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黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（文獻(xiàn)翻譯） 第 10 頁(yè)
畢業(yè)設(shè)計(jì)
文獻(xiàn)翻譯
院（系）名稱
工學(xué)院機(jī)械系
專業(yè)名稱
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名
武迪
學(xué)號(hào)
080105505
指導(dǎo)教師
楊漢嵩
2012年 03 月 10 日 綜合性應(yīng)急機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模式
M.M. Svinina,*, K. Yamadab, K. Uedab
無機(jī)仿生控制研究中心，理化學(xué)研究所，森山區(qū)，名古屋463-0003，日本
機(jī)械工程，神戶大學(xué)，納達(dá)區(qū)，神戶657-8501，日本
2001年5月7日，2001年9月17日
本文研究的是穩(wěn)定的步態(tài)運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的出現(xiàn)。一個(gè)分類器的系統(tǒng)，正在加強(qiáng)實(shí)施學(xué)習(xí)計(jì)劃，步態(tài)機(jī)器人是用于八條腿感官機(jī)器人的電機(jī)控制合成。機(jī)器人沒有對(duì)環(huán)境的先驗(yàn)知識(shí)和自己的內(nèi)部模型。這僅僅是個(gè)假設(shè)，機(jī)器人能夠獲得通過學(xué)習(xí)如何達(dá)到目標(biāo)區(qū)域的穩(wěn)定步態(tài)。在學(xué)習(xí)過程中的控制系統(tǒng)是由鋼筋信號(hào)自組織。到達(dá)目標(biāo)區(qū)域。德納一個(gè)全球性的獎(jiǎng)勵(lì)，提出議案得到當(dāng)?shù)氐莫?jiǎng)勵(lì)，而退一步失敗的話卻得到當(dāng)?shù)靥幜P。隨著學(xué)習(xí)的進(jìn)展，在分類器系統(tǒng)的操作規(guī)則的數(shù)量穩(wěn)定在一定水平，相應(yīng)的步態(tài)模式。根據(jù)仿真和實(shí)驗(yàn)測(cè)試所提出的自組織系統(tǒng)的可行性。最小的模擬模型不需要構(gòu)造復(fù)雜的計(jì)算方案只用于模擬。仿真數(shù)據(jù)，被下載到真正的機(jī)器人控制系統(tǒng)，來發(fā)展最小的機(jī)器人模型。總體而言，10個(gè)模擬數(shù)據(jù)成功
運(yùn)行了7個(gè)真正的機(jī)器人。?Elsevier科學(xué)有限公司保留所有權(quán)利。
1. 分類器系統(tǒng)
我們的方法是用機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行建模,由一個(gè)分類器系統(tǒng)輸出控制命令回應(yīng)一個(gè)感官輸入。在分類器系統(tǒng)中，實(shí)際觀測(cè)空間和行動(dòng)傳感器操作規(guī)則確定的狀態(tài)空間映射到確定的行為。
該傳感器狀態(tài)空間的發(fā)展，作為學(xué)習(xí)進(jìn)步,其結(jié)構(gòu)是自組織(圖2)。分類器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類似于威爾遜提出的最基本的一個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[28]。本質(zhì)上的區(qū)別在于建立它的連續(xù)狀態(tài)與動(dòng)作空間。
1.1運(yùn)動(dòng)規(guī)則
讓ns作為傳感器的數(shù)量和x={ x1，…，xn }T作為機(jī)器人的感官輸入。應(yīng)該系統(tǒng)是一套操作準(zhǔn)則，R. 準(zhǔn)則r∈R定義如下:r;=
, V={ v1，…， vns }T是狀態(tài)向量與記憶的準(zhǔn)則，W={w1,…, wns}T是權(quán)重向量，u是準(zhǔn)則的效用，a是準(zhǔn)則r相應(yīng)的操作活動(dòng)。實(shí)用u實(shí)在學(xué)習(xí)過程中的一個(gè)實(shí)數(shù)表示的相對(duì)值。它沒有任何直接的物理意義，并只可能與相關(guān)準(zhǔn)則的力量和內(nèi)部能量相聯(lián)系。該實(shí)用程序可能具有生物學(xué)意義，因?yàn)樗菑臏?zhǔn)則的父繼承和稍后的進(jìn)化過程中改變的。
在某種意義上，如果V匹配當(dāng)前的感管輸入X，準(zhǔn)則r變得活躍,能激發(fā)其作用。權(quán)重向量W是用來比較V和X的。wi∈[0,1]是荷蘭的‘不在意’符號(hào)的連續(xù)模擬。當(dāng)wi接近于零是，第i個(gè)傳感器測(cè)量就不那么重要了。其中W=0是所謂的無限期準(zhǔn)則。在目前的狀態(tài)X下無論任何地方的機(jī)器人都可以被激活。所有其他的準(zhǔn)則都是明確的。他們可以被附近的V激活，使用重量W定義在其附近。準(zhǔn)則的特異性：作為衡量明確的準(zhǔn)則。其中λ是時(shí)間依賴的尺度參數(shù)。當(dāng)λ接近1時(shí)，準(zhǔn)則規(guī)定的行為會(huì)有更多的反應(yīng)。另一方面，隨著λ越接近0，行為便變得更加積極主動(dòng)（即會(huì)有更多不受限制地在探索環(huán)境的方式）。
