机械手的发展历程与应用现状
近20年来,气动技术的应用领域迅速拓宽,尤其是在各种自动化生产线上得到广泛应用。电气可编程控制技术与气动技术相结合,使整个系统自动化程度更高,控制方式更灵活,性能更加可靠;气动机械手、柔性自动生产线的迅速发展,对气动技术提出了更多更高的要求;微电子技术的引入,促进了电气比例伺服技术的发展,现代控制理论的发展,使气动技术从开关控制进入闭环比例伺服控制,控制精度不断提高;由于气动脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能力强和成本低廉等特点,国内外都在大力开发研究。
从各国的行业统计资料来看,近30多年来,气动行业发展很快。20世纪70年代,液压与气动元件的产值比约为9:1,而30多年后的今天,在工业技术发达的欧美、日本等国家,该比例已达到6:4,甚至接近5:5。我国的气动行业起步较晚,但发展较快。从20世纪80年代中期开始,气动元件产值的年递增率达20%以上,高于中国机械工业产值平均年递增率。随着微电子技术、PLC技术、计算机技术、传感技术和现代控制技术的发展与应用,气动技术已成为实现现代传动与控制的关键技术之一。
气动机械手作为机械手的一种,它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境等优点而被广泛应用。
关节式机械手的特点
关节式机械手有大臂与小臂摆动,以及肘关节和肩关节的运动。为具有人手操作的机能,需要研制最/合适的结构。关节式机械手的传动机构采用齿轮式、齿条式和摆动式。其传动机构采用哪种形式,主要根据工件的轻重来决定。若按摆动式扭矩来设计,则油缸将加大,而装载油缸的机架也将随之加大。特别是靠近关节式前端关节部分的重量对肩部影响很大。传动机构在承受负荷的同时必须承受自重,因此,传动效率低。如需要大的转动角,则宜采用摆动油缸。
遥想自动化机械手的历史
它是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的,自动化机械手研究始于20世纪中期,随着计算机和自动化技术的发展,特别是1946年第1台数字电子计算机问世以来,计算机取得了惊人的进步,向高速度、大容量、低价格的方向发展。同时,大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展,又为机器人的开发奠定了基础。另一方面,核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下,美国于1947年开发了遥控机械手,1948年又开发了机械式的主从机械手。
自动化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1台自动化机械手,它的结构是;机体上安装一个回转臂,顶部装有电磁块的工件抓放机构,控制系统是示教形的。随着计算机和自动控制技术的迅速发展,农业机械将进入高度自动化和智能化时期,自动化机械手的应用可以提高劳动生产率和产品质量,改善劳动条件,解决劳动力不足等问题