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機械手臂是機械人技術(shù)領(lǐng)域中得到最廣泛實際應(yīng)用的自動化機械裝置,在工業(yè)制造、醫(yī)學(xué)治療、娛樂服務(wù)、軍事、半導(dǎo)體制造以及太空探索等領(lǐng)域都能見到它的身影。盡管它們的形態(tài)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(yè)。
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1、手臂應(yīng)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(wěn)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(nèi)的彎曲變形和水平面內(nèi)側(cè)向扭轉(zhuǎn)變形,手臂就要產(chǎn)生振動,或動作時工件卡死無法工作。為此,手臂一般都采用剛性較好的導(dǎo)向桿來加大手臂的剛度,各支承、連接件的剛性也要有的要求,以保證能承受所需要的驅(qū)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(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)節(jié)拍要求來決定的,但不宜盲目追求高速度。手臂由靜止狀態(tài)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(wěn)性就好。
3、手臂動作要靈活
手臂的結(jié)構(gòu)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采用滾珠導(dǎo)軌也能使手臂運動輕快、平穩(wěn)。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(zhuǎn)、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(fā)生一種沉頭現(xiàn)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(shè)計手臂時要盡量使手臂重心通過回轉(zhuǎn)中心,或離回轉(zhuǎn)中心要盡量接近,以減少偏力矩。對于雙臂同時操作的機械手,則應(yīng)使兩臂的布置盡量對稱于中心,以達到平衡。