其實(shí)，在我們的實(shí)現(xiàn)，這是不夠的，僅僅保留一個(gè)模糊期準(zhǔn)則。R中的所有其他準(zhǔn)則都是明確的。開始R是由最初實(shí)用u0模糊準(zhǔn)則分配的。隨著學(xué)習(xí)的進(jìn)步，R，nr的總數(shù)通過復(fù)制和廢止而變化。
1.2運(yùn)動(dòng)選擇
在R中與對(duì)方進(jìn)行權(quán)利競(jìng)爭(zhēng)會(huì)引發(fā)他們的運(yùn)動(dòng)。對(duì)于所有rj∈R的準(zhǔn)則，目前感官狀態(tài)X和準(zhǔn)則的狀態(tài)向量Vj之間的加權(quán)距離定義為：其中，dk是隨時(shí)間變化的縮放參數(shù)，它被定義為在學(xué)習(xí)過程中觀察到的第k個(gè)傳感器的最高和最低值之間的最大區(qū)別。
接下來，我們定義匹配率：其中，Tm是一個(gè)常數(shù)。注意的是即使沒有明確的準(zhǔn)則匹配的感官輸入X，模糊的準(zhǔn)則也總是起作用。事實(shí)上，不管是否遇到狀態(tài)X，W=0和m=1總是匹配。這使得模糊準(zhǔn)則可能的候補(bǔ)得以被選擇。這在學(xué)習(xí)過程的開始特別重要，模糊準(zhǔn)則往往認(rèn)為是新準(zhǔn)則的執(zhí)行和新準(zhǔn)則生成的重要因素。
也要注意，當(dāng)模糊準(zhǔn)則被執(zhí)行，與此活動(dòng)相關(guān)的準(zhǔn)則按照[amin，amax]均勻分布隨機(jī)生成。
成功的準(zhǔn)則是按照概率加權(quán)的方法給出了的玻爾茲曼分布:參數(shù)T的溫度含義是保持設(shè)置的狀態(tài)空間開發(fā)和探索之間的平衡。
1.3信貸分配
公用事業(yè)的準(zhǔn)則是每次更新后，優(yōu)勝者將執(zhí)行其活動(dòng)。實(shí)用調(diào)整機(jī)制包括以下幾個(gè)部分。
直接收益分配。直接收益分配P是只在特定狀態(tài)下給予優(yōu)勝者的準(zhǔn)則。其中有兩種類型：回報(bào)（P>0）和懲罰（P<0）。回報(bào)是沿著規(guī)則的順序傳播，從而引發(fā)他們的活動(dòng)折扣率γ（即當(dāng)前和以前的優(yōu)勝者）：其中N是優(yōu)勝者鏈的深度，0<γ<1。這相當(dāng)于分享利潤(rùn)盈利的策略在隨著時(shí)間逐漸貼進(jìn)一步向后倒退。在這里，rw（1）是rw的父類，而rw（2）又是rw（1）的父類，以此類推。
桶橋策略。當(dāng)前的優(yōu)勝者rw交其用途的一部分，Δu，恢復(fù)到以前的優(yōu)勝者，rw：要注意的是準(zhǔn)則rw（1）增加了其效用。然而，我們沒有減少的規(guī)則rw實(shí)用性，這是我們的戰(zhàn)略和傳統(tǒng)之間的主要區(qū)別。如果觸發(fā)的動(dòng)作只由數(shù)量有限的準(zhǔn)則（R的子集）和他們遞交ΔU到另一個(gè)準(zhǔn)則決定，那么每個(gè)準(zhǔn)則的效用有望逐步收斂到這些規(guī)則之間的最高效用。因此，行動(dòng)準(zhǔn)則，以這種方式進(jìn)行合作，可以存活一段時(shí)間，這期間的回報(bào)是很少的。這可以根據(jù)自組織的準(zhǔn)則尋找一個(gè)最終的獎(jiǎng)賞。
征稅。每當(dāng)一個(gè)明確的準(zhǔn)則rw觸發(fā)其活動(dòng)，其效用被更新為：準(zhǔn)則rw激活率cf比照支付的成本，以防止死鎖或循環(huán)的行為。在某種意義上說，準(zhǔn)則是征稅的執(zhí)行權(quán)。需要注意的是模糊準(zhǔn)則是免稅的，因?yàn)樗闹饕δ苁巧尚碌囊?guī)則。
蒸發(fā)。當(dāng)機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)時(shí)，所有的規(guī)則都減少他們實(shí)用蒸發(fā)率η<1：從某種意義上講，它所對(duì)應(yīng)的是‘通貨膨脹’。其效用低于閾值以下的規(guī)則將被刪除。
1.4復(fù)制
在選擇優(yōu)勝者規(guī)則rw的時(shí)候，我們執(zhí)行與此規(guī)則相關(guān)的行動(dòng)aw。接下來的事情就是我們應(yīng)該關(guān)心行動(dòng)之后的執(zhí)行以及效用的調(diào)整，這個(gè)過程就是復(fù)制過程。在我們的系統(tǒng)中，除了rw觸發(fā)的行動(dòng)導(dǎo)致倒退或者崩潰這種情況，優(yōu)勝者規(guī)則rw總是生成一個(gè)新規(guī)則rc(孩子規(guī)則)。復(fù)制過程的詳細(xì)信息形式化如下。
如果優(yōu)勝者是模糊規(guī)則，復(fù)制的規(guī)則參數(shù)就設(shè)置為：vic=xi，wic=1，i=1，…，ns。
我們稱之為‘經(jīng)驗(yàn)記憶’。效用的新規(guī)則，其作用的代碼是通過父類實(shí)現(xiàn)的：ac=aw，uc=uw。
另一方面，如果優(yōu)勝者是一個(gè)明確規(guī)則，我們?cè)噲D‘推廣經(jīng)驗(yàn)’，那么新產(chǎn)生的規(guī)則是廣義的。
要注意的是，即使其匹配率mw<1，具有較高的實(shí)用uw的規(guī)則rw也可以在競(jìng)爭(zhēng)中取勝。在我們的系統(tǒng)中，優(yōu)勝者再次提供的一個(gè)通用的規(guī)則rc的匹配率mw，是在某一確定的閾值θr，i.e,mw<θr范圍內(nèi)。下面的表達(dá)式是與θr有關(guān)的實(shí)用規(guī)則uw的表達(dá)式：θr=exp（-Truw）。其中Tr是個(gè)常量。言下之意是，具有較高匹配率但實(shí)用性低的規(guī)則，我們?cè)试S其通過復(fù)制障礙，反之亦然。
Vc和Wc為廣義新規(guī)則載體的設(shè)置如下：vic=xi，wic=1-|xi-vic|\di,i=1,…,ns.
