機(jī)械手的發(fā)展及分類(lèi)分析概述1機(jī)械手的發(fā)展機(jī)械手是可以像人的手臂一樣可以運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)機(jī)器，按照設(shè)好的程序進(jìn)行對(duì)物體的工作和轉(zhuǎn)移，同時(shí)它也是現(xiàn)代制造業(yè)中最重要的自動(dòng)化機(jī)器的其中一種，它集成了機(jī)器，電子，電腦，控制功能，傳感器，人工智能等先進(jìn)技術(shù)學(xué)科。機(jī)械手是第一個(gè)出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，是現(xiàn)在機(jī)器人技術(shù)最重要的一部分，機(jī)械手在社會(huì)各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用率極高，它也是代表著一個(gè)國(guó)家的自動(dòng)化水平的實(shí)力和國(guó)際影響力，自動(dòng)化水平越高，代表著國(guó)家在國(guó)際中的實(shí)力越強(qiáng)。機(jī)械手的起步和發(fā)展最早開(kāi)始于20世紀(jì)中葉,特別重要的是在我國(guó)引入第一個(gè)數(shù)字電子技術(shù)之后,計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)也得到了新的飛速發(fā)展,令人驚奇的一點(diǎn)就是CPU的信號(hào)處理速度也越來(lái)越快,存儲(chǔ)容量也隨著時(shí)代的改變，科技的進(jìn)步在不斷發(fā)展。因?yàn)楹思夹g(shù)正在迅速發(fā)展，所以有必要使用機(jī)械工藝代替處理放射性物質(zhì)。在這種技術(shù)歷史背景下,1954年,達(dá)沃首次清晰地明確提出了一種現(xiàn)代化的工業(yè)教學(xué)機(jī)器人的基本概念,隨著技術(shù)歷史和發(fā)展時(shí)間的不斷推移,工業(yè)教學(xué)機(jī)器人大致情況可以依次劃分表現(xiàn)為三代,第一代主要指的是一種用于工業(yè)教學(xué)和技術(shù)復(fù)制的工業(yè)機(jī)器人,主要由可以根據(jù)事先指令記錄信息的控制操縱器組成,并且重復(fù)操作沒(méi)有信息反饋功能1962年,美國(guó)推出了可以導(dǎo)致擴(kuò)展,旋轉(zhuǎn),俯仰運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的統(tǒng)一裝置,采用的方法是液壓驅(qū)動(dòng),這是產(chǎn)品機(jī)器人最接近的實(shí)用模型,這表明第一代Fromandroid的出現(xiàn)。第二代具有工業(yè)化的野獸新型機(jī)器人被廣泛認(rèn)為也就是一種完全具有一定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)意義上的工業(yè)野獸新型機(jī)器人,這種具有工業(yè)化的野獸新型機(jī)器人的主要技術(shù)特征之一是也就是由于使用了先進(jìn)的聲納傳感器,使得該這種野獸化的機(jī)器人于1965年由現(xiàn)在美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)出來(lái),可以通過(guò)以下三種方式使用來(lái)進(jìn)行矯正這種野獸化的機(jī)器人:自1960年,在外國(guó)的實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)使用了這種聲納,第二代野獸機(jī)器人也就是一種帶有聲納傳感器的新型工業(yè)野獸機(jī)器人第三代新的工業(yè)野獸機(jī)器人是也就是一種帶有聲納智能化的工業(yè)機(jī)器人,具有可視化和理解外部環(huán)境,理解指令和可視化環(huán)境,識(shí)別的能力,并通過(guò)自己的計(jì)劃自己的程序去完成工藝。在20實(shí)際60年代,斯坦福研究所成功開(kāi)發(fā)了配備光學(xué)傳感器的機(jī)器人,該機(jī)器人可以根據(jù)人工指令查找和吸收積木,但是計(jì)算機(jī)控制卻像房間一樣大,但仍然可以看作是第一個(gè)智能機(jī)器人。因此,世界上第三代機(jī)器人的發(fā)展。20世紀(jì)70年代初,我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人技術(shù)經(jīng)歷了三個(gè)重要的發(fā)展時(shí)期,即從70年代中后期開(kāi)始出現(xiàn)和萌芽,70年代受多種因素的影響迅速進(jìn)入我國(guó)發(fā)展,80年代以來(lái)技術(shù)進(jìn)步發(fā)展緩慢,水平相對(duì)較低,在一系列國(guó)家和政策的推動(dòng)與支持下,特別是在"七五"發(fā)展規(guī)劃中通過(guò)大量科研人員的科研攻關(guān),自1990年以來(lái),隨著國(guó)家863發(fā)展計(jì)劃高科技研究的實(shí)施,先后開(kāi)發(fā)了七大系列工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品,90年代末,在中國(guó)建立了新松機(jī)器人有限公司、博斯機(jī)器人有限公司等9個(gè)機(jī)器人制造基地和7個(gè)研究基地。