4機械手臂原理

❶ PLC的4軸機械臂控制系統的設計西門子S7-200 兩個步進電機兩個直流電機四自由度的電氣原理圖

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❷ 什麼是機械手臂

機械臂其實就是模擬人的手臂動作。是由多個鉸鏈組成，每個鉸鏈給予其所需的自由度以完成其所要實現的動作。

❸ 機械手臂是如何製造的

現在做機械手臂的比較多。
1）什麼是機械手臂
機械手臂是機械人技術領域中得到最廣泛實際應用的自動化機械裝置，在工業製造、醫學治療、娛樂服務、軍事、半導體製造以及太空探索等領域都能見到它的身影。盡管它們的形態各有不同，但它們都有一個共同的特點，就是能夠接受指令，精確地定位到三維（或二維）空間上的某一點進行作業。其結構形式簡單說有這幾類：懸臂式，龍門式，直立式以及橫立式等。
2）機械手臂的構成
機械手臂主要由執行機構、驅動機構和控制系統三大部分組成。
手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構，使手部完成各種轉動（擺動）、移動或復合運動來實現規定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。
運動機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式，稱為機械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機械手臂設計的關鍵參數。自由度越多，機械手臂的靈活性越大，通用性越廣，其結構也越復雜。一般專用機械手有2～3個自由度。
機械手臂所用的驅動機構主要有4種：液壓驅動、氣壓驅動、電氣驅動和機械驅動。其中以液壓驅動、氣壓驅動用得最多。
控制系統是通過對機械手每個自由度的電機的控制，來完成特定動作。同時接收感測器反饋的信息，形成穩定的閉環控制。控制系統的核心通常是由單片機或dsp等微控制晶元構成，通過對其編程實現所要功能。
3）機械手臂所使用的材料
由於機械手臂在承受載荷時，不能有應變和斷裂，也就是說要有足夠的強度，所以應該選擇「高強度的材料」。另外，由於機械手臂是運動的，需要有良好的受控性，因此不能過笨重，所以至少得「密度小 強度大 而且轉動慣量小」。所以，機械手一般採用「合金鋼」，「經過熱處理的優質鋼」，「輕型合金，如鋁合金」等材料比較多。
4）機械手臂的製造
由以上簡單介紹可知，機械手臂的製造所涉及的領域較廣泛，如材料、機械、電子、液壓、氣動、電磁等等。
詳細情況請參照相關專業技術資料。

❹ 求氣動機械手的簡單工作原理

氣動機械手主要由執行機構、驅動系統、控制系統以及位置檢測裝置等所組成。在PLC程序版控制的條件下，採用氣權壓傳動方式，來實現執行機構的相應部位發生規定要求的，有順序，有運動軌跡，有一定速度和時間的動作。同時按其控制系統的信息對執行機構發出指令。

必要時可對氣動機械手的動作進行監視，當動作有錯誤或發生故障時即發出報警信號。位置檢測裝置隨時將執行機構的實際位置反饋給控制系統，並與設定的位置進行比較，然後通過控制系統進行調整，從而使執行機構以一定的精度達到設定位置。

(4)4機械手臂原理擴展閱讀：

機械手氣壓傳動採用的壓縮空氣往往含有水分，直接使用會影響氣缸工作和腐蝕工件。故需設置一個分水裝置，將壓縮空氣中的水分分離出去。一般選用低於6kg/c㎡的壓縮空氣時，需用減壓閥控制氣體壓力，並用蓄壓器儲備足夠的氣體，以保證氣缸消耗氣體時，壓力不致降低。

由於氣壓低，機械手速度就減慢，動作就失調，故在氣路上需安一個壓力繼電器，當氣壓低於規定的壓力時，電路斷開，停止工作。

❺ 三軸機械手的工作原理是什麼

三軸機械手的工作原理：
機械手：mechanical hand，也被稱為自動手，auto hand能模仿人手和臂的某些動專作功能，用以按固定屬程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。它可代替人的繁重勞動以實現生產的機械化和自動化，能在有害環境下操作以保護人身安全，廣泛應用於機械製造冶金部門。
機械手主要由手部、運動機構和控制系統三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構，使手部完成各種轉動（擺動）、移動或復合運動來實現規定的動作、改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式，稱為機械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機械手設計的關鍵參數越多、自由度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結構也越復雜。

