小ME知識講堂：機械手的組成

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。各系統相互之間的關係如方框圖1-1所示。

圖1-1機械手組成方框圖:

(一)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

即與物件接觸的部件。由於與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手在本課題中我們採用夾持式手部結構。夾持式手部由手指(或手爪)和傳力機構所構成。手指是與物件直接接觸的構件，常用的手指運動形式有回轉型和平移型。回轉型手指結構簡單，製造容易，故應用較廣泛。

平移型應用較少，其原因是結構比較複雜，但平移型手指夾持圓形零件時，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化範圍大的工件。手指結構取決於被抓取物件的表面形狀、被抓部位(是外廓或是內孔)和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夾式和內撐式;指數有雙指式、多指式和雙手雙指式等。而傳力機構則通過手指產生夾緊力來完成夾放物件的任務。傳力機構型式較多時常用的有:滑槽杠杆式、連杆杠杆式、斜面杠杆式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。

2、手腕

是連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。

手臂的作用是帶動手指去抓取物件，並按預定要求將其搬運到指定的位置.工業機械手的手臂通常由驅動手臂運動的部件(如油缸、氣缸、齒輪齒條機構、連杆機構、螺旋機構和凸輪機構等)與驅動源(如液壓、氣壓或電機等)相配合，以實現手臂的各種運動。

4、立柱

立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉運動和升降(或俯仰)運動均與立柱有密切的聯繫。機械手的立柱因工作需要，有時也可作橫向移動，即稱為可移式立柱。

5、行走機構

當工業機械手需要完成較遠距離的操作，或擴大使用範圍時，可在機座上安滾輪式行走機構可分裝滾輪、軌道等行走機構，以實現工業機械手的整機運動。

滾輪式布為有軌的和無軌的兩種。驅動滾輪運動則應另外增設機械傳動裝置。

6、機座

機座是機械手的基礎部分，機械手執行機構的各部件和驅動系統均安裝於機座上，故起支撐和連接的作用。

(二)驅動系統

驅動系統是驅動工業機械手執行機構運動的動力裝置調節裝置和輔助裝置組成。常用的驅動系統有液壓傳動、氣壓傳動、機械傳動。控制系統是支配著工業機械手按規定的要求運動的系統。目前工業機械手的控制系統一般由程式控制系統和電氣定位(或機械擋塊定位)系統組成。控制系統有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機械手按規定的程式運動，

並記憶人們給予機械手的指令資訊(如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間)，

同時按其控制系統的資訊對執行機構發出指令，必要時可對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。

(三)控制系統

控制系統是支配著工業機械手按規定的要求運動的系統。目前工業機械手的控制系統一般由程式控制系統和電氣定位(或機械擋塊定位)系統組成。控制系統有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機械手按規定的程式運動，並記憶人們給予機械手的指令資訊(如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間)，同時按其控制系統的資訊對執行機構發出指令，必要時可對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。

(四)位置檢測裝置

控制機械手執行機構的運動位置，並隨時將執行機構的實際位置回饋給控制系統，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.