设计机械手臂需要思考的结构设计元素

newdim

    机械手臂的应用价值在工业领域非常广泛，所以在机械设计上也额外引起重视，机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产率。一般来说机械手臂技术是综合了机械工程、电子工程、计算机技术、自动控制及人工智能等多种科学的最新研究成果，也是机电一体化技术的典型代表，是当代科技发展最活跃的领域 。
    机械手臂在机械设计中需注重结构设计，那要怎么进行结构设计呢？机械手臂的结构设计还有一定的讲究，由于开链机构相当于一系列悬臂杆串联在一起，机械误差和弹性变形的积累使机械手臂的刚度和精度大受影响，所以在进行机械手臂机械设计时特别要注意刚度和精度设计；再就是机械手臂是典型的机电一体化产品，在进行结构设计时必须要考虑到驱动、控制等方面的问题，这和一般的机械产品设计是不同的；另外，与一般的机械产品相比，机械手臂的机械设计在结构的紧凑性、灵巧性方面有更高的要求。
    串联机械手臂机械设计与一般的机械设计相比，有很多不同之处。首先，从机构学的角度来看，机械手臂的结构是由一系列连杆通过旋转关节连接起来的开式运动链。开链结构使得机械手臂的运动分析和静力分析复杂，两相邻杆件坐标系之间的位姿关系、末端执行器的位姿与各关节变量之间的关系、末端执行器的受力和各关节驱动力矩之间的关系等，都不是一般机构分析方法能解决得了的，需要建立一套针对空间开链机构的运动学、静力学方法。
    双足机械手臂是现在科研发展中研究课题最多的一项。从实际加工制造角度出发，建立双足机械手臂各个零部件的实体模型，以及各个标准件和购买件的实体模型，在用三维软件建立模型时可以用到3DSource云平台的零件库，3DSource零件库中包含有3000余种厂商件、标准件等模型，方便工程师在建模时不用重复建模可减轻工程师的压力，如今3DSource零件库已面对工程师全部免费使用，工程师在下载使用时毫无压力。建模时会将所有零部件实体模型，按照连杆的机构原理装配在一起，完成完整的虚拟样机模型，这样建立的模型可以直接生成工程图纸，用于加工制造和装配。
    机械手臂在设计时需讲究人性化，直接按市场的要求考虑设计思路，这样做的目的可以增强作品的生存能力。不论在设计任何一种机械设计产品时，除了有精细的设计思路外还需要掌握有效的设计方法，合理利用资源节约设计时间提高设计效率，像3DSource工业云这样的资源平台则应将成为工程师必不可少的辅助工具。