❻ 機械手臂的設計要求

1、手臂應承載能力大、剛性好、自重輕
手臂的剛性直接影響到手臂抓取工件時動作的平穩性、運動的速度和定位精度。如剛性差則會引起手臂在垂直平面內的彎曲變形和水平面內側向扭轉變形，手臂就要產生振動，或動作時工件卡死無法工作。為此，手臂一般都採用剛性較好的導向桿來加大手臂的剛度，各支承、連接件的剛性也要有一定的要求，以保證能承受所需要的驅動力。
2、手臂的運動速度要適當，慣性要小
機械手的運動速度一般是根據產品的生產節拍要求來決定的，但不宜盲目追求高速度。
手臂由靜止狀態達到正常的運動速度為啟動，由常速減到停止不動為制動，速度的變化過程為速度特性曲線。
手臂自重輕，其啟動和停止的平穩性就好。
3、手臂動作要靈活
手臂的結構要緊湊小巧，才能做手臂運動輕快、靈活。在運動臂上加裝滾動軸承或採用滾珠導軌也能使手臂運動輕快、平穩。此外，對了懸臂式的機械手，還要考慮零件在手臂上布置，就是要計算手臂移動零件時的重量對回轉、升降、支撐中心的偏重力矩。偏重力矩對手臂運動很不利，偏重力矩過大，會引起手臂的振動，在升降時還會發生一種沉頭現象，還會影響運動的靈活性，嚴重時手臂與立柱會卡死。所以在設計手臂時要盡量使手臂重心通過回轉中心，或離回轉中心要盡量接近，以減少偏力矩。對於雙臂同時操作的機械手，則應使兩臂的布置盡量對稱於中心，以達到平衡。

4、位置精度高
機械手要獲得較高的位置精度，除採用先進的控制方法外，在結構上還注意以下幾個問題：
（1）機械手的剛度、偏重力矩、慣性力及緩沖效果都直接影響手臂的位置精度。
（2）加設定位裝置和行程檢測機構。
（3）合理選擇機械手的坐標形式。直角坐標式機械手的位置精度較高，其結構和運動都比較簡單、誤差也小。而回轉運動產生的誤差是放大時的尺寸誤差，當轉角位置一定時，手臂伸出越長，其誤差越大；關節式機械手因其結構復雜，手端的定位由各部關節相互轉角來確定，其誤差是積累誤差，因而精度較差，其位置精度也更難保證。
5、通用性強，能適應多種作業；工藝性好，便於維修調整
以上這幾項要求，有時往往相互矛盾，剛性好、載重大，結構往往粗大、導向桿也多，增加手臂自重；轉動慣量增加，沖擊力就大，位置精度就低。因此，在設計手臂時，須根據機械手抓取重量、自由度數、工作范圍、運動速度及機械手的整體布局和工作條件等各種因素綜合考慮，以達到動作準確、可靠、靈活、結構緊湊、剛度大、自重小，從而保證一定的位置精度和適應快速動作。此外，對於熱加工的機械手，還要考慮熱輻射，手臂要較長，以遠離熱源，並須裝有冷卻裝置。對於粉塵作業的機械手還要添裝防塵設施。

❼ 機械手臂的組成部分

一、機械手臂的作用和組成

1、作用

手臂一般有3個運動：

伸縮、旋轉和升降。實現旋轉、升降運動是由橫臂和產柱去完成。手臂的基本作用是將手爪移動到所需位置和承受爪抓取工件的最大重量，以及手臂本身的重量等。

2、組成

手臂由以下幾部分組成：

（1）運動元件。如油缸、氣缸、齒條、凸輪等是驅動手臂運動的部件。

（2）導向裝置。是保證手臂的正確方面及承受由於工件的重量所產生的彎曲和扭轉的力矩。

（3）手臂。起著連接和承受外力的作用。手臂上的零部件，如油缸、導向桿、控製件等都安裝在手臂上。

此外，根據機械手運動和工作的要求，如管路、冷卻裝置、行程定位裝置和自動檢測裝置等，一般也都裝在手臂上。所以手臂的結構、工作范圍、承載能力和動作精度都直接影響機械手的工作性能。

