【《机械手相关理论基础概述》1500字】

机械手相关理论基础概述目录TOC\o"1-3"\h\u22950机械手相关理论基础概述 1163351.1机械手的控制要求 1209801.2机械手的基本结构 1218501.3光电效应与光电传感器及光电开关原理 2180711.3.1光电效应与光电传感器 2178571.3.2光电开关原理 31.1机械手的控制要求机械手的应用十分广泛，因此使用方法也要根据使用场合的不同寻找适用的方式，因此就分为了两种方式，即手动和自动。机械手长期工作之后，很有可能会产生故障，就需要对其进行维修，并且需要对刚安装上的机械手进行调试，这时候，就需要就行手动操作，手动操作可以单独对不同部位进行操控调试，更利于分开操作控制机械手的不同功能，更高效地发现故障和问题。而自动控制是需要相关的技术员编程，将编写的指令传到PLC，然后通过一个开始和结束点，由PLC自动控制，按照程序进行工作运行，从而实现自动化控制，其中自动控制分为半自动和全自动控制，半自动控制是在一个周期结束之后，需要人为地启动开关，这样才能进行下一次的运作，而全自动无须手动，就能够按程序编制规定完成任务，只有在出现迫不得已情况下，及时按停机按钮就行。图2-1是机械手的工作流程图。图2-1机械手工作流程图1.2机械手的基本结构本设计中通过气缸作为驱动力，借助相应的、由PLC控制的电磁阀，从而完成一系列的操作任务。在寻找驱动元件时，要使用方便灵巧的元件，要保证元件能够适用于各类工业生产。故择优使用圆柱坐标式机械手，如图2-2所示。图2-2气动机械手结构图图2-3为气动机械手的组成简图，中部是一个立式的柱体回旋杠,两边是锯齿形的活塞杆,目的是作为活塞的载体,当齿条向两端摇摆、来回循环运动时,就能带动回旋杠上的齿轮运动,从而实现立柱及长臂的来回转动;下图的垂直气缸也被设计为升降式的立柱缸。其运动原理是当活塞退回的同时,夹紧缸夹紧工件,使得气缸平移,从而完成伸缩的动作。图2-3气动机械手结构图组成机械手的部位主要分为两大部分，一个是主机部分，其中包括手臂、底座、肢体等等；另一个则是执行部分，用来对机械手的上下、升降、旋转、伸缩等等运动进行周期执行。除此之外，要让机械手实现运动功能，还需要一些其他的器件，如控制的电磁阀线圈、外围按钮、电源线、传感器等。根据不同的要求需要的器件是不一样的[8]。1.3光电效应与光电传感器及光电开关原理1.3.1光电效应与光电传感器气动机械手在工作运行时，少不了传感器这项技术，传感器技术是世界上新兴的一项技术，它的发展前景十分可望，现如今已被应用到各个领域，它是当代信息产业的三大支柱之一。传感器的主要功能就是通过感应特定敏感的信号并将信号传递表达出来。一个传感器由很多元件组成，最基本的元件有四五种，如下图2-4所示。图2-4传感器组成原理图传感器按照不同的需求，分为很多种，常用到的有光电传感器、温度传感器、压力传感器等等，本文主要探讨光电式传感器。光电式传感器的敏感物质是光和电，利用光电效应这一工作原理，接受紫外线和红外线传播的光能量，通过对光源的灵敏的反应，将大量的光能通过一系列转换最终输出的是电信号。它是借助对光能敏感的变化，从而得到光信号，再通过其它元件将光信号转为电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成，通过光电器件将对光源的感应将测量的数据转化为电信号，精确度高，并且无需接触，自动化地就能进行转换，反应灵敏，测量结果也十分可靠，在研究领域发展前景可观，在自动控制领域应用十分广泛[10]。1.3.2光电开关原理光电的开关主要是依靠感光元件的灵敏度，感光元件对光源敏感，对光的变化反映也更加直观，通过接收变化的入射光并对其变化进行放大，从而获得对开关信号控制输出的器件。例如，在发光二极管发出光后，光电接收器件对其进行感应，将光信号转换为电信号，最终以开的信号的形式表现出来；当发光二极