為新的廣義規(guī)則的代碼實(shí)用性和靈活性設(shè)置為:ac=aw，uc=λcuw。
要注意的是，上述形成的新的廣義規(guī)則可以和一個(gè)更加寬廣的狀態(tài)空間相匹配，其中包括其父類的狀態(tài)。
2. 模擬實(shí)驗(yàn)與測(cè)試結(jié)果
首先，學(xué)習(xí)步驟的可行性需要用模擬實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。如果機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)區(qū)域，或者產(chǎn)生的行動(dòng)步驟超過500，程序就會(huì)更新一次。參數(shù)設(shè)置如下：全局獎(jiǎng)勵(lì)P=5，本地獎(jiǎng)勵(lì)P=5，對(duì)應(yīng)行為的懲罰P=-5%, u0=10, umin=9.5, cf=0.015, γ=0.8, к=0.1, η=0.98, T=3, Tm=100, Tr=0.5。
10次模擬實(shí)驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行，每一次的動(dòng)作都會(huì)進(jìn)化。模擬的不同僅在于初始生成的隨機(jī)數(shù)量。圖10中顯示了機(jī)器人第6次和第9次的運(yùn)動(dòng)軌跡。兩次都到達(dá)了目標(biāo)區(qū)域。注意即使在成功案例中，機(jī)器人也沒有使用最短路徑。實(shí)際上，前進(jìn)方向的數(shù)據(jù)并沒有放進(jìn)傳感器的學(xué)習(xí)步驟里。因此，選擇不同的前進(jìn)方向，并沒有對(duì)應(yīng)的懲罰或者獎(jiǎng)勵(lì)操作。另外一點(diǎn)，盡管機(jī)器人并不是直線到達(dá)目標(biāo)區(qū)域，但腿部的運(yùn)動(dòng)模式一直很穩(wěn)定。
圖11中展示了學(xué)習(xí)過程的動(dòng)態(tài)曲線。記錄了到達(dá)目標(biāo)區(qū)域，所經(jīng)歷的懲罰，獎(jiǎng)勵(lì)以及必須步驟的數(shù)目。圖表中，機(jī)器人得到的全局獎(jiǎng)勵(lì)由向下的箭頭標(biāo)示。很顯然，隨著學(xué)習(xí)過程的進(jìn)展，懲罰的次數(shù)逐漸減少。
圖11. 學(xué)習(xí)記錄
圖12展示了規(guī)則的總數(shù)，固定規(guī)則的數(shù)量，以及生成規(guī)則的數(shù)量。分別以點(diǎn)連線，細(xì)線，粗線表示。
圖12. 規(guī)則的生成
學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài)過程展示了規(guī)則的總數(shù)，和到達(dá)目標(biāo)區(qū)域的必須步驟的數(shù)量之間，有相應(yīng)的關(guān)系。也就是說，總數(shù)減少之后，必須步驟也隨即減少。并且，懲罰的數(shù)量和新生成規(guī)則的數(shù)量之間，也有相應(yīng)的聯(lián)系。這就間接說明，不定規(guī)則的探索能力，逐漸可以歸納為有效固定規(guī)則的開發(fā)功能。實(shí)際上，僅有少量的固定規(guī)則才能產(chǎn)生“有用”的行為來引發(fā)機(jī)器人的動(dòng)作，并且增強(qiáng)這些動(dòng)作的實(shí)用性。同時(shí)，“不相關(guān)”規(guī)則的實(shí)用性逐漸降低，并且最終消失。因此，一段時(shí)間過后，剩余的規(guī)則就能發(fā)揮主導(dǎo)作用。
到達(dá)目標(biāo)的必須步驟在第35節(jié)之后，開始變得穩(wěn)定。這是因?yàn)闄C(jī)器人掌握了一定的行為規(guī)則。圖13中展示了機(jī)器人第90次的腿部動(dòng)作記錄。
圖13. 腿部動(dòng)作
模擬環(huán)境下，控制裝置生成新行為的能力不斷進(jìn)化，現(xiàn)在也能夠在試驗(yàn)中得到驗(yàn)證。模擬數(shù)據(jù)（第90次以后的規(guī)則）被下載到機(jī)器人OCT1-b的控制系統(tǒng)中，會(huì)執(zhí)行一次實(shí)驗(yàn)動(dòng)作。在這次實(shí)驗(yàn)動(dòng)作中，機(jī)器人被相同的分類系統(tǒng)所控制。
整體來說，控制真實(shí)機(jī)器人的10次模擬數(shù)據(jù)中，有7次是成功的。為了說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們選擇了一次成功的數(shù)據(jù)和一次不成功的實(shí)驗(yàn)行為數(shù)據(jù)。機(jī)器人在第6次和第9次模擬實(shí)驗(yàn)中的行為見圖14。在模擬試驗(yàn)中進(jìn)化出的直線前進(jìn)的動(dòng)作與不完美的模擬數(shù)據(jù)相比，并不健壯。這給了我們引出了另一個(gè)問題，就是修正模型中的噪點(diǎn)，并且在存在干擾因素的環(huán)境下，進(jìn)化機(jī)器人的控制系統(tǒng)。
圖14. 真實(shí)機(jī)器人行為
圖15展示了實(shí)驗(yàn)階段里機(jī)器人的步伐（腿部動(dòng)作的角度）。所有的測(cè)試中，即使是失敗案例，機(jī)器人都在嘗試跟隨模擬實(shí)驗(yàn)里的運(yùn)動(dòng)模式。某種意義上來說，動(dòng)作步驟所組成的行為模式，可以看作是機(jī)器人控制系統(tǒng)中基因的組成“材料”。
圖15. 腿部動(dòng)作記錄
3 總結(jié)
出現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的穩(wěn)定步態(tài)研究在這個(gè)文件。一個(gè)分類器系統(tǒng)，實(shí)施實(shí)例基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)計(jì)劃，用于感官八條腿的移動(dòng)機(jī)器人的電機(jī)控制。機(jī)器人沒有先驗(yàn)知識(shí)的環(huán)境，其自己的內(nèi)部模型，和目標(biāo)坐標(biāo)。這只是假設(shè)機(jī)器人可以通過學(xué)習(xí)獲得穩(wěn)定的步態(tài)如何達(dá)到目標(biāo)區(qū)。在學(xué)習(xí)過程中的加固信號(hào)控制系統(tǒng)是自組織。達(dá)到光源德納一個(gè)全球性的獎(jiǎng)勵(lì)。向前議案獲得當(dāng)?shù)氐莫?jiǎng)勵(lì)，同時(shí)加強(qiáng)和下降沿下得到當(dāng)?shù)氐膽土P?？刂菩袆?dòng)。如學(xué)習(xí)進(jìn)步，在數(shù)量上的行動(dòng)規(guī)則分類器系統(tǒng)穩(wěn)定到一定程度。因此，運(yùn)動(dòng)模式全球行為（穩(wěn)定步態(tài)）出現(xiàn)，作為規(guī)則分類器系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)期間舉辦的過程。提出系統(tǒng)的可行性進(jìn)行測(cè)試下仿真和實(shí)驗(yàn)。虛擬船模型建造和使用不斷變化的機(jī)器人控制器在模擬環(huán)境下。驗(yàn)證模型。