二、設計機械手臂的要求

1、手臂應承載能力大、剛性好、自重輕

手臂的剛性直接影響到手臂抓取工件時動作的平穩性、運動的速度和定位精度。如剛性差則會引起手臂在垂直平面內的彎曲變形和水平面內側向扭轉變形，手臂就要產生振動，或動作時工件卡死無法工作。為此，手臂一般都採用剛性較好的導向桿來加大手臂的剛度，各支承、連接件的剛性也要有一定的要求，以保證能承受所需要的驅動力。

2、手臂的運動速度要適當，慣性要小

機械手的運動速度一般是根據產品的生產節拍要求來決定的，但不宜盲目追求高速度。

手臂由靜止狀態達到正常的運動速度為啟動，由常速減到停止不動為制動，速度的變化過程為速度特性曲線。

手臂自重輕，其啟動和停止的平穩性就好。

3、手臂動作要靈活

手臂的結構要緊湊小巧，才能做手臂運動輕快、靈活。在運動臂上加裝滾動軸承或採用滾珠導軌也能使手臂運動輕快、平穩。此外，對了懸臂式的機械手，還要考慮零件在手臂上布置，就是要計算手臂移動零件時的重量對回轉、升降、支撐中心的偏重力矩。偏重力矩對手臂運動很不利，偏重力矩過大，會引起手臂的振動，在升降時還會發生一種沉頭現象，還會影響運動的靈活性，嚴重時手臂與立柱會卡死。所以在設計手臂時要盡量使手臂重心通過回轉中心，或離回轉中心要盡量接近，以減少偏力矩。對於雙臂同時操作的機械手，則應使兩臂的布置盡量對稱於中心，以達到平衡。

4、位置精度高

機械手要獲得較高的位置精度，除採用先進的控制方法外，在結構上還注意以下幾個問題：

（1）機械手的剛度、偏重力矩、慣性力及緩沖效果都直接影響手臂的位置精

度。

（2）加設定位裝置和行程檢測機構。

（3）合理選擇機械手的坐標形式。直角坐標式機械手的位置精度較高，其結構和運動都比較簡單、誤差也小。而回轉運動產生的誤差是放大時的尺寸誤差，當轉角位置一定時，手臂伸出越長，其誤差越大；關節式機械手因其結構復雜，手端的定位由各部關節相互轉角來確定，其誤差是積累誤差，因而精度較差，其位置精度也更難保證。

5、通用性強，能適應多種作業；工藝性好，便於維修調整

以上這幾項要求，有時往往相互矛盾，剛性好、載重大，結構往往粗大、導向桿也多，增加手臂自重；轉動慣量增加，沖擊力就大，位置精度就低。因此，在設計手臂時，須根據機械手抓取重量、自由度數、工作范圍、運動速度及機械手的整體布局和工作條件等各種因素綜合考慮，以達到動作準確、可靠、靈活、結構緊湊、剛度大、自重小，從而保證一定的位置精度和適應快速動作。此外，對於熱加工的機械手，還要考慮熱輻射，手臂要較長，以遠離熱源，並須裝有冷卻裝置。對於粉塵作業的機械手還要添裝防塵設施。

