机械手-大正百恒机械手定制-托盘机械手

现代工业机械手起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化产品。

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台机械手。他的结构是：机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。 1962年，美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机械手。运动系统仿造坦克炮塔，臂回转、俯仰，用液压驱动；控制系统用磁鼓***存储装置。不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立公司，专门生产工业机械手。

1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运。该机 械手的***立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再 现型。虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。

1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vic-arm 型工业机械手，托盘机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，***误差可小于±1毫米。

美国还十分注意提高机械手的可靠性，改进结构，降低成本。如Unimate 公司建立了8年机械手试验台，进行各种性能的试验。准备把故障前平均时间（注：故障前平均时间是指 一台设备可靠性的一种量度。它给出在第1次故障前的平均运行时间），水果筐机械手，由 400 小时提高到 1500小时，精度可提高到±0.1毫米。

德国机器制造业是从 1970 年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下 料等作业。德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。

瑞士RETAB公司生产一种涂漆机械手，采用示教方法编制程序。

瑞典安莎公司采用机械手清理铸铝齿轮箱毛刺等。

日本是工业机械手发展***快、应用蕞多的***。自 1969年从美国引进二种典型机械手后，大力研究机械手的研究。据报道，1979年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个。1976年个大学和***研究部门用在机械手的研究费42%。1979年日本机械手的产值达443亿日元，产量为14535台。其中固定程序和可变程序约占一半，达222亿日元，是1978年的二倍。具有记忆功能的机械手产值约为67亿日元，比1978年增长50%。智 能机械手约为17亿日元，为1978年的6倍。截止1979年，机械手累计产量达56900台。 在数量上已占世界首位，约占70%，并以每年50%～60%的速度增长。使用机械手蕞多的是汽车工业，其次是电机、电器。预计到1990年将有55万机器人在工作。

第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力， 甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。 目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。

第三代机械手（机械人）则能***地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设 备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制 造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。

随着工业机器手（机械人）研究制造和应用的扩大，国际性学术交流活动十分活跃，欧美各国和其他***学术交流活动开展很多。

机械手工作中运动速度较高，在结构布置上应保证运动平稳，这样可提高机械手使用的可靠性，并可延长使用寿命，在结构上要注意以下几点：

1.臂部要防止偏重。通常臂部处于悬臂的工作状态，在设计臂部、手部结构时要尽量使其总的重芯在支撑中心，防止对支撑中心的偏重。偏重将会产生附加的弯矩引起立柱和导向的变形，工作中引起导向装置不均匀的磨损。在回转运动中偏重对回转轴附加有动压力，其方向不断的变化，特别是高速及速度突然变化时更为明显，这将引起机械手的振动，严重时会造成卡死。防止偏重过大可采取的措施如下：

a.减轻手部重量，并尽量减少偏心载荷。

b.合理分布臂部上各部件重量和增加平衡重，使臂部平衡。

c.机械手在结构上无法避免偏重，则应加强导向支撑，尽力减轻偏重对运动的影响。

2.加强臂部刚度 选取臂部结构时要注意各个方向的刚度。提高臂部刚度是减少手部颤动的关键，机械手，有利于提高***精度。臂部的刚度决定于臂部的结构和导向形式。

3.改进缓冲装置和提高配合精度 机械手缓冲装置是保证运动平稳和减少振动的主要措施。冲击有两种：一种是机械冲击，它是臂部运动中与***装置相撞而产生，用可靠缓冲装置来消除。另一种是液压系统动作时产生的冲击。这种冲击作用于管路之中，仍会引起机械手振动，要靠改进液压系统设计来叫解决。 提高部件的配合精度，减少间隙都有利于运动平稳。

机械手的动力元件——液压泵的计算

液压泵是标准件，垃圾桶机械手，其选择依据是额定压力和流量。

1）小泵

当手臂回转、手腕回转、手指松紧及***缸工作时，只有小流量泵供油。 手臂回转时，液压马达的额定压力为10MPa，流量为qt=nV=1800×18.2=32.8L/min

手腕回转时，液压马达的额定压力为10 MPa，流量为qt=nV=1800×10.9=19.6L/min

手指松紧时，液压缸的工作压力为10 MPa，流量为qt= A1Vmax=42D×Vmax=4×0.042×3×103=3.76L/min

***缸工作时， 液压缸的工作压力为4 MPa，流量为qt= A1Vmax=Vmax=4×0.022×3×103=0.94L/min

2）大泵

当手臂伸缩、手臂升降时，大、小泵同时供油。

手臂升降时，液压缸工作压力为4 MPa，流量为qt=A1Vmax=42D×Vmax=4×0.042×36×10 3=45.2L/min。

手臂伸缩时，液压缸工作压力为4 MPa，流量为qt= A1Vmax=42D×Vmax=4×0.012×12×10 3=0.94L/min