本文所提出的結(jié)果我們初步運(yùn)動(dòng)模式的新興合成研究運(yùn)動(dòng)機(jī)器人。因此，有足夠的空間?在未來應(yīng)解決的關(guān)鍵點(diǎn)?例如，最小的模型似乎工作以及簡(jiǎn)單導(dǎo)航任務(wù)，但其性能尚未測(cè)試更復(fù)雜的行為。接下來，分類器系統(tǒng)，我們作為一個(gè)學(xué)習(xí).引擎有許多參數(shù)調(diào)整到最佳值。此外，我們并沒有使用正規(guī)系統(tǒng)的程序，以評(píng)估性能因?yàn)檫@是一個(gè)不平凡的問題。在這方面，工作[31]的結(jié)果可能會(huì)提供一些??有價(jià)值的見解。
談到的框架，進(jìn)一步發(fā)展最小的仿真模型，我們認(rèn)為計(jì)算簡(jiǎn)單最小的機(jī)型應(yīng)該是成反比，控制對(duì)象的復(fù)雜性成正比?？紤]隨著時(shí)間的簡(jiǎn)單性和復(fù)雜性變化依靠數(shù)量上的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，正常模式也可以被視為在一個(gè)可進(jìn)化的方式。?“進(jìn)化的組件將允許關(guān)閉控制循環(huán)和減少學(xué)習(xí)控制器之間的差距。正在使用該模型。從這個(gè)角度來看，它會(huì)有趣的建立和利用之間的二元（行動(dòng)狀態(tài)的映射）模型和控制器（狀態(tài)到動(dòng)作映射）在開發(fā)協(xié)同進(jìn)化場(chǎng)景。這里的關(guān)鍵問題是在之間的關(guān)系真實(shí)的評(píng)價(jià)和自我評(píng)價(jià)。在為了得到一些如何真正評(píng)價(jià)的頻率基本的了解下，發(fā)展個(gè)人計(jì)算時(shí)間，我們計(jì)劃探測(cè)相對(duì)簡(jiǎn)單的一維或二維的問題控制任務(wù)。
目 錄
1．任務(wù)書……………………………………………………… 1
2．開題報(bào)告…………………………………………………… 2
3．指導(dǎo)教師評(píng)閱表…………………………………………… 4
4．主審教師評(píng)審表…………………………………………… 5
5．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯評(píng)審與總成績(jī)?cè)u(píng)定表…………… 6
6．畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書…………………………………………… 7
7．文獻(xiàn)綜述……………………………………………………44
8．文獻(xiàn)翻譯……………………………………………………54
9．光盤
10．設(shè)計(jì)圖紙或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)記錄
黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 II 頁(yè)
小型夾持式機(jī)械手及手臂
摘 要
小型夾持式機(jī)械手由于可以代替人手，與外界環(huán)境中有毒以及有害的物質(zhì)直接接觸以減少對(duì)人的危害，并且具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)而受到越來越廣泛的重視。由于本設(shè)計(jì)要兼顧機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的要求，因此在機(jī)械手液壓控制系統(tǒng)的一般原理上進(jìn)行了新的設(shè)計(jì)，并對(duì)機(jī)械手進(jìn)行了軌跡規(guī)劃，使它較好的達(dá)到了實(shí)際的設(shè)計(jì)要求。鑒于本項(xiàng)目中機(jī)械手的機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)工作已經(jīng)基本完成，本文主要側(cè)重于對(duì)液壓控制部分的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行描述。
首先，本文將概述小型夾持式機(jī)械手的基本組成和特點(diǎn)，并且闡述了國(guó)內(nèi)外研究狀況。
其次，本文將對(duì)機(jī)械手的總體方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，并最終確定傳動(dòng)方案。
再次，本文將詳細(xì)闡述機(jī)械手的機(jī)械系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)的原理和設(shè)計(jì)過程。并給出示意圖和圖表加以說明。
最后，本文將對(duì)機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，并對(duì)小型夾持式機(jī)械手及手臂進(jìn)行了簡(jiǎn)單的軌跡規(guī)劃。
關(guān)鍵詞：夾持式，機(jī)械手，軌跡規(guī)劃
Small-sized and Holding-styled Mechanical Hand Am
Author :Wu di
Tutor : Yang Hansong
Abstract
The small-sized and holding-styled mechanical hand has been emphasized more and more widely because it can take the place of human hands and therefore avoid the direct touch with toxic and harmful materials to lessen the harm to people; also it can work repeatedly without feeling weary and worrying the dangerous condition; at the same time it has more strength than human hands when snatching heavy goods. This design makes some innovations based on the general principle of the hydraulic pressure control system of mechanical hand to meet the need of mechanical system and control system. Also the design makes projects on tracks for mechanical hand to make it meet the practical design needs better. The paper mainly describes how to design the hydraulic pressure control system because the design and realization of mechanical system and control system has been completed basically in the project.
