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具備感觀功能的機(jī)械手,其工作性能是比較完善的,能夠準(zhǔn)確地夾持任意方位的物件,判斷物件重量,越過障礙物進(jìn)行工作,自動測出夾緊力大小,并能自動調(diào)節(jié),適用 于從事復(fù)雜、精密的操作,如裝配作業(yè)(國外研制的裝配機(jī)械手,能將活塞裝入間隙20微米的汽缸內(nèi)),它有著一定的發(fā)展前途。
智能機(jī)械手是一種新興的技術(shù),對它的研究將涉及到電子技術(shù)、控制論、通訊技術(shù)、電視技術(shù)、空問機(jī)構(gòu)和仿生機(jī)械學(xué)等學(xué)科。它是當(dāng)代自動控制技術(shù)的一個新興的領(lǐng)域。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,智能機(jī)械手將會代替人做更多的工作。
機(jī)械手的分類
機(jī)械手按運(yùn)動坐標(biāo)型式可以劃分為:
1)直角坐標(biāo)式機(jī)械手 臂部可以沿直角坐標(biāo)軸X 、Y 、Z 三個方向移動,亦即臂部可以前后伸縮(定為沿X 方向的移動)、左右移動(定為沿Y 方向的移動)和上下升降(定為沿Z 方向的移動);
2) 圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手 手臂可以沿直角坐標(biāo)軸的X 和Z 方向移動,又可繞Z 軸轉(zhuǎn)動(定為繞Z 軸轉(zhuǎn)動),亦即臂部可以前后伸縮、上下升降和左右轉(zhuǎn)動;
3)球坐標(biāo)式機(jī)械手 臂部可以沿直角坐標(biāo)軸X 方向移動,還可以繞Y 軸和Z 軸轉(zhuǎn)動,亦即手臂可以前后伸縮(沿X 方向移動)、上下擺動(定為繞Y 軸擺動)和左右轉(zhuǎn)動(仍定為繞Z 軸轉(zhuǎn)動);
4)多關(guān)節(jié)式機(jī)械手 這種機(jī)械手的臂部可分為小臂和大臂。其小臂和大臂的連接(肘部)以及大臂和機(jī)體的連接(肩部)均為關(guān)節(jié)(鉸鏈)式連接,亦即小臂對大臂可繞肘部上下擺動,大臂可繞肩部擺動多角,手臂還可以左右轉(zhuǎn)動。
機(jī)械手首先是從美國開始研制的。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出臺機(jī)械手。它的結(jié)構(gòu)是:機(jī)體上安裝一個回轉(zhuǎn)長臂,頂部裝有電磁塊的工件抓放機(jī)構(gòu),控制系統(tǒng)是示教形的。1962年,美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。商名為Unimate(即自動)。運(yùn)動系統(tǒng)仿照坦克炮塔,臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮、用液壓驅(qū)動;控制系統(tǒng)用磁鼓作為存儲裝置。不少球坐標(biāo)通用機(jī)械手就是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。同年,美國機(jī)械制造公司也實(shí)驗(yàn)成功一種叫Vewrsatran機(jī)械手。該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)、升降采用液壓驅(qū)動控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。這兩種出現(xiàn)在六十年代初的機(jī)械手,是后來國外工業(yè)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)。1978年美國Unimate公司和斯坦福大學(xué),麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種Unimate-Vicarm型工業(yè)機(jī)械手,裝有小型電子計算機(jī)進(jìn)行控制,用于裝配作業(yè),定位誤差小于±1毫米。聯(lián)邦德國KnKa公司還生產(chǎn)一種點(diǎn)焊機(jī)械手,采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。