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机械手发展史

现代工业机械手起源于20世纪50年代初，码垛机械手，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化产品。

机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出*1台机械手。他的结构是：机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。 1962年，美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机械手。运动系统仿造坦克炮塔，臂回转、俯仰，用液压驱动；控制系统用磁鼓较存储装置。不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立公司，专门生产工业机械手。

1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运。该机 械手的*立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再 现型。虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。

1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vic-arm 型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差可小于±1毫米。

美国还十分注意提高机械手的可靠性，改进结构，智能机械手，降低成本。如Unimate 公司建立了8年机械手试验台，进行各种性能的试验。准备把故障前平均时间（注：故障前平均时间是指 一台设备可靠性的一种量度。它给出在*1次故障前的平均运行时间），由 400 小时提高到 1500小时，精度可提高到±0.1毫米。

德国机器制造业是从 1970 年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下 料等作业。德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。

瑞士RETAB公司生产一种涂漆机械手，采用示教方法编制程序。

瑞典安莎公司采用机械手清理铸铝齿轮箱毛刺等。

日本是工业机械手发展较快、应用蕞多的国家。自 1969年从美国引进二种典型机械手后，大力研究机械手的研究。据报道，1979年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个。1976年个大学和国家研究部门用在机械手的研究费42%。1979年日本机械手的产值达443亿日元，产量为14535台。其中固定程序和可变程序约占一半，达222亿日元，是1978年的二倍。具有记忆功能的机械手产值约为67亿日元，比1978年增长50%。智 能机械手约为17亿日元，为1978年的6倍。截止1979年，机械手累计产量达56900台。 在数量上已占世界**，约占70%，并以每年50%～60%的速度增长。使用机械手蕞多的是汽车工业，其次是电机、电器。预计到1990年将有55万机器人在工作。

*二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力， 甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。 目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。

*三代机械手（机械人）则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设 备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制 造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。

随着工业机器手（机械人）研究制造和应用的扩大，国际性学术交流活动十分活跃，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。

现有的机械手主要存在以下不足 ：

一、采用电机丝杆结构只适合短距离轻载直线传动，然而目前的取料件正变得越来越重，结构也越来越复杂，合肥机械手，在长距离重负载直线运动上，丝杆有可能强度不够，会导致机械手出现震动、抖动现象，严重时会导致丝杆弯曲、变形、甚至断裂等等 ；

二、大部分机械手配备的侧姿机构只能实现 90 度定角度的翻转，而无法实现更加柔性的关节运动，对特殊要求的取件作业无从下手。

机械手液压传动装置的组成

液压传动装置由于使用工件压力高的油性介质，因此机构出力大，机械结构更紧凑、动作平稳可靠、易于调节和噪声较小，但要配置液压泵和油箱，当油液渗漏时易污染环境。一个完整的液压系统是由以下几部分组成的：

（1） 能源部分 包括泵装置和蓄能器，它们能够输出压力油，把原动机的机械能转变为液体的压力能并储存起来。

（2） 执行机构部分 是液压油缸、液动机等，机械手价格，它们用来带动运动部件，将液体压力能转变成使部件运动的机械能。

（3） 控制部分 是各种液压阀，用于控制流体的压力、流量和流动方向，从而控制执行部件的作用力、运动速度和运动方向，也可以用来卸载，实现过载保护等。

（4） 辅助部分 是系统中除了上述三部分以外的所有其他元件，如油箱、压力表、管路等。

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