First, we will expound the basic components and features of the small-sized and holding-styled mechanical hand in this paper; then we summarize the research status home and abroad.
Second, we will design the general schemes for the mechanical hand and then select transmission for the final scheme.
Next we will elaborate on the principle and designing process of the mechanical system and hydraulic pressure control system. Also we give sketch maps and charts to explain.
Finally we combine the mechanical system with the hydraulic pressure control system organically and make simple projects on tracks of the small-sized and holding-styled mechanical hand and arm.
Key words: holding-styled, mechanical hand, projects on tracks
黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(文獻(xiàn)綜述) 第 8 頁(yè)
畢業(yè)設(shè)計(jì)
文獻(xiàn)綜述
院（系）名稱
工學(xué)院機(jī)械系
專業(yè)名稱
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
學(xué)號(hào)
2012年 03 月 10 日
機(jī)械手設(shè)計(jì)
摘要：機(jī)械手是一種模擬人手操作的自動(dòng)機(jī)械。它可按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操持工具完成某些特定操作。應(yīng)用機(jī)械手可以代替人從事單調(diào)、重復(fù)或繁重的體力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，代替人在有害環(huán)境下的手工操作，改善勞動(dòng)條件，保證人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。
關(guān)鍵詞 ：夾持、機(jī)械手、手臂、發(fā)展、原理、應(yīng)用
前言
隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展, 機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大.目前, 機(jī)械手不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)制造業(yè)如采礦,冶金,石油,化學(xué),船舶等領(lǐng)域,同時(shí)也已開始擴(kuò)大到核能,航空,航天,醫(yī)藥,生化等高科技領(lǐng)域以及家庭清潔,醫(yī)療康復(fù)等服務(wù)業(yè)領(lǐng)域中.如,水下機(jī)器人,拋光機(jī)器人,打毛刺機(jī)器人,擦玻璃機(jī)器人,高壓線作業(yè)機(jī)器人,服裝裁剪機(jī)器人,制衣機(jī)器人,管道機(jī)器人等特種機(jī)器人以及掃雷機(jī)器人,作戰(zhàn)機(jī)器人,偵察機(jī)器人,哨兵機(jī)器人,排雷機(jī)器人,布雷機(jī)器人等軍用機(jī)器人都是機(jī)械手應(yīng)用的典型。機(jī)械手廣泛應(yīng)用于各行各業(yè).而且,隨著人類生活水平的提高及文化生活的日益豐富多彩,未來各種專業(yè)服務(wù)機(jī)器人和家庭用消費(fèi)機(jī)器人將不斷貼近人類生活,其市場(chǎng)將繁榮興旺。
一、機(jī)械手的歷史
它是在早期出現(xiàn)的古代機(jī)器人基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，機(jī)械手研究始于20世紀(jì)中期，隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，特別是1946年第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)問世以來，計(jì)算機(jī)取得了驚人的進(jìn)步，向高速度、大容量、低價(jià)格的方向發(fā)展。同時(shí)，大批量生產(chǎn)的迫切需求推動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)展，又為機(jī)器人的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。另一方面，核能技術(shù)的研究要求某些操作機(jī)械代替人處理放射性物質(zhì)。在這一需求背景下，美國(guó)于1947年開發(fā)了遙控機(jī)械手，1948年又開發(fā)了機(jī)械式的主從機(jī)械手。
機(jī)械手首先是從美國(guó)開始研制的。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。它的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一個(gè)回轉(zhuǎn)長(zhǎng)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(guó)聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上又試制成一臺(tái)數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。商名為Unimate（即萬能自動(dòng)）。運(yùn)動(dòng)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(dòng)；控制系統(tǒng)用磁鼓作為存儲(chǔ)裝置。不少球坐標(biāo)通用機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。同年，美國(guó)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(dòng)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(guó)外工業(yè)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)。1978年美國(guó)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(jì)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(guó)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。
