航空工業(yè)機械手的設計

賈潔?王剛

[摘 要]本文主要寫了關于在航空領域方面的機械手的發(fā)展情況，設計分析了關于機械手上面的機械部分，也大概寫了關于組成機械手的結構。

[關鍵詞]航空工業(yè)；機械手；設計

到現(xiàn)在為止，在各項制造的相關行業(yè)中都有利用到航空上面的工業(yè)機械手，比如在制造電器的企業(yè)、制造汽車的企業(yè)以及加工塑料的企業(yè)等都有對該機械手的利用。當社會上面生產技術的發(fā)展和進步，在該機械手的性質以及使用的功能都獲得了很大的進步，所以，對于該機械手需要利用到的地方會越來越多。

一、航空工業(yè)機械手的發(fā)展現(xiàn)狀

1.驅動方式發(fā)展現(xiàn)狀

目前全球基本上都是使用電機驅動的辦法來使用航空的機械手的。利用電動驅動以后的機械手都擁有準確度高，、有很大的驅動力、相比于其他方式出來的機械手反應快的有點等。如果要使用電動驅動，那么就必須減速，然而，減速機構的成本很大，所以相比于其它的方式，電動驅動的方式會需要比較大的成本，因此就會減少它在各個領域中使用的范圍。同時，氣動驅動技術也在不斷的發(fā)展壯大，同時它具備了很多的有點是其他的方式所沒有的，比如它的性價比很高、結構比較簡單、沒有什么污染、成本很低、比較能抗干擾等，所以現(xiàn)在有很多的航空機械手都開始使用氣動驅動。

2.定位精度發(fā)展現(xiàn)狀

在剛開始發(fā)展氣動驅動技術的時候，其技術不高，所以用該技術制造出來的機械手不能夠很準確的進行定位，所以不能在任何一個地方起飛停止，只能夠依據兩個氣缸的終點來進行定位，還有一種辦法就是利用多位的氣缸，但是這種氣缸定位的長度也是根據行程來確定的，所以和不使用多位的氣缸一樣還是不能夠讓機械手能夠隨意的起飛和停止。還有一種很復雜的現(xiàn)象就是如果你需要多定位一個位置，那么就需要再重新加入一個多位的氣缸并且之前的氣缸的位置也需要重新設計和確定。

二、航空工業(yè)機械手的組成

現(xiàn)在航空上使用的機械手大多都是由幾個系統(tǒng)組成的，如：驅動、控制、定位等系統(tǒng)組成的，另外還有一個執(zhí)行機構。其中，控制系統(tǒng)是整個機械手組成系統(tǒng)中最重要的部分，他最主要的功能就是能夠讓機械手聽指令地完成每一個提前設定好的動作。到現(xiàn)在為止，航空上使用的機械手中的控制系統(tǒng)大多都是由定位和主控系統(tǒng)組成的。

機械手中的另一個組成部分是驅動系統(tǒng)，這個系統(tǒng)是一個動力的裝置，它最重要的功能就是為執(zhí)行機構提供能量源，它的組成部分是動力源以及一些輔助的裝置。到現(xiàn)在為止，市面上大部分的航空業(yè)機械手基本上都是使用電力、氣壓、液壓和機械等方式進行驅動的。在整個機械手的操作過程中，執(zhí)行機構是最后用來執(zhí)行之前實施的各項命令的，它的主要功能就是用來取工件和送工件，現(xiàn)在市面上基本上的執(zhí)行機構都是夾鉗、吸盤、手抓這幾個方式。

在整個機械手的組成部分當中，用來進行定位的系統(tǒng)是位置檢測的系統(tǒng)，它主要的功能就是用來測量執(zhí)行就夠準確的執(zhí)行為止，然后把這個位置的消息及時地反應給控制系統(tǒng)，之后控制系統(tǒng)就會把這個給回來的位置信息與之前給定的位置做對比，這樣就可以立即修改機械手的位置信息用來準確的確定位置。

三、機械部分的設計

1.手部

這是一個可以抓取工具的組成部分，它是組成機械手一個很重要的部分，它的速度，準確性和抓取東西的牢靠度是決定機械手性能的重要指標。

首先我們對手部的總體結構進行確定。手部的組成部分是手指上的驅動裝置和手指上的傳力機構組成的，手部可以分為不同的形式，我們可以按照它的形狀、尺寸以及材料等性質進行分類，這種機械手的組成手部是手指式的。手指式的機械手手部是可以利用手部打開和關起來的過程將工件抓起和放下的，我們可以把手指式分成回轉型的和平移型的，這是按照手指運動的方式不同進行分類的。同時回轉性的手指式可以分成雙支點的形式和單支點的形式。

其次我們在設計機械手的過程中應當考慮到一些問題：第一個是手部應當要有足夠大的握力來抓取東西，在達到這一標準的時候我們應當將抓取物的重力和運輸過程當中會行程的動載荷考慮在內。第二個是需要設定一些開閉的范圍，這個設定的數(shù)值是有抓取物的大小決定的，同時我們需要將抓取時的運動路線和方向考慮在內。第三個是我們需要保證抓取物能夠在手指里面進行精確的定位。第四個是我們需要滿足手部設計結構的緊湊，使它盡可能的輕，這樣就可以幫助手部的運動。最后我們需要考慮的就是設計得手部能不能在各種情況下的實用性。

2.手腕

機械手的手腕是在手和手臂之間的，它的主要功能是用來調整方向的。這種姐攜手可以隨便調整方向。

3.手臂

機械手的手臂部分是很重要的執(zhí)行組成部分，它主要的功能是用來支撐手部從而使刀的位置進行改變。它的運動范圍是有臂部運動的方式決定的。所以它的運動以及結構的方式能夠影響機械手工作的能力，在設計得時候需要注意這幾點：

第一，手臂的剛度需要非常好，所以可以選用空心的桿來制作手臂，同時可以使用工字型的鋼來確保它的剛度。

第二，手臂需要比較小的偏重力矩，所以在設計得過程中需要將手臂每一部分的質量均勻的分布，這樣才能減少它的重力矩。

現(xiàn)在，機械手在自動生產的過程當中已經被經常的使用，并且已經可以將它用在對技術要求比較高的領域里面，是一個新的技術。機械手不能像人的手一樣活動自如，但是它不知疲倦，可以周而復始的進行工作，所以已經有很多地方開始重視它，并且將它使用在越來越廣泛的地方。

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