三、手臂的結構

手臂的伸縮和升降運動一般採用直線油（氣）缸驅動，或由電機通過絲桿、螺母來實現。

手臂的回轉運動在轉角小於360°的情況下，通常採用擺動油（氣）缸；轉角大於360°的情況下，採用直線油缸通赤齒條、齒輪或鏈條、鏈輪來實現。

（1）手臂直線運動。

（2）手臂的擺動。

（3）手臂的俯仰運動。

❽ 機械 吊車臂伸縮的機械原理

吊車吊臂伸縮原理
（一）吊車的吊臂伸縮形式有以下幾種：
1、順序伸縮機構--伸縮臂的各節臂以一定的先後次序逐節伸縮。
2、同步伸縮機構--伸縮臂的各節臂以相同的相對速度進行伸縮。
3、獨立伸縮機構--各節臂能獨立進行伸縮的機構。
4、組合伸縮機構--當伸縮臂超過三節時，可以同時採用上列的任意兩種伸縮方式進行伸縮的機構。
（二） 吊車按伸縮機構的技術分，可以分為無銷全液壓伸縮機構和自動插銷式伸縮機構。
1、無銷全液壓伸縮機構的優點是臂長變化容易，工作臂長種類多，實用性很強。缺點是自重大，對整機穩定性的影響較大。
無銷全液壓伸縮機構有不同的組合形式，可以是多液壓缸加一級繩排，可以是單液壓缸或多液壓缸加兩級繩排。
多液壓缸加一級繩排的特點是最末一節伸縮臂採用鋼絲繩伸縮，其它伸縮臂採用多級缸或多個單級缸或多級缸和單級缸套用等方式直接用油缸伸縮。因而最末伸縮臂的截面變化較大，其它臂節截面的變化較小。
單液壓缸或多液壓缸加兩級繩排的特點是單缸或雙缸加兩級繩排實現四節或五節臂的伸縮。這種伸縮方式在國內最先進，但解決五節臂以上起重臂的伸縮難度很大。
2、自動插銷式伸縮機構採用單缸、互鎖的缸銷和臂銷、精確測長電子技術，其優點是重量輕，對整機穩定性的影響最小，伸縮速度較快、吊臂截面變化小、吊重剛度好，但技術難度大，成本較高，臂長種類少。（順序伸縮，從內向外）。
自動插銷式伸縮機構具有能互鎖的缸銷和臂銷，且缸銷設計在吊臂兩側，臂銷設計在吊臂上平面。其優點是結構簡單，自鎖性強，缺點是大變形拔臂銷時費勁，需要來回伸縮才能拔出。

❾ 數控機械手的工作原理是什麼

工業自動化的發展和科技的不斷進步，單純人工的低效、高成本、質量不容易操控等問題現已遠遠不能滿足現代企業對生產、加工的需求，而數控機械手正是工業不斷發展的產品。工業機械手不只提高了勞動出產的效率，還能替代人類完結高強度、風險、重復單調的作業，減輕人類勞動強度。被越來越廣泛的應用於機械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、設備、輕工業、交通運輸業等方面。
作業原理：在PLC程序操控的條件下，選用氣壓傳動方法，來完成執行機構的相應部位發作規則需求的，有次序，有運動軌道，有必定速度和時刻的動作。一起按其操控體系的信息對執行機構宣布指令，必要時可對機械手的動作進行監視，當動作有過錯或發作毛病時即宣布報警信號。方位檢測設備隨時將執行機構的實踐方位反饋給操控體系，並與設定的方位進行比較，然後經過操控體系進行調整，從而使執行機構以必定的精度到達設定方位。
數控機械手的基本操作原理是在PLC程序操控的條件下，選用氣壓傳動方法，來完成執行機構的相應部位發作規則需求的，有次序，有運動軌道，有必定速度和時刻的動作。一起按其操控體系的信息對執行機構宣布指令，必要時可對機械手的動作進行監視，當動作有過錯或發作毛病時即宣布報警信號。方位檢測設備隨時將執行機構的實踐方位反饋給操控體系，並與設定的方位進行比較，然後經過操控體系進行調整，從而使執行機構以必定的精度到達設定方位。
數控機械手構成：主要由執行機構、驅動體系、操控體系以及方位檢測設備等所構成。
1、執行機構包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設行走機構。
(1)手部即與物件觸摸的部件；
(2)手腕。是銜接手部和手臂的部件，並可用來調整被抓取物件的方位(即姿勢)。
(3)手臂。手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。
(4)立柱。立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一有些，手臂的反轉運動和升降(或俯仰)運動均與立柱有密切的聯絡。
(5)機座。機座是機械手的根底有些，機械手執行機構的各部件和驅動體系均設備於機座上，故起支撐和銜接的作用。
2、驅動體系驅動體系是驅動工業機械手執行機構運動的。它由動力設備、調理設備和輔佐設備構成。常用的驅動體系有液壓傳動、氣壓傳動、機械傳動。
3、操控體系。操控體系是支配著工業機械手按規則的需求運動的體系。
4、方位檢測設備。操控機械手執行機構的運動方位，並隨時將執行機構的實踐方位反饋給操控體系，並與設定的方位進行比較，然後經過操控體系進行調整，從而使執行機構以必定的精度到達設定方位。