目前，機(jī)械手大部分還屬于第一代，主要依靠人工進(jìn)行控制；改進(jìn)的方向主要是降低成本和提高精度。第二代機(jī)械手正在加緊研制。它設(shè)有微型電子計(jì)算控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使機(jī)械手具有感覺機(jī)能。第三代機(jī)械手則能獨(dú)立完成工作中過程中的任務(wù)。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中的重要一環(huán)節(jié)。
二、機(jī)械手的組成分類及驅(qū)動(dòng)
2.1 機(jī)械手的組成
一般來說，機(jī)械手主要有以下幾部分組成：
1.手部(或稱抓取機(jī)構(gòu)) 包括手指、傳力機(jī)構(gòu)等，主要起抓取和放置物件的作用。
2.傳送機(jī)構(gòu)（或稱臂部） 包括手腕、手臂等，主要起改變物件方向和位置的作用。
3.驅(qū)動(dòng)部分 它是前兩部分的動(dòng)力，因此也稱動(dòng)力源，常用的有液壓氣壓電力和機(jī)四種驅(qū)動(dòng)形式。
4.控制部分 它是機(jī)械手動(dòng)作的指揮系統(tǒng)，由它來控制動(dòng)作的順序（程序）、位置和時(shí)間（甚至速度與加速度）等。
5.其它部分 如機(jī)體、行走機(jī)構(gòu)、行程檢測(cè)裝置和傳感裝置等。
2.2 機(jī)械手的分類
機(jī)械手從使用范圍、運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)形式、驅(qū)動(dòng)方式以及臂力大小四個(gè)方面的分類分別為：
1. 按使用范圍分類：
（1）專用機(jī)械手 一般只有固定的程序，而無單獨(dú)的控制系統(tǒng)。它從屬于某種機(jī)器或生產(chǎn)線用以自動(dòng)傳送物件或操作某一工具，例如“毛坯上下料機(jī)械手”、“曲拐自動(dòng)車床機(jī)械手”、“油泵凸輪軸自動(dòng)線機(jī)械手”等等。這種機(jī)械手結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，成本較低，適用于動(dòng)作比較簡(jiǎn)單的大批量生產(chǎn)的場(chǎng)合。
（2）通用機(jī)械手 指具有可變程序和單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的控制系統(tǒng)，不從屬于某種機(jī)器，而且能自動(dòng)完成傳送物件或操作某些工其的機(jī)械裝置。通用機(jī)械手按其定位和控制方式的不同，可分為簡(jiǎn)易型和伺服型兩種。簡(jiǎn)易型只是點(diǎn)位控制，故屬于程序控制類型，伺服型可以是點(diǎn)位控制，也可以是連續(xù)軌跡控制，一般屬于數(shù)字控制類型。
2. 按運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)型式分類：
（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(gè)方向移動(dòng)，亦即臂部可以前后伸縮(定為沿X方向的移動(dòng))、左右移動(dòng)(定為沿Y方向的移動(dòng))和上下升降(定為沿Z方向的移動(dòng))；
（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(dòng)，又可繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)(定為繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng))，亦即臂部可以前后伸縮、上下升降和左右轉(zhuǎn)動(dòng)；
（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(dòng)，還可以繞Y軸和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，亦即手臂可以前后伸縮(沿X方向移動(dòng))、上下擺動(dòng)(定為繞Y軸擺動(dòng))和左右轉(zhuǎn)動(dòng)(仍定為繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng))；
（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(duì)大臂可繞肘部上下擺動(dòng)，大臂可繞肩部擺動(dòng)多角，手臂還可以左右轉(zhuǎn)動(dòng)。
3. 按驅(qū)動(dòng)方式分類：
（1）液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手 以壓力油進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；
（2）氣壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手 以壓縮空氣進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；
（3）電力驅(qū)動(dòng)機(jī)械手 直接用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；
（4）機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)械手 是將主機(jī)的動(dòng)力通過凸輪、連桿、齒輪、間歇機(jī)構(gòu)等傳遞給機(jī)械手的一種驅(qū)動(dòng)方式。
4. 按機(jī)械手的臂力大小分類：
（1）微型機(jī)械手 臂力小于1㎏；
（2）小型機(jī)械手 臂力為1－10㎏；
（3）中型機(jī)械手 臂力為10－30㎏；
（4）大型機(jī)械手 臂力大于30㎏。
2.3 機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)
如前所述，機(jī)械手有四種驅(qū)動(dòng)方式，而當(dāng)中的液壓與氣壓跟機(jī)械和電力相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1. 空間布局安裝不受嚴(yán)格的空間限制，能構(gòu)成其它方法難以組成的復(fù)雜驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
2．液壓與氣壓驅(qū)動(dòng)傳遞的運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向。
3. 操作控制方便，省力，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、中遠(yuǎn)距離控制、過載保護(hù)。與電氣控制、電子控制結(jié)合，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)和自動(dòng)過載保護(hù)。
