机械手模型

一、机械手各部位结构

 
机械手各部位结构

1. 摆动气缸 2. 定位螺栓 3. 气动手爪 4、6、9. 磁性开关 5. 标准气缸 7. 节流阀 8. 双联气缸10. 接近开关 11. 缓冲阀 12. 支架

机械手由多个连杆和关节组成。机械手一般由底座、执行机构，如夹钳、吸盘等，以及它们之间的关节和连杆组成，机械手能够在其活动范围内，实现任意运动和转向，我们一般把活动的关节称为自由度。

二、气路元件

气路元件种类

气动机械手涉及到的气路元件主要有摆动气缸、双联气缸、笔型气缸和气源处理组件等。

气源处理组件

气源处理组件

气源处理组件由压力调节过滤器、进气开关以及弯头构成。其气源由空气压缩机提供，压力范围在0.6～1.0MPa,之间，输出压力是0～0.8MPa，可以调节。输出的压缩空气送到各工作单元。

笔型气缸

笔型气缸

通过气缸往复运动把物料被送到相应位置。如果进出气的方向变化，气缸的运动方向也会随之变化。气缸两侧的磁性开关主要用来跟踪气缸是否已经运动到指定位置。

双线圈电磁阀

双线圈电磁阀

双线圈电磁阀主要是控制气缸进、出气，实现气缸的伸缩运动。要注意红色指示分灯正负极，如果正负极接反，也可以工作，但是指示处于关闭状态。

单线圈电磁阀

单线圈电磁阀

单线圈电磁阀控制气缸的单方向运动，实现伸缩运动。与双线圈电磁阀的不同在于，双线圈电磁阀初始位置不固定，能够任意控制两个位置，而单线圈电磁阀初始位置是固定的只可以控制其中一个方向。

气动元件动作分析

手爪控制示意图

三、主要传感器

机械手通过感知器的内部传感器检测本身的状态，如速度、位置、加速度等，进而来实现本身与环境信息，如距离、温度和压力的相互作用，环境信息通过外部传感器进行检测。下一步，通过控制器选择对应的环境模式指挥机械手完成任务。

机械手内部用到的传感器主要有以下几种：

1、光电传感器

光电传感器

原理：发射器发出的检测光照射到被测物体上后发生漫发射，接收器在接收到足够强的反射光之后，光电开关开始动作。

2、电感式接近开关

电感式接近开关

原理：电感式接近开关里面有振荡器，可以产生交变磁场，当感应距离达到某个范围，金属目标内将会产生涡流，从而使得振荡强度减弱。振荡器振荡及停振的变化，由后面的放大电路进行处理，最终转换为开关信号。

3、气缸活塞到位检测----磁性开关

磁性开关

原理：带有磁环的气缸活塞运动到指定位置后，磁性开关内的两个金属片在磁场的作用下闭合，触发信号产生。

四、气动机械手的工作原理

工作原理

气动机械手主要由控制系统执、驱动系统、执行机构和位置检测系统构成。在PLC程序的控制下，通过气压传动，实现执行机构动作。

控制系统的信息将指令传给执行机构，对机械手动作进行跟踪，如果动作发生错误或者故障，会立即报警。

利用位置检测装置将执行机构的实际位置传递给给控制系统，最终将执行机构以一定的精度运动到指定位置。