机械手的控制分为点位控制和连续轨迹控制两种。
控制系统可根据动作的要求,设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存储,然后再根据规定的程序,控制机械手进行工作程序的存储方式有分离存储和集中存储两种。分离存储是将各种控制因素的信息分别存储于两种以上的存储装置中,如顺序信息存储于插销板、凸轮转鼓、穿孔带内;位置信息存储于时间继电器、定速回转鼓等;集中存储是将各种控制因素的信息全部存储于一种存储装置内,如磁带、磁鼓等。这种方式使用于顺序、位置、时间、速度等必须同时控制的场合,即连续控制的情况下使用。
其中插销板使用于需要迅速改变程序的场合。换一种程序只需抽换一种插销板限可,而同一插件又可以反复使用;穿孔带容纳的程序长度可不受限制,但如果发生错误时就要全部更换;穿孔卡的信息容量有限,但便于更换、保存,可重复使用;磁蕊和磁鼓仅适用于存储容量较大的场合。至于选择哪一种控制元件,则根据动作的复杂程序和精确程序来确定。对动作复杂的机械手,采用求教再现型控制系统。更复杂的机械手采用数字控制系统、小型计算机或微处理机控制的系统。控制系统以插销板用的最多,其次是凸轮转鼓。它装有许多凸轮,每一个凸轮分配给一个运动轴,转鼓运动一周便完成一个循环。

一般来说,机械手主要有以下几部分组成:
1.手部(或称抓取机构) 包括手指、传力机构等,主要起抓取和放置物件的作用。
2.传送机构(或称臂部) 包括手腕、手臂等,主要起改变物件方向和位置的作用。
3.驱动部分 它是前两部分的动力,因此也称动力源,常用的有液压气压电力和机四种驱动形式。
4.控制部分 它是机械手动作的指挥系统,由它来控制动作的顺序(程序)、位置和时间(甚至速度与加速度)等。
5.其它部分 如机体、行走机构、行程检测装置和传感装置等。


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