毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1前言

顾名思义，机械手是模仿人手的动作，用来帮助人过代替人的部分劳动的机械。是一种可以程序化地搬运工件、操纵工具和完成各种作业的自动化装置 ^[1]。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，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。

目前国内机械手的分类方法较多，尚未统一。通常可按使用范围、作业类别、搬运重量，驱动方式、坐标形式、控制方法等来分类^[2]。机械手的动作循环是：手臂垂直向下伸出（手部下降）手抓紧工件手臂垂直向上缩回（手部上升）行走机构平行移动手臂向下伸出手放松工件手臂缩回行走机构平行退回原位停止，即完成一个循环^[3]

机械手按照关节的分布方式有串联式和并联式。串联式是在机器人主体的基础部分上串联一组连杆、关节，并在其前端配置抓取器（夹持部分）。并联式是在基础部分上并联延伸一组连杆、关节，由前端操纵物体。一般机械手大都是串联式。并联式的例子有很多关节手指，在用三个手指抓取物体时，手指不单是抓取器，还可以看做是一种机械手^[4]。

要使机械手手臂运动轻快灵活，手臂的结构必须紧凑小巧，或在运动臂上加滚动轴承或采用滚珠导轨。对于悬臂式的机械手手臂上的零部件的布置要合理，以减少回转升降支撑中心的偏重力矩。不然，会引起手臂振动，严重时会使手臂与立柱卡住别坏。对于双臂同时操作的机械手，应使两臂布置尽量对称已达到平衡^[5] 。机械手主要用于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。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需要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^[6]

2回转式机械手概述

近些年，随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用，工业机械手已经成为了工业生产中提高劳动生产率的重要因素。

随着智能系统及计算机的应用发展，机械手的应用越来越广泛，实际应用的机械手应具有一定的柔性，它所抓取的工件直径应在一定的范围内变化。如果采用结果简单的回转式手指将会产生定位误差^[7]。机械手是为促进生产过程的高效化、无人化和省力化或代替人在危险、恶劣和特殊环境中进行操作而研制的一种自动工具，其手部是直接用来抓取和握持或夹持专用工具进行操作的部件。机械手能否准确地夹持物体，并以一定精度送到生产线指定的位置上，不仅与其手臂、手腕的运动精度有关，而且也与其手指的定位精度有关，即与手指的抓取误差有关。特别是在采用回转式机械手指抓取不同半径的圆柱形物体时，手指回转中心与物体轴线位置间的距离，会随被抓取物体半径的变化而改变，因而对手指的抓取误差产生直接影响。由于抓取误差的大小是衡量机械手手指抓取功能的重要指标，因此应对其产生的原因进行仔细分析，并在设计和选用手指形状尺寸及参数时力求改善，以使抓取误差被控制在许可范围内^[8]。

3回转式机械手的控制系统的设计