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机械手臂教材 4 13 2020 1 目录一 演进与发展二 种类与原理三 组成四 应用于发展 4 13 2020 2 一 演进与发展 1921年捷克科幻作家卡雷尔 恰佩克的 罗素姆的万能机器人 最早出现机器人 1956年第一台专门应用于产业生产使用的机械手臂则是由具有 机械手臂之父 之称的约瑟夫 恩格伯格 JosephF Engelberger 所发明的 利用乔治 迪沃尔 GeorgeDevol 所授权的专利技术 研发出第一台工业用机械手臂 名为 Unimate 乔治 迪沃尔 4 13 2020 3 1963年日本不二輸送机工业株式会社制造出专门使用在栈板装载 Palletizing 的机械手臂 研发出针对栈板专用的搬运工具 1973年德国库卡机器人集团 KUKARobotGroup 就研发出第一台采用机电驱动的6轴机械手臂 国际牌Panasonic 大阪OTC六轴式机械手臂 4 13 2020 4 二 种类与原理 目前产业所使用的机器人大多以机械手臂的型式为主 机械手臂又以各种形状与大小而有所不同 常见的型式有线性手臂 SCARA手臂 关节多轴机械手臂等 标准三轴关节型机械手的X Y Z代表座标 4 13 2020 5 机械手臂运动原理直角座标型所谓直角座标就是用我们所熟悉的X Y Z等座标 计算 机器人的每一个移动和机械手臂移动的方式和前一部份分成90 角 机器人能在各别手臂长 围起 的体积范围工作或运动 圆柱座标型手臂所能含盖的体积为一圆柱型 主要的结构是绕基座轴承旋转的主体 其上有 个可直线 动的手臂 其一手臂是沿着水平方向运动 另一个是垂直方向运动 所以手臂的端点能扫过 个圆柱间所有点 极座标有一手臂能做线性运动的收入伸出 其由另 个旋转轴支撑 一个是绕基座转动 另一个是绕垂直由基座画出的垂直线的轴转动 关节型旋转座标上有三个转动轴 其中一个 杆是装在基座上能绕基座旋转 另 个 杆的运动型态就如同铰 间 工件能做相对的转动 其转动轴在水平和垂直都有 4 13 2020 6 三 机器手臂的组成 手臂由以下几部分组成 1 运动元件 如油缸 气缸 齿条 凸轮等是驱动手臂运动的部件 2 导向装置 是保证手臂的正确方面及承受由于工件的重量所产生的弯曲和扭转的力矩 3 手臂 起着连接和承受外力的作用 手臂上的零部件 如油缸 导向杆 控制件等都安装在手臂上 此外 根据机械手运动和工作的要求 如管路 冷却装置 行程定位装置和自动检测装置等 一般也都装在手臂上 所以手臂的结构 工作范围 承载能力和动作精度都直接影响机械手的工作性能 4 13 2020 7 四 应用与发展 机械手臂在产业自动化的应用已经相当广泛 主要是使用于人工无法进行或者会耗费较多时间来做的工作 机械手臂在精度与耐用性上可以减少许人为的不可预知问题 多轴机械手臂研发方面 多轴式机械手臂广泛应用于汽车製造商 汽车零组件与电子相关产业 机械手臂可以提昇产品技术与品质 而这些初期工作大多可以藉由机械手臂来完成 近年来 各先进国家为了提昇台机器人的技术水准 都会推广机器人产业与创立相关联盟 并且特别针对工业以外的领域进行推广 例如 医疗 服务 生活方面 等 4 13 2020 8 汽车工业用机械手臂 4 13 2020 9 电子产业用机械手臂 4 13 2020 10 太空站移动维修系统机械手臂