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国内外机械手研究概况

发布者:admin发表时间:2019-04-09 18:51:09
机械手自二十世纪六十年代初问世以来,经过40多年的发展,现在已经成为制造业生产自动化中重要的机电设备。目前,正式投入使用的绝大部分机械手属于第一代机械手,即程序控制机械手。这代机械手基本上采用点位控制系统,没有感觉外界环境信息的感觉器官,主要用于焊接、喷漆和上下料。第二代机械手具有感觉器官,仍然以程序控制为基础,但可以根据外界环境信息对控制程序进行校正。这代机械手通常采用接触传感器一类的简单传感装置和相应的适应性算法。现在,第三代机械手正在第一、第二代机械手的基础上蓬勃发展起来,它是能感知外界环境与对象物,并具有对复杂信息进行准确处理,对自己行为做出自主决策能力的智能化机械手。它能识别景物,具有触觉、视觉、力觉、听觉、味觉等多种感觉,能实现搜索、追踪、辨色识图等多种仿生动作,具有专家知识、语音功能和自学能力等人工智能[3]。 
目前机械手技术有了新的发展:出现了仿人型机械手、微型机械手和微操作系统(如细小工业管道机械手移动探测系统、微型飞行器等)、机械手化机器、智能机械手(不仅可以进行事先设定的动作,还可按照工作状况相应地进行动作,如回避障碍物的移动,作业顺序的规划,有效的动态学习等)。机械手的应用领域正在向非制造业和服务业方向扩展,并且蓬勃发展的军用机械手也将越来越多地装备部队[4][5]。 
国外方面:近几年国外工业机械手领域有如下几个发展趋势。机械手性能不断提高,而单机价格不断下降;机械结构向模块化、可重构化发展;控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展;传感器作用日益重要;虚拟现实技术在机械手中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制。

国内方面:目前在一些机种方面,如喷涂机械手、弧焊机械手、点焊机械手、搬运机械手、装配机械手、特种机械手(水下、爬壁、管道、遥控等机械手)基本掌握了机械手操作机的设计制造技术,解决了控制驱动系统的设计和配置,软件的设计和编制等关键技术,还掌握了自动化喷漆线、弧焊自动线及其周边配套设备的全套自动通信、协调控制技术;在基础元件方面,谐波减速器、机械手焊接电源、焊缝自动跟踪装置也有了突破。从技术方面来说,我国已经具备了独立自主发展中国机械手技术的基础[6]。