什么是机械手(什么是机械手?)

案例 2020-02-05 18:19:46

机械手工作原理是什么?怎样控制机械手的运动的?
机械手是一种机械手臂,通常是可编程的,与人的手臂有相似的功能;手臂可以是机构的总和,也可以是更复杂的机器人的一部分。这种机械手的连接通过关节连接,允许旋转运动(例如在关节式机器人中)或平移(线性)位移。关节式机器人的工作原理其实非常类似于人类手臂的运动特性,人手是通过关节与骨骼以及肌肉的组合运动,才实现了听从大脑指挥并有条件反射等行为;而关节式机器人就是根据人类的这种特性,再通过人类智慧的“结晶”才成功研制的。
 线性机械手或者桁架机械手的工作原理
  机械手工作原理图解:
  机械手臂是模仿人类手臂动作的机器,它也可以悬挂在桁架上,这种机械手称为桁架机械手。它由多个梁和机械手总成组成,机械手臂的一端悬挂于横向模组上,另一端则有手腕和手指,手腕可以多自由度旋转,手指可以装夹物体,它们都可以被人类直接或远距离控制。然而,桁架机械手只是各种不同机械手臂中的一种。
机械手是伺服电机驱动的三轴桁架机械手,简单解释一下三轴的意思,其实可以简单理解为这台机械手是由三个伺服电机组成的。图中可以明显看到的有两台伺服电机,还有一台伺服电机是控制前后移动的机械手臂部分,在整台机械手的后方,所以图中未能看到。
  然后我们来解释一下其余两台伺服电机的作用。横向臂上面的这台伺服电机是控制横向臂上的纵向和横向机械手臂的整体横向移动,可以在横向臂上任何位置精准定位。纵向臂上的伺服电机自然是控制纵向臂的上下移动动作,同时也是抓取物料的关键机械手臂和需要做到最精准的伺服电机的组合。
  机械手臂可以像镊子一样简单,也可以像假肢一样复杂。换句话说,如果一个机构能抓住一个物体,抓住一个物体,像手臂一样传递物体,那么它可以被归类为机械手。最近的进展已经带来了未来医学领域的改进,包括假肢和机械手臂。当机械工程师建造复杂的机械手臂时,目标是让手臂完成普通人类无法完成的任务。
四轴和六轴机械手的区别是什么?

前面的关节 后面的是四轴机械手 你可以看一下的

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使用机械手的重要意义是什么?

机械手的使用是现代企业自动化进程的重要组成部分,能实现加工动作的稳定性,减少人工搬运带来的偏差,对产品可靠性具有最大意义!


拓展知识

一:什么是机械手

也被称为自动手,auto hand能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械 化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
  

机械手主要由手部和运动机构组成。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。
  

二:机械手种类

机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。
  

机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手


助力机械手,也被称为自动手,auto hand
能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
  

机械手主要由手部、运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。
  

机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。
  

机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力,改善热、累等劳动条件。
机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。
油田钻柱操作机械手

硬臂式助力机械手
硬臂式助力机械手与气动平衡吊和软索式助力机械手一样都具有全行程“漂浮”功能,区别是在有扭矩产生的情况下无法使用气动平衡吊或是软索式助力机械手,而必须选用硬臂式助力机械手。比如在工件重心远离臂悬挂点,或是工件需要翻转或倾斜情况下,必须选用硬臂式助力机械手,还有在厂房高度有限情况下,可以选用硬臂式助力机械手。
  

硬臂式助力机械手可以实现提升最大500Kg的工件,半径最大可以达到3000mm,提升高度最大2500mm。根据起吊工件重量不同,应选择符合最大工件重量的最小型号的机器,如果我们用最大负载200Kg的机械手来搬运30Kg的工件,那么操作性能肯定不好,感觉很笨重。
  

配有储气罐,可在断气情况下继续使用一个循环,同时会报警,提醒操作者,在气压下降到一定程度,启动自锁功能,防止工件下降。并设有安全系统,在搬运过程中或是工件没有被放置在安全表面时,操作者不能释放工件。
  

软索式机械手
软索式机械手的功能与气动平衡吊类似,具有全行程的“漂浮”功能,但是提升位移比气动平衡吊要小,最大只有3000mm,而且最大负载只有450Kg。
  

配有储气罐,可在断气情况下继续使用一个循环,同时会报警,提醒操作者。
配合各种非标夹具,软索式助力机械手可以实现起吊各种形状的工件。安装形式可以固定地面或悬挂固定使用,不能使用导轨式。


T型助力机械手
区别于硬臂式助力机械手的是T型助力机械手没有双关节机械臂,它的前后左右位移靠导轨来实现。由于T型助力机械手没有机械臂,因而它比硬臂式显得小巧,更适合于操作空间狭小的场合。
  

T型助力机械手的最大负载要比硬臂式小,只有200Kg,但提升高度可以根据客户要求设计,而且搬运范围要比硬臂式大的多。
  

配有储气罐,可在断气情况下继续使用一个循环,同时会报警,提醒操作者,在气压下降到一定程度,启动自锁功能,防止工件下降。并设有安全系统,在搬运过程中或是工件没有被放置在安全表面时,操作者不能释放工件。
  

配合各种非标夹具,硬臂式助力机械手可以实现起吊各种形状的工件。安装形式为导轨移动。