平衡臂机器人机械手的设计

胡绿莹， 陈志刚

（邵阳学院机械与能源工程学院， 湖南 邵阳 422000）

引言

目前工业中应用的机械手都已经逐渐发展为工业机器人，大多由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置组成。它是一种复杂的机电一体化自动化生产设备。机器人不是简单的体力劳动替代品，而是一种融合了人与机器优势的机电设备。机器人在劳动生活中有着非常重要的作用，它也是人类科技进步的表现。

1 机器人机械手的组成和分类

1.1 机器人机械手的组成

主要由机械手、操作机构和控制系统三部分组成：

1）机械手（1）手部。手柄配置在前端，手柄充满了变速轴。机器人的构造模仿人类的手指，将未被切断的虚构化合物和游离化合物分割。

2）传送机构。能够生成方向盘和分割方向盘。传送手柄功能的是指针。需要正确把握指针的操作方法，才能使其加载到规定的位置。

3）动力源。躯体设置了方向盘和电源，各自提供了制度上的支持。

1.2 操作机构

控制机制分为四大类：液压刺激、气体刺激、电刺激和机械装置。油压刺激主要通过气缸、阀门、油泵和燃料罐传递。控制机制多用气压汽缸、气动马达天然气阀等。这些装置非常方便、简单、价格低廉。另外，气压系统容易生锈。

所有电气化产品都使用三相异步电机，使用具有触发装置和大型齿轮减速系数降低的有效电力。在初期发展阶段，部分设计人员将马达装置转换成螺丝和螺母的感应声音的组织。也有些设计者使用磁悬浮代替该组织，以实现高效率的操作。

1.3 控制系统

机器人操作员需要遵循控制作业指示，包括具体执行时间、速度、追加及读取速度等。机器人控制分为位置控制和连续智能控制两种类型。控制系统可以根据要求移动，结构使用数值序列控制。必须先保存代码，然后按照规定程序控制机器人操作员继续作业。

2 机械手的设计方案

2.1 机械手液压系统的工作原理

这个机械手的传输是油压滚子，为了受到传递的力量会施加很大的压力。推进力的电动泵吐出油泵的压油，使压力能源从电源向机械能变化。液压油进入管道的汽缸，进行调整。由此，会诱发连接杆的运动，引起方向盘膨胀等，收缩、变动、急剧压力等状态的改变会造成机械出现某些变化。运动可能压缩摩擦阻力时，机械手的一部分必须维持强度、压力管理及活塞作业区域以相同的方式运动。方向盘为了解决油泵进入气缸的油压问题，采取了所有的动作。这种类型通过向水压破碎装置传递压力，将水压破碎转换器的力传递给水压破碎装置。

这是相当于单一液压装置的液压结构的机械手，由机械手、液压系统、电源管理三部分构成。激发系统的油压归纳见图1。

2.2 液压传动机械手的特点

1）可以提高出口强度。此外，还可获得20～70 kg/cm2的压力。因此，在活塞区域，在相同条件下，液压机器人可以释放更大的空气机器人。目前，液压机械装置的质量（即难以控制）为800 kg，气压驱动的机器人移动质量不到30 kg。

2）油压滞后小，反应强烈，比空气稳定。气压传输容易达到高速，但空气联轴器低，攻击道路上的油，不喜欢针点。

图1 机械手液压系统的工作原理

3）出口的强度和速度主要由油压的压力决定，有些气缸下的速度和电流容量可以通过调节压力和吸气阀来轻松控制。

2.3 机器人机械手的动作顺序

机器人工作流程见图2。

这些运动由控制系统控制。控制系统向螺线管发送信号，按钮控制激活动作。电子步进控制系统根据预定的延迟时间，使用步骤来启动动作阶段、接触过程或中继的各步骤的动作，螺线管阀的步骤“跳过”，由液压系统自动控制。

图2 机器人机械手的动作顺序

2.4 平衡臂机械手总体布局方案

通过图3 显示，我们了解了机械结构，考虑到物理材料的原因且是不需要移动的稳定机器人，因此其基础设计为嵌入水泥，取得平衡，使其稳定。这个构造没有伸缩汽缸。汽缸机构的十字路口被配置在同一列。如果这个地方被聚类化，不方便的话，两个机器人会被安装到挥杆上，并像离开旋转油缸那样挥棒。增加支持中心轴扭矩曲线。然后是机器人，寿命变短。因此，我们在供应栏的另一边设计了伸缩汽缸油压站和支撑板。如果机器人的挥杆中心离汽缸机构的Z 字形旋转中心比较近，减轻轴的弯曲，可以通过机器人的收集和设置石油管道来改善。虽然设计了机器人，但空间内的运动不会被水平范围的存储式汽缸捕捉，而是正确控制机构，并在空间内持续移动。

图3 平衡臂机械手总体布局方案

3 结语

毕业设计为我们提供了一个很好的机会来了解工作设计的基本过程和方法以及设计理念。在设计中，经过老师的指导，遇到的很多问题都得到了最好的解决方案。尽管本次设计只是一个简单的机械手设计，但充分扩展和提升了旋转、滑动的一些其他功能。在这些机器的设计中，理论知识和实践的结合将巩固和深化我们以前所学到的理论知识，为今后持续的研究设计奠定了坚实的理论和实践基础。