機械手是一種能模仿人手某些動作功能,用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。特點是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè),構(gòu)造和性能上兼有人手靈活性和機械高效性的優(yōu)點。
機械手起初應(yīng)用在工業(yè)機器人上,它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化,能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全,因而廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。
機械手主要由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓持工件(或工具)的部件,根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式,如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構(gòu),使手部完成各種轉(zhuǎn)動(擺動)、移動或復(fù)合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作,改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨立運動方式,稱為機械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體,至少需有6個自由度。自由度是機械手設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù),自由度越多,機械手的靈活性越大,通用性越廣,其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。
機械手的種類,主要包括:
1)按驅(qū)動方式可分為:液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手;
2)按適用范圍可分為:專用機械手、通用機械手;
3)按運動軌跡控制方式可分為:點位控制、連續(xù)軌跡控制機械手等。
機械手通常用作機床或其他機器的附加裝置,如在自動機床或自動生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件,在加工中心更換刀具等,一般沒有獨立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱,如用于原子能部門操持危險物品的主從式操作手也常稱為機械手。機械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力,改善熱、累等勞動條件。
機械手一般需要與機械臂聯(lián)合使用,可彌補機械臂自由度的不足,擴大機械臂的工作空間。另一方面,機械手的配備增加了機械臂的末端負(fù)載,使機械臂的實際負(fù)載能力下降。因此,在機械臂與機械手的選配上,應(yīng)從工作空間、末端負(fù)載、操作靈活性等方面加以綜合考慮,才能組合出適宜的機械手臂。
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