4. 液壓與氣壓元件屬機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)件，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化程度較高，有利于縮短設(shè)計(jì)、制造和降低制造成本。
基于以上幾點(diǎn)，液壓與氣壓驅(qū)動(dòng)在生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。液壓與氣壓作為機(jī)械手的兩種常見驅(qū)動(dòng)方式，其發(fā)展也對(duì)機(jī)械手的應(yīng)用具有一定的促進(jìn)作用。液壓與氣壓都是以流體（液壓油液或壓縮空氣）為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和控制的。液壓的優(yōu)點(diǎn)是單位質(zhì)量輸出功率大，因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)的動(dòng)力元件可以采用很高的壓力（一般可達(dá)32MPa,個(gè)別場(chǎng)合更高），因此，在同等輸出功率下具有體積小、質(zhì)量輕、運(yùn)動(dòng)慣性小、動(dòng)態(tài)性能好的特點(diǎn)。而氣壓傳動(dòng)的突出優(yōu)點(diǎn)是：介質(zhì)李源極為方便，輸出力小，氣動(dòng)動(dòng)作迅速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且起源壓力較低，因此，氣壓機(jī)械手抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機(jī)械手的結(jié)構(gòu)大，所以一般適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作。相比之下，液壓一般用于低速，重載和低污染的環(huán)境下。
眾所周知，液壓驅(qū)動(dòng)多年來一直以礦物型液壓油為工作介質(zhì)，然而油壓存在著污染環(huán)境、易燃燒、浪費(fèi)能源的嚴(yán)重問題，一方面有背于當(dāng)今制造業(yè)環(huán)保、節(jié)能的發(fā)展方向，另一方面在一定程度上限制了液壓技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人類環(huán)保、能源危機(jī)意識(shí)的提高，除了繼續(xù)使用高水基液作為液壓介質(zhì)外，促使人們重新認(rèn)識(shí)和研究以純水(不含任何添加劑的天然水(含海水和淡水))作為工作介質(zhì)的“綠色”液壓技術(shù)一純水液壓傳動(dòng)技術(shù)，并在近20年來使其不論在理論上還是在應(yīng)用研究上，都得到了持續(xù)穩(wěn)定地復(fù)蘇和發(fā)展。
純水液壓傳動(dòng)具有無污染危害，阻染性與安全性好、溫升小，介質(zhì)經(jīng)濟(jì)性好，維護(hù)監(jiān)測(cè)成本較低，黏度對(duì)溫度變化不敏感，壓力損失小，發(fā)熱小，傳動(dòng)效率高，流量穩(wěn)定性好，系統(tǒng)的剛性大等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。雖然純水液壓傳動(dòng)還存在泄漏與磨損、氣蝕、液壓沖擊、振動(dòng)和噪聲、材料腐蝕與老化等技術(shù)難題，但隨著新工藝、新材料以及新技術(shù)的不斷出現(xiàn)和發(fā)展，終將會(huì)得以解決。未來，預(yù)計(jì)純水液壓將會(huì)是主要的發(fā)展熱點(diǎn)和方向。
三、機(jī)械手的應(yīng)用意義及發(fā)展趨勢(shì)
3.1 機(jī)械手應(yīng)用意義
機(jī)械工業(yè)是國(guó)民的裝備部，是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國(guó)都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一(張志獻(xiàn)，2002)。新世紀(jì)，生產(chǎn)水平及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展帶動(dòng)了整個(gè)機(jī)械工業(yè)的快速發(fā)展?，F(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化，自動(dòng)化已成為突出的主題。然而在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。單靠人力將這些不連續(xù)的生產(chǎn)工序銜接起來，不僅費(fèi)時(shí)而且效率不高。同時(shí)人的勞動(dòng)強(qiáng)度非常大，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)失誤及傷害。顯然，這嚴(yán)重影響制約了整個(gè)生產(chǎn)過程的效率和自動(dòng)化程度。機(jī)械手的應(yīng)用很好的解決了這一情況，它不存在重復(fù)的偶然失誤，也能有效的避免了人身事故。
在機(jī)械工業(yè)中，機(jī)械手的應(yīng)用具有以下意義：
3.1.1. 可以提高生產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度
應(yīng)用機(jī)械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。
3.1.2. 可以改善勞動(dòng)條件、避免人身事故
在高 溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場(chǎng)合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的。而應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全地完成作業(yè)，大大地改善了工人的勞動(dòng)條件。同時(shí)，在一些動(dòng)作簡(jiǎn)單但又重復(fù)作業(yè)的操作中，以機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。
3.1.3.可以減少人力，便于有節(jié)奏的生產(chǎn)
應(yīng)用 機(jī) 械 手代替人手進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)地工作，這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)床和綜合加工自動(dòng)生產(chǎn)線上目前幾乎都設(shè)有機(jī)械手，以減少人力和更準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進(jìn)行生產(chǎn)。
3.2 機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)
