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达到6轴,负载2KG的产品系统总重已突破100KG。更重要的是将机械手、柔性造系统和柔性制造单元相结合,从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。同时,随着机械手的小型化和微型化,其应用领域将会突破传统的机械领域,而向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展。

4. 研究内容

目前国际机器人界都在加大科研力度,进行机械手共性技术的研究,并朝着智能化和多样化方向发展。主要研究内容集中在以下几个方面:

1)工业机械手的优化设计技术:探索新的高强度轻质材料,进一步提高负载/自重比,同时机构向着模块化、可重构方向发展。

2)机械手控制技术:重点研究开放式,模块化控制系统,人机界面更加友好,语言、图形编程界面正在研制之中。机械手控制器的标准化和网络化,以及基于PC 机网络式控制器己成为研究热点。编程技术除进一步提高在线编程的可操作性之外,离线编程的实用化将成为研究重点。

3)多传感器系统:为进一步提高机械手的智能和适应性,多种传器的使用是其问题解决的关键。其研究热点在于有效可行的多传感器信息融合算法,特别是在非线性及非平稳、非正态分布的情形下的多传感器信息融合算法。另一个问题就是传感系统的实用化。

4)机械手的结构灵巧,控制系统愈来愈小,二者正朝着一体化方向发展。 5)机械手遥控及监控技术,半自主和自主技术,多个机械手和操作者之间的协调控制,通过网络建立大范围内的机械手遥控系统,在有时延的情况下,建立预先显示进行遥控等。

6)虚拟机械手技术,基于多传感器、多媒体和虚拟现实以及临场感技术,实现机械手的虚拟遥操作和人机交互。

7)多智能体调节控制技术:这是目前机械手研究的一个崭新领域。主要对多智能体的群体体系结构、相互间的通信与磋商机理,感知与学习方法,建模和规划、群体行为控制等方面进行研究。

8)软机械手技术:主要用于医疗、护理、休闲和娱乐场合。传统机械手设计未考虑与人紧密共处,因此其结构材料多为金属或硬性材料,软机械手技术要求其结构、控制方式和所用传感系统在机械手意外地与环境或人碰撞时是安全,机器人对人是友好的。

9)仿人和仿生技术:这是机械手技术发展的最高境界,目前仅在某些方面进行一些基础研究。

5. 总结

我国机械手的研发和应用还处在一个发展的阶段, 跟美国日本等发达国家相比还有很大的差距,很多产品还需进口,特别是高灵活,高精度的机械手。要使我国机械工业更进一步在发展壮大,就必须提高其自动化程度和生产效率,将人手操作变为机械手操作。同时,国家应加大对机械手及机器人的研发投入,积极开发出拥有自主知识产权的产品,从根本上解决对国外产品的进口需求。

6.参考文献

[1]杨黎明.机械零件设计手册.第一版.国防工业出版社,1986,12 [2]李允文.工业机械设计手册.北京:机械工业出版社,1994,8 [3]侯析,刘涛.装卸机械手设计研究.机械,2004,7

[4]卢颂峰.机械设计课程设计手册.第一版.机械工业出版社,1998,4