机械手外文翻译

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1、机械手机械手工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业 机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性 能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各 种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。 机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中， 机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发 殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械 化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵

2、活，但它具有能不断重复工作 和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到 许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。机械手技术涉及到力学、机械学、电气液 压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。 机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由 度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。现实生活中，在工业生产和其他领域 内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的 劳动强度，甚至于危及生命。自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。机械手可 在空间抓、放、搬

3、运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生 产，广泛应用于柔性自动线。机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣 的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。机械手是工业机器人的重要组成 部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。工业机器人是集机械、电子、控制、计算 机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。广泛采 用工业机器人，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境， 减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意 义。 机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机

4、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。 研究机械手控制的目的是保持以计算机为基础的机械手的动态响应，以便与一些预先 设定的系统性能和理想目标保持一致。一般情况下，机械手的动态性能直接依赖于控制算 法的效率和机械手的动态模型。控制问题包括获得自然的机械手系统的动态模型，然后指 定相应的控制规则或步骤以达到想要的系统响应和性能。目前的工业机械臂控制将每一个 机械臂的联合看做一个简单的联合

5、伺服。伺服方法不能充分地模仿不同的动力学机械手， 因为它忽略了机械手整体的运动和配置。这些控制系统的参数的变化有时是足够重要，以 至于使常规的反馈控制方法失效。其结果是减少了伺服响应的速度和阻尼，限制了精度和 最终效应的速度，使系统仅适用于有限精度的工作。机械手以这种方式控制速度降低而没 有不必要的震动。任何在这一领域和其它领域的机械臂性能增益要求更有效率的动态模型、 精密的控制方法、专门的计算机架构和并行处理技术。 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

6、手一般分为三类：第一类是不需要人工操作的通用机械手。它是一种独立的不附 属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定的操作。它的特点是具备普通机械的性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人 工才做的，称为操作机。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。第三类是用专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和 工件送。这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动；除 少数以外，工作程序一般是固定的，

7、因此是专用的。在国外，目前主要是搞第一类通用机 械手，国外称为机器人。 1简史 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。它 的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教 形的。 1962 年，美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。 商名为 Unimate 万能自动） 。克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动；控制系统用 磁鼓作为存储装置。不少球坐标通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和 普鲁曼公司合并成立万能自动公司，专门生产工业机械手。 1962 年美国机械制造公司也实验成功

8、一种叫 Vunimatean 机械手。该机械手的中央立 柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型。虽然这两种机械手出现在六十 年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。 1978 年美国 Unimate 公司和斯坦福大学，麻省理工学院联合研制一种 Unimate- Vicarm 型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差小于1 毫米。联邦德国机械制造业是从 1970 年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备 的上下材等作业。 联邦德国 KnKa 公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。日本是工 业机械手发展最快、应用最多的国家。自 1969 年从

9、美国引进两种机械手后大力从事机械手 的研究。前苏联自六十年代开始发展应用机械手，至 1977 年底，其中一半是国产，一半是 进口。目前，工业机械手大部分还属于第一代，主要依靠工人进行控制；改进的方向主要 是降低成本和提高精度。第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算控制系统，具 有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，是 机械手具有感觉机能第三代机械手则能独立完成工作中过程中的任务。它与电子计算机和 电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性制造系统 FMS 和柔性制造单元 FMC 中的重要一环。2应用简况 现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题

10、。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。因此，装卸、 搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。有资料 统计：美国偏重于毛坯生产，日本偏重于机械加工。随着机械手技术的发展，应用的对象 还会有所改变。 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。国内机械手工业、铁路工业中首先在单机、专机上采用机械手上下料，减轻工人的劳 动强度。国外铁路工业中应用机械手以加工铁路车轴、轮等大、中批零件。并和机床共同 组成一个综合的数控加工系统。采用机械手进行装配更始目前研究的重点，国外已研究采 用

11、摄象机和力传感装置和微型计算机连在一起，能确定零件的方位达到镶装的目的。3发展趋势目前工业机械手主要用于机床加工、铸造、热处理等方面，无论数量、品种和性能方面还是不能满足工业发展的需要。 在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动 强度，改善作业条件，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要 研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。将机械手各运动构件，如伸缩、 摆动、升降、横移、俯仰等机构以及根据不同类型的加紧机构，设计成典型的通用机构， 所以便根据不同的作业要求选择不同类型的基加紧机构，即可组成不同用途的机械手。既 便于设计制造，有

12、便于更换工件，扩大应用范围。同时要提高速度，减少冲击，正确定位， 以便更好的发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、 视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成立整个机械制造系统中的一个单元。 在国外机械制造业中工业机械手应用较多，发展较快。目前主要用于机床、横锻压力 机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。 此外，国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。使它具有一定的传感能 力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如位置发生稍许偏差时，即能更正并自行检 测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得一定成绩。

13、视觉功能即在机械手上安装有电视照相机和光学测距仪（即距离传感器）以及微型计 算机。工作是电视照相机将物体形象变成视频信号，然后送给计算机，以便分析物体的种 类、大小、颜色和位置，并发出指令控制机械手进行工作。 触觉功能即是在机械手上安装有触觉反馈控制装置。工作时机械手首先伸出手指寻找 工作，通过安装在手指内的压力敏感元件产生触觉作用，然后伸向前方，抓住工件。手的 抓力大小通过装在手指内的敏感元件来控制，达到自动调整握力的大小。总之，随着传感 技术的发展机械手装配作业的能力也将进一步提高。 更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械 制造系统的人工操作状态。 随着

14、科学技术的发展，机械手也越来越多的地被应用。在机械工业中，铸、焊、铆、 冲、压、热处理、机械加工、装配、检验、喷漆、电镀等工种都有应用的实理。其他部门， 如轻工业、建筑业、国防工业等工作中也均有所应用。在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下：一是以提高生产过程中的自动化程度。二是以改善劳动条件，避免人身事故。三是可以减轻人力，并便于有节奏的生产。综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。ManipulatorRobotic arm industrial robot was developed in recent decades a high-tech automated pro

15、duction equipment. Industrial manipulator is an important branch of the industrial robots. It features can be programmed to complete a variety of expected job tasks, and on the structure and performance of the machine with the advantages, particularly human intelligence and adaptability. Manipulator

16、 in the accuracy of the job, and a variety of environments the ability to complete the job, in all areas of national economy has a broad development prospects. Manipulator is mechanized, automated production processes in the development of a new type of device. In modern production process, the manipulator is widely used in automatic production line of robots that development and production has become a high-tech in the neighborhood of, speedy Temple made up of a new technology, whic