目前國(guó)內(nèi)機(jī)械于主要用于機(jī)床加工、鑄鍛、熱處理等方面，數(shù)量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。所以，在國(guó)內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄造、熱處理方面的機(jī)械手，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件，在應(yīng)用專用機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合機(jī)械手等。同時(shí)要提高速度，減少?zèng)_擊，正確定位，以便更好的發(fā)揮機(jī)械手的作用。此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能的機(jī)械手，并考慮與計(jì)算機(jī)連用，逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元。
國(guó)外機(jī)械手在機(jī)械制造行業(yè)中應(yīng)用較多，發(fā)展也很快。目前主要用于機(jī)床、橫鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先指定的作業(yè)程序來完成規(guī)定的操作。國(guó)外機(jī)械數(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某種智能的機(jī)械手。使它具有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，作相應(yīng)的變更。如位置發(fā)生稍許偏差時(shí)，即能更正并自行檢測(cè)，重點(diǎn)是研究視覺功能和觸覺功能。目前已經(jīng)取得一定成績(jī)。
目前世界高端工業(yè)機(jī)械手均有高精化，高速化，多軸化，輕量化的發(fā)展趨勢(shì)。定位精度可以滿足微米及亞微米級(jí)要求，運(yùn)行速度可以達(dá)到3M/S，量產(chǎn)產(chǎn)品達(dá)到6軸，負(fù)載2KG的產(chǎn)品系統(tǒng)總重已突破100KG。更重要的是將機(jī)械手、柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結(jié)合，從而根本改變目前機(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。同時(shí)，隨著機(jī)械手的小型化和微型化，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)突破傳統(tǒng)的機(jī)械領(lǐng)域，而向著電子信息、生物技術(shù)、生命科學(xué)及航空航天等高端行業(yè)發(fā)展。
集中體現(xiàn)到一下三個(gè)方面。
3.2.1 重復(fù)高精度
精度是指機(jī)器人、機(jī)械手到達(dá)指定點(diǎn)的精確程度, 它與驅(qū)動(dòng)器的分辨率以及反饋裝置有關(guān)。重復(fù)精度是指如果動(dòng)作重復(fù)多次, 機(jī)械手到達(dá)同樣位置的精確程度。重復(fù)精度比精度更重要, 如果一個(gè)機(jī)器人定位不夠精確, 通常會(huì)顯示一個(gè)固定的誤差, 這個(gè)誤差是可以預(yù)測(cè)的, 因此可以通過編程予以校正。重復(fù)精度限定的是一個(gè)隨機(jī)誤差的范圍, 它通過一定次數(shù)地重復(fù)運(yùn)行機(jī)器人來測(cè)定。隨著微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展,機(jī)械手的重復(fù)精度將越來越高, 它的應(yīng)用領(lǐng)域也將更廣闊, 如核工業(yè)和軍事工業(yè)等。
3.2.2 模塊化
有的公司把帶有系列導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)械手稱為簡(jiǎn)單的傳輸技術(shù), 而把模塊化拼裝的機(jī)械手稱為現(xiàn)代傳輸技術(shù)。模塊化拼裝的機(jī)械手比組合導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置更具靈活的安裝體系。它集成電接口和帶電纜及油管的導(dǎo)向系統(tǒng)裝置, 使機(jī)械手運(yùn)動(dòng)自如。模塊化機(jī)械手使同一機(jī)械手可能由于應(yīng)用不同的模塊而具有不同的功能, 擴(kuò)大了機(jī)械手的應(yīng)用范圍, 是機(jī)械手的一個(gè)重要的發(fā)展方向。
3.3 .3 機(jī)電一體化
由“可編程序控制器- 傳感器- 液壓元件”組成的典型的控制系統(tǒng)仍然是自動(dòng)化技術(shù)的重要方面;發(fā)展與電子技術(shù)相結(jié)合的自適應(yīng)控制液壓元件, 使液壓技術(shù)從“開關(guān)控制”進(jìn)入到高精度的“反饋控制”; 省配線的復(fù)合集成系統(tǒng), 不僅減少配線、配管和元件, 而且拆裝簡(jiǎn)單, 大大提高了系統(tǒng)的可靠性。而今, 電磁閥的線圈功率越來越小, 而PLC的輸出功率在增大, 由PLC直接控制線圈變得越來越可能。
總結(jié)
機(jī)械工業(yè)是國(guó)民的裝備部，是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是很亮國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國(guó)都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。生產(chǎn)水平及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展帶動(dòng)了整個(gè)機(jī)械工業(yè)的快速發(fā)展。現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化，自動(dòng)化已成為突出的主題。然而在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。單靠人力將這些不連續(xù)的生產(chǎn)工序連接起來，不僅費(fèi)時(shí)而且效率不高。同時(shí)人的勞動(dòng)遷都非常大，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)失誤及傷害。顯然，這嚴(yán)重影響制約了整個(gè)生產(chǎn)過程的效率和自動(dòng)化程度。機(jī)械手的應(yīng)用和好的解決了這種情況，他不存在重復(fù)的偶然失誤，也能有效避免了人身事故。
綜上所述，隨著人類生活水平的提高及文化生活的日益豐富多彩,未來各種專業(yè)服務(wù)機(jī)器人和家庭用消費(fèi)機(jī)器人將不斷貼近人類生活,其市場(chǎng)將繁榮興旺。
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