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JS316 基于 轮胎 轮毂 夹持 机械手 设计

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沈阳化工大学科亚学院毕业论文文献综述基于汽车轮胎夹持机械手文献综述姓名：徐启城 班级：机制1204 指导教师：王楠我国机械手的研究现状和发展趋势机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。本文参阅了大量的国内外期刊杂志，论述了机械手的组成和分类，同时对国内外机械手的研究现状和发展趋势做了一定的了解。对应用机械手的工业机器人市场四大家族竞争分析。另外，本文还对机械手的常见驱动方式做了一番分析，并预测了机械手的发展趋势。1. 机械手的研究现状1.1. 概述及现状机械手是一种模拟人手操作的自动机械。可抓取物件完成操作。机械手可以代替人从事体力劳动，实现生产的自动化，在有害环境下操作，保证安全，广泛应用于机械制造等部门。美国原子能实验中，用机械手搬运放射性材料，人在安全间操纵机械手进行各种操作。机械手推广到工业部门，高温的地方取放工件，作为机床的辅助装置在自动机床。机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。1.2 机械手技术发展现象概述1.2.1机械手技术的发展 机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。它是机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性(王希敏，1992)。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。(王承义，1995)机械手首先是从美国开始研制的。1.2.2 机械手的组成分类及驱动1） .机械手的组成一般来说，机械手主要有以下几部分组成:1. 手部2. 传送机构3. 驱动部分4. 控制部分5. 其它部分 (侯沂,刘涛.2004)1.2.3 机械手的分类机械手从使用范围、运动坐标形式、驱动方式以及臂力大小四个方面的分类分别为：1） .按使用范围分类:1专用机械手一般只有固定的程序，而无单独的控制系统。它从属于某种机器或生产线用以自动传送物件或操作某一工具，例如“毛坯上下料机械手”、“曲拐自动车床机械手”、“油泵凸轮轴自动线机械手”等等。这种机械手结构较简单，成本较低，适用于动作比较简单的大批量生产的场合。2 通用机械手指具有可变程序和单独驱动的控制系统，不从属于某种机器，而且能自动完成传送物件或操作某些工其的机械装置。通用机械手按其定位和控制方式的不同，可分为简易型和伺服型两种。简易型只是点位控制，故属于程序控制类型，伺服型可以是点位控制，也可以是连续轨迹控制，一般属于数字控制类型(李允文，1994)。2） .按运动坐标型式分类:1. 直角坐标式机械手臂部可以沿直角坐标轴X、Y、Z三个方向移动，亦即臂部可以前后伸缩(定为沿X方向的移动)、左右移动(定为沿Y方向的移动)和上下升降(定为沿Z方向的移动)(张军，冯志辉，2004);2. 圆柱坐标式机械手手臂可以沿直角坐标轴的X和Z方向移动，又可绕Z轴转动(定为绕Z轴转动)，亦即臂部可以前后伸缩、上下升降和左右转动;3. 球坐标式机械手臂部可以沿直角坐标轴X方向移动，还可以绕Y轴和Z轴转动，亦即手臂可以前后伸缩(沿X方向移动)、上下摆动(定为绕Y轴摆动)和左右转动(仍定为绕Z轴转动);4. 多关节式机械手这种机械手的臂部可分为小臂和大臂。其小臂和大臂的连接(肘部)以及大臂和机体的连接(肩部)均为关节(铰链)式连接，亦即小臂对大臂可绕肘部上下摆动，大臂可绕肩部摆动多角，手臂还可以左右转动。(孙桓等，2006)3） 按驱动方式分类:1. 液压驱动机械手以压力油进行驱动;2. 气压驱动机械手以压缩空气进行驱动;3. 电力驱动机械手直接用电动机进行驱动;4. 机械驱动机械手是将主机的动力通过凸轮、连杆、齿轮、间歇机构等传递给机械手的一种驱动方式。4） 按机械手的臂力大小分类:1. 微型机械手臂力小于1;2. 小型机械手臂力为1-10;3. 中型机械手臂力为10-30;4. 大型机械手臂力大于30。2. 机械手的应用机械人市场分析 日本和欧洲是全球工业机器人市场的两大主角，并且实现了传感器、控制器、精密减速机等核心零部件完全自主化。通过满足具有国际性竞争力的汽车、电子/电机产业等企业使用者之严苛的要求，以及销售实绩与专门技能的累积，日本工业机器人产业已经成为全球的领导者。而在经过了日本国内市场激烈的价格竞争后，也获得了国际性的价格竞争力。目前家用机器人也处于优势地位。欧州工业机器人和医疗机器人领域已居于领先地位。美国积极致力于以军事、航天产业等为背景的开发或创投企业，体现在系统集成领域，医疗机器人和国防军工机器人具有主要优势。在机器人系统集成方面，除了机器人本体企业的集成业务，知名独立系统集成商还包括杜尔、徕斯和柯马等。2013年德国杜尔和意大利柯玛的系统集成业务收入均约为7亿美元，折人民币100亿元。机器人减速机70%以上市场份额由日本纳博特斯克（Nabtesco）和哈默（Harmonicdrive）垄断。2013年纳博的减速器业务收入约为5亿美元。中国产业信息网发布的2014-2019年工业机器人产业全景调研及投资方向研究报告指出：2013年ABB、发那科、库卡、安川电机收入分别为418、60、24、38亿美元；净利润分别为28、15、0.8、0.8亿美元；工业机器人收入均为10-14亿美元左右，但收入占比差别较大，分别为3%、23%、42%、34%；2013年末市值分别为610、300、16、24亿美元。注：工业机器人收入除ABB为2009年数据，其他为2013年末数据四大家族除了发那科综合毛利率接近50%，其余毛利率水平基本在25-30%左右。四家净利润水平相差较大，发那科净利率达25%，ABB为7%，库卡和安川电机仅为2-3%。从历史数据看，过去十年四大家族PE水平保持在20-30倍左右。3. 结束语 中国作为制造业大国，要实现制造业自动化必然缺不了机械手的应用，谁将会肩负重任完成这一伟大的使命呢？外国品牌机械手在技术上和做工上达到先进的水平，但我们不能一味依赖外国品牌，我们要始终坚持自主创新，做强做大我们的民主品牌。作为国产自主创新品牌的广东拓斯达机械手目前在国内制造业市场中份额每年逐渐攀升，广东拓斯达机械手荣获广东省名牌产品，并且拥有自主知识产权、核心技术和关键技术，以及战略性新兴产业、先进制造业产品。拓斯达自动化主张“让工业文明回归自然之美”品牌价值，打造