冶煉智能機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)研究

李曉琛

摘 要：隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展和“智”時(shí)代的到來(lái)，智能機(jī)器人在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用。冶煉智能機(jī)械手臂作為一種智能機(jī)械，能夠?qū)崿F(xiàn)更加智能化、高效率、高精度作業(yè)，明顯提高了傳統(tǒng)人工作業(yè)的工作效率。本文對(duì)智能機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)歸納，全面分析冶煉智能機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：冶煉；智能機(jī)械手臂；特點(diǎn)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP241 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）16-0025-02

Smelting Intelligent Robotic Arm Design Research

LI Xiaochen

（Henan Zhongyuan Gold Smelter Co.，Ltd.，Lingbao Henan 472500）

Abstract： With the continuous development of modern information technology and the arrival of the "intelligent" era， the intelligent robots have been widely applied in modern industrial production. As a kind of intelligent machine， smelting intelligent mechanical arm can realize more intelligent， high efficiency and high precision operation， and improve the work efficiency of traditional manual work obviously. This paper summarized the main points of the design of the intelligent mechanical arm， and analyzed the design characteristics of the intelligent mechanical arm of the intelligent machine.

Keywords： smelting；intelligent mechanical arm；characteristics；design

隨著智能技術(shù)的不斷發(fā)展，智能機(jī)器人已被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活之中。在冶煉行業(yè)，智能機(jī)械設(shè)備的使用推動(dòng)了冶煉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式。智能機(jī)器人依托高精準(zhǔn)、高性能的功能設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜環(huán)境的施工作業(yè)。冶煉智能機(jī)械手臂，就是基于冶煉需求，進(jìn)行高精度、智能化發(fā)展，以滿足冶煉的需求。當(dāng)前，我國(guó)智能機(jī)器人正處于快速發(fā)展的階段，智能機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)應(yīng)用日益廣泛。隨著智能機(jī)械手臂的應(yīng)用日益廣泛，其技術(shù)的成熟成為提高其應(yīng)用價(jià)值的關(guān)鍵所在。因此，本文立足冶煉行業(yè)特點(diǎn)，就冶煉智能機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)做了以下分析，以更好地強(qiáng)化其在冶煉領(lǐng)域的應(yīng)用。

1 冶煉智能機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

冶煉智能機(jī)器手臂的設(shè)計(jì)，主要在于實(shí)現(xiàn)智能化操作，能夠在搬運(yùn)、碼垛等領(lǐng)域體現(xiàn)。因此，在信息科技時(shí)代，冶煉智能機(jī)械手臂的構(gòu)建，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)作業(yè)方式，提高了冶煉作業(yè)的效率。本文所探討的冶煉智能手臂具體如圖1所示。

1.1 造型結(jié)構(gòu)

如圖1所示，該智能機(jī)械手臂實(shí)現(xiàn)了更加完善的功能體系，能夠在傳統(tǒng)機(jī)械原理的基礎(chǔ)上，最大程度地滿足冶煉作業(yè)的實(shí)際需求。在關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)中，更加注重機(jī)械手臂的靈活度。通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)比例設(shè)計(jì)，并在關(guān)節(jié)的造型、接連等方面追求結(jié)構(gòu)的流暢性與合理性，能夠?qū)崿F(xiàn)更加高效率地工作，擺脫人力。此外，在材料選擇上，不僅強(qiáng)調(diào)材料的強(qiáng)度，對(duì)耐高溫性也有較高的要求，以便于機(jī)械手臂能夠在高溫惡劣條件下持續(xù)性工作，滿足實(shí)際作業(yè)的需求。

從圖1來(lái)看，冶煉智能機(jī)械手臂主要包括基座、機(jī)身、大臂、小臂、手腕、執(zhí)行器接口6個(gè)核心部位。對(duì)冶煉智能機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)而言，實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)合理的產(chǎn)品形態(tài)，是實(shí)現(xiàn)手臂機(jī)械功能的重要基礎(chǔ)。而在該智能機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)中，充分考慮到了這點(diǎn)，并在造型等方面進(jìn)行了優(yōu)化與創(chuàng)新，突出了手臂關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的合理性，并從實(shí)際的冶煉作業(yè)出發(fā)，科學(xué)運(yùn)用傳動(dòng)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了有效設(shè)計(jì)。

1.2 造型特點(diǎn)

在造型設(shè)計(jì)中，不同的產(chǎn)品有著不同的家族化元素。對(duì)于該款冶煉智能機(jī)械手臂，造型追求審美的同時(shí)，也在功能上強(qiáng)調(diào)行業(yè)特質(zhì)，能夠基于完善的功能結(jié)構(gòu)，更好地滿足實(shí)際需求。由于不同的作業(yè)需求，在機(jī)械手臂設(shè)計(jì)中，重載和輕載兩種機(jī)械手臂的造型存在較大差異性。