2機(jī)械手的組成和分類(lèi)現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械手通常由控制器,驅(qū)動(dòng)器,執(zhí)行器,傳感器等組成,該控制器是操縱系統(tǒng)的核心,在決策控制中起著重要作用,其主要功能是控制各種驅(qū)動(dòng)設(shè)備和電機(jī),它相當(dāng)于人類(lèi)的大腦。到達(dá)預(yù)定要求程序后,根據(jù)預(yù)先編好的要求從工業(yè)運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械手上來(lái)完成了相應(yīng)編好的程序;驅(qū)動(dòng)單元由一個(gè)主要的動(dòng)力來(lái)源和一個(gè)輔助工作裝置共同組成,作為一個(gè)來(lái)自于電動(dòng)機(jī)的主要工作動(dòng)力來(lái)源,提供了機(jī)械手工業(yè)運(yùn)行的動(dòng)能,它相當(dāng)是手臂的肌肉。當(dāng)前驅(qū)動(dòng)形式大概有四類(lèi),分別是電氣驅(qū)動(dòng),液壓驅(qū)動(dòng),氣動(dòng)驅(qū)動(dòng),機(jī)械驅(qū)動(dòng)。傳感器有多種多樣,例如顏色傳感器,重量傳感器等等。傳感器相當(dāng)于是手臂的神經(jīng),作為一個(gè)反饋。機(jī)械手所使用的各種電動(dòng)機(jī)器包括離合器,夾具,主要用于反饋信息，就像手捉住物體的一個(gè)神經(jīng)反射,閉環(huán)后就會(huì)形成一個(gè)共同的控制系統(tǒng)常用機(jī)械手控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。圖1-1機(jī)械手系統(tǒng)的組成在我國(guó)工業(yè)機(jī)械手可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)器，機(jī)械手的應(yīng)作用，機(jī)械臂的坐標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)。如果按照機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)形式來(lái)進(jìn)行區(qū)分，可以分為液壓傳動(dòng)，電氣傳動(dòng)，機(jī)械傳動(dòng)和氣動(dòng)傳動(dòng)，其實(shí)它們的傳動(dòng)方式是大同小異的，就是因?yàn)閭鲃?dòng)的介質(zhì)不同，導(dǎo)致他們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)差異，不同類(lèi)型的機(jī)械手有不同的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，(1)采用液壓式傳動(dòng)機(jī)械手。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是根據(jù)液體向外傳遞的能量與控制液體流動(dòng)的量進(jìn)行傳動(dòng)。它的傳動(dòng)特點(diǎn)輸出功率比較高,扭矩大,慣性小,所以啟動(dòng)和制動(dòng)都比較方便,運(yùn)動(dòng)起來(lái)比較穩(wěn)穩(wěn)定。因?yàn)閭鲃?dòng)介質(zhì)一般都是液體,所以對(duì)液壓傳動(dòng)裝置的密封性要求比較高,如果在操作過(guò)程中液體泄漏,則對(duì)密封性有很高的要求,這將導(dǎo)致傳動(dòng)出現(xiàn)錯(cuò)誤和對(duì)環(huán)境污染。另外,由于油容易熱脹冷縮不適合在熱和冷的條件下工作(2)氣動(dòng)機(jī)械手氣動(dòng)傳動(dòng)技術(shù)是依靠對(duì)外部環(huán)境的空氣壓縮來(lái)傳遞能量和信息，它內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在氣缸和壓縮氣，它工作流程大概是首先吸氣，然后內(nèi)部對(duì)空氣壓縮提供能量實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。它主要的優(yōu)點(diǎn)之一是無(wú)化學(xué)污染,成本低,動(dòng)作快,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是由于機(jī)械手抓力較小,工作時(shí)穩(wěn)定性不好。所以氣動(dòng)式的機(jī)械手特別適合在高速,小負(fù)載的工況下使用。(3)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械手這類(lèi)是依靠機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)來(lái)驅(qū)動(dòng)它的一種機(jī)械手，這種機(jī)械手的部件主要有齒輪，齒條，連桿，凸輪。因?yàn)樗膫鲃?dòng)部件和傳動(dòng)類(lèi)型的特點(diǎn)讓它擁有運(yùn)動(dòng)可靠和控制精度準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)(4)電氣機(jī)械手電氣傳動(dòng)的機(jī)械手就是一種利用傳感器的電