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1、3.5 工业机械手及机机器人,本节要点,概论 工业机械手的组成和分类 工业机械手运动的自由度形式 手爪的类型及结构 工业机械手的手腕与手臂 工业机械手及机器人举例,3.5.1 概论,1世界第一台机械手,1958年由美国联合控制公司研制出,2工业机械手的定义,是可模仿人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运工件或操作工具的自动机械装置。,3工业机械手的作用,1、可以保证产品质量、提高生产的自动化水平和劳动生产率 2、减轻劳动强度，实现安全，尤其是在高温、高压、低温、低压、潮湿、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣环境中,3.5.1 概论,4机械手的应用,1、机床加工工件的装卸 2、
2、在装配作业中 3、可在劳动条件差或动作重复、单调、易于疲劳的工作环境中 ，以代替人的劳动 4、可在危险场合下工作 5、宇宙及海洋的开发 6、军事工程及生物医学方面的研究和试验,5工业机械手和机器人的不同之处,1、工业机械手的执行程序一般是固化好的，所以动作是固定的，只能供送一种或有限的几种物品。 2、机器人可编制不同的执行程序，能完成各式各样的动作，能供送不同的物品。,3.5.2 工业机械手的组成和分类,1. 工业机械手的组成,1、执行机构：手爪、手腕、手臂、立柱 2、驱动部件：是动力装置，通常有气缸、液压缸、电力驱动 3、控制装置：主要作用是控制机械手按一定程序、方向、位置、速度进行动作。采
3、用行程开关、继电器、控制阀及电路实现控制 4、辅助装置：是机械手各部件的连接和配套装置,2. 工业机械手的分类,1、按使用范围分：专用机械手、通用机械手 2、按驱动方式分：机械驱动机械手（由机械传动机构驱动） 液压驱动机械手（以油液的压力驱动） 气动驱动机械手（利用压缩空气的压力驱动） 电力驱动机械手（由变频、步进、伺服、直线 电动机的动力直接驱动） 3、按控制方式分：操纵机械手（由人直接进行操作） 工业机械手（用于固定控制及可编程控制方式）,3.5.3 工业机械手运动的自由度形式,人的上肢由手指、手掌、手腕、手臂组成，其中共有17个 关节，19个可动骨头，具有27个自由度，组成了人手的7个基
4、本动作，即手臂上下动作，左右回转，伸缩动作，上下摆动，左右摆动，回转，手掌、手指动作合成原握紧和张开动作。,2.机手运动的自由度主要由手臂、立柱、手腕表现出来。 运动形式见表3.2,3.5.4 手爪的类型及结构,1. 手爪的分类, 机械手爪式 （分两指式、多指式） 吸盘手爪式 (分真空负压吸盘、电磁吸盘） 托持手爪式,2. 机械式手爪的结构, 连杆杠杆驱动型手爪 凸轮驱动型手爪 （只适用于轻型工件的抓取） 滑槽杠杆驱动型手爪 弹簧杠杆驱动型手爪 （只适用于抓取小型零件） 齿轮齿条驱动型手爪,3.5.4 手爪的类型及结构,3. 吸盘手爪式的结构, 真空负压吸盘手爪 常用于具有较平整和光滑表面工件
5、的抓取 电磁吸盘手爪 只适用于抓取磁性材料的工件，不适用有色金属及非磁性材料的 工件,4. 摆动气缸手爪式的结构,3.5.5 工业机械手的手腕与手臂,手腕的运动,2.手臂的典型结构,手腕是连接手部和手臂的部件，作用是调整或改变工件的方 位（即姿态）。 4个独立运动形式有：绕X轴的转动（回转运动） 绕Y轴的转动（俯仰移动） 绕Z轴的转动（左右摆动） 沿Y轴方向的横向移动,作用是将被抓取的工件传送到给定位置和方位上。 3个自由度 ：手臂伸缩 左右回转 升降,3.5.6 工业机械手及机器人举例, 吸盘式供料机械手 手臂俯仰式机械手 手臂伸缩-回转式机械手 精密插入装配机器人 椎垛搬运机器人,习 题,1试述工业机械手的组成及分类。 2工业机械手的手爪有哪几种类型？分析其结构并说明工作原理。 3如何选用机械手的手腕？ 4试分析机械手手臂的典型结构。 5. 真空吸盘手型有哪几种形式？分析其结构并说明工作原理。,Thank You !,