第一，輕載機(jī)械手臂。該類型手臂更加注重手臂的靈活性、精確性，在塑造中更加強(qiáng)調(diào)線性元素的應(yīng)用。輕載機(jī)械手臂的形態(tài)可以實(shí)現(xiàn)更加靈動(dòng)、輕松地作業(yè)，便于冶煉作業(yè)。第二，重載機(jī)械手臂。該類型手臂對(duì)力量感十分重要。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加穩(wěn)重，注重安全可靠性。在選擇設(shè)計(jì)元素時(shí)，突出寬大的面元素和體元素，以更好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能。對(duì)冶煉作業(yè)而言，兩種類型的機(jī)械手臂都被廣泛應(yīng)用，這就要求針對(duì)實(shí)際需求，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)，以滿足實(shí)際需求。

2 冶煉智能機(jī)械手臂的造型設(shè)計(jì)

當(dāng)前，智能機(jī)械手臂已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在造型元素的構(gòu)建中也存在較大差異。這些差異主要體現(xiàn)在形態(tài)、質(zhì)感、色彩等方面。因此，分析冶煉智能機(jī)械手臂的造型設(shè)計(jì)，能夠從美學(xué)的角度對(duì)其造型設(shè)計(jì)規(guī)律進(jìn)行分析，以實(shí)現(xiàn)對(duì)智能機(jī)械手臂的全面了解。

2.1 運(yùn)用形態(tài)仿生曲線

在智能機(jī)械手臂設(shè)計(jì)技術(shù)不斷成熟的背景下，形態(tài)仿生曲線的運(yùn)用，可使機(jī)械手臂在形態(tài)設(shè)計(jì)中形成美感與力量的雙重屬性。機(jī)械手臂在設(shè)計(jì)中充分運(yùn)用形態(tài)仿生曲線，能夠在實(shí)現(xiàn)流程的形態(tài)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，確保機(jī)械手臂功能的實(shí)現(xiàn)。機(jī)械手臂的曲線轉(zhuǎn)折相對(duì)較多，且為了更好地實(shí)現(xiàn)冶煉作業(yè)的功能，在機(jī)體輪廓線的處理上要進(jìn)行削減。在惡劣環(huán)境下，機(jī)械手臂形態(tài)曲線的合理性設(shè)計(jì)，能夠確保機(jī)械手臂穩(wěn)定的工作性能，在持續(xù)的惡劣條件下，手臂的形態(tài)結(jié)構(gòu)仍十分穩(wěn)定，進(jìn)而確保了冶煉作業(yè)的實(shí)際需求[1]。

2.2 運(yùn)用色彩

色彩也是造型設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，是體現(xiàn)“人性化”設(shè)計(jì)的重要元素。在色彩的運(yùn)用過(guò)程中，一方面，要強(qiáng)化產(chǎn)品性能的獨(dú)特性，以彰顯品牌的特殊屬性；另一方面，色彩的運(yùn)用，也是對(duì)靈動(dòng)、高效的特征體現(xiàn)。對(duì)于冶煉智能機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)，色彩的運(yùn)用應(yīng)以淺色為主，用于體現(xiàn)智能機(jī)械手臂靈動(dòng)、高效的特征。因此，在智能機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)中，要注重色彩的有效應(yīng)用，這不僅是強(qiáng)化視覺感受的重要基礎(chǔ)，也是增強(qiáng)產(chǎn)品色彩節(jié)奏感的重要載體，應(yīng)在設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)[2]。

2.3 運(yùn)用材料與質(zhì)感

由于冶煉作業(yè)的特殊性，智能機(jī)械手臂在選用材料時(shí)，更加注重材料的強(qiáng)度。因此，在設(shè)計(jì)中，材料的選擇尤為重要，既要體現(xiàn)材料的強(qiáng)度要求，又要追求材質(zhì)的質(zhì)感。從實(shí)際來(lái)看，在冶煉智能機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)中，采用新型碳纖維加強(qiáng)材料，不僅實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度作業(yè)，而且機(jī)身質(zhì)量確保了機(jī)械手臂輕質(zhì)、高效的作業(yè)效果。機(jī)械手臂若采用高強(qiáng)度的新型材料，手臂的功能會(huì)更加完備，能夠在惡劣條件下確保手臂結(jié)構(gòu)、性能的穩(wěn)定性，滿足實(shí)際需求。

3 結(jié)語(yǔ)

在本文的探討中，智能機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)更加注重結(jié)構(gòu)功能體系的構(gòu)建，能夠基于性能與形態(tài)的設(shè)計(jì)，更好地實(shí)現(xiàn)智能機(jī)械手臂高準(zhǔn)度、高效率的設(shè)計(jì)。在筆者看來(lái)，冶煉智能機(jī)械手臂的造型設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于做好三方面的設(shè)計(jì)：一是運(yùn)用形態(tài)仿生曲線，確保機(jī)體線條的流暢性；二是運(yùn)用色彩，增強(qiáng)智能機(jī)械手臂的色彩節(jié)奏感；三是運(yùn)用材料與質(zhì)感，提高智能機(jī)械手臂的性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏靜，蔡鎖寧.智能機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)研究[J].自動(dòng)化儀器儀表，2017（1）：67-69.

[2]楊志龍.智能機(jī)械手臂造型設(shè)計(jì)研究[J].中國(guó)機(jī)械，2015（3）：63-64.