机器人的机械设计范文篇1

关键词：林业工程；机械作业；安全性；问题及措施

工程机械的研究与应用已经是未来的经济建设方向，通过代替人劳作的方式，提高了工作效率，为企业赢得了更多的经济效益。在林业工程中，无论是在营林绿化中，还是在木材砍伐应用上，都进行了机械作业的方式，促进了集约化林业建设。但是在重型机械的运作中，承重力、振动和复杂环境的操作带给了工作人员较多的工作负担，致使工程安全问题的发生。那么在今后的营林建设中，就要研究不同机械运作的特点，提高机械应用技能，优化施工建设，保证林业机械作业的安全性。

一、概述

林业机械可分为便携式和自行式两种，汽油动力链锯（简称油锯）和割灌机等便携式林业机械是目前世界上森林作业中应用比较广泛的一类机械，相比自行式林业机械（拖拉机作为底盘的作业机械），由于它必须由工人携带进行作业，因此重量、噪声、振动和热量给工人带来疲劳，导致事故的危险性更大。作为森林作业的主要设备之一，油锯在作业机械化方面已经足以达到作业的要求，但因其自身条件的限制，仍然不可能达到劳动的完全机械化，还需要依靠人手的握持和操纵才能正常工作，油锯使用中仍不断山现许多安全问题。

统计表明在所有的人身伤害事故中，由于工人使用油锯伐木、选材、打枝造成的伤害占17%，其中有20%工人肢体被切割，29%被划伤，23%被扭伤，导致大量的经济赔偿和工作日的损失，影响到油锯作业的生产成本与劳动生产率。所以降低油锯作业事故的发生对提高油锯作业的生产成本与生产率具有积极意义。

二、安全性设计要点

1、安全性设计基本原则

为了确保林业机械在使用中的安全性，就要保证设计初期的质量有所控制。特别是机械的安全性设计中，要根据使用环境和要求，进行安全性设计原则的使用。首先，在基本零部件的设计中，必须严格要求机械构件的使用强度，如在木材的砍伐和起吊中要具备一定的刚性和稳定性，保证作业环境的安全。其次，森林工程的建设核心是促进资源的高效利用、可持续建设，那么就要保证森林环境不受到破坏，在林业机械工作中，要避免超标准的污染物的排放。再次，在机械设计中要提高信息化和自动化的应用体验，以便在复杂的工作环境中通过操作程序的简化，降低事故的发生指数，避免施工中工作人员体力与脑力的过度消耗。最后，在林业机械投入使用前要进行安全性评价，从技术评价和经济建设等角度综合分析，确保在多种施工环境中的安全指数控制在规定的范围内，并时刻以安全操作为第一要求，优化森林经济建设。

2、安全性设计一般要求

设计的机械应规定其使用寿命，并按使用环境要求必须具有适应该环境的能力；机械的各种受力零、部件及其连接，在规定的使用条件和寿命内，不得产生断裂和破碎；机械不能在振动、风载或其他预期的外载荷作用下颠覆或产生不应有的位移，不能或不完全能满足稳定性要求时必须采取某种安全技术措施，保证其具有良好的稳定性；在规定使用寿命内，机械的材料应能承受可能出现的各种理化的和生物的作用；在不影响功能的情况下，机械及其零、部件应设计成不带易伤人的尖角、利棱、凹凸不平的表面和较突出的部分；保证操作点和操作区域有足够的照度；机械上相对运动部位应具有良好的；机械的振动噪声值必须在产品标准中所规定的允许值；设计机械时应使用安全色。

3、林业机械的特殊安全要求

林业机械的安全要求涉及方面较多，其影响程度也不一样。有的对使用者构成潜在的危害，暂时表现不明显；有的则会对使用者产生直接的伤害。归纳起来，林业机械中具有共性的涉及安全要求的因素有下列几个方面：

（1）操作者身体健康的安全性要求

工程机械在运作中会产生一定的噪音，特别是在营林工程中，在进行土木施工和树木砍伐中就会产生高分贝的振动声响，不仅影响了周围的生态环境，还对机械操作人员的身体健康带来了一定的损害。机器操作者在高噪声环境下工作，会损伤听觉器官功能以及影响思维和情绪，产生不安全隐患；林业机械的振动为局部振动，以手接触振动工具的方式为主，由于工作状态不同，振动可以传给一侧手臂，有的可传到肩部。

（2）机器性能要求

机器的起动、怠速及翻转性能，既与机器的易操作性有关，也与安全有关。操作者在使用机器时，因意外、怠速或机器翻转等因素导致停机，如不能迅速将机器再起动，则有可能失去对机器和作业对象的控制，而发生事故；离合器应接合可靠、分离彻底，应规定最低接合转速。若其在高于规定的转速仍未接合或打滑，则机器的动力不能完全传递至工作部件，影响操作者使用机器，会产生不安全因素；若离合器在低于规定的转速下就结合，也会对操作者构成伤害。

（3）安全保护装置

应对机器上的安全保护装置或机构的性能规范化，以确保其工作可靠，真正起到保护操作者的目的。转速控制机构（油门扳机）的锁定装置由于林业机械以发动机为动力源，故发动机的转速控制对机器的安全要求影响很大。发动机转速控制机构应安全可靠，具有防止误动作的锁定装置。在标准中对制动装置的性能和测试方法应进行规范，保证其防护可靠；高速运动的工作部件若紧固不牢，会造成严重的安全事故；快速摘脱装置。为减轻操作者的工作强度，通常配有背带并将机器背挂在操作者身上。当使用机器时发生意外，对操作者安全构成威胁时，应使人机迅速分离，保护操作者。因此，设计了在机器或者背带上应有快速摘脱装置。

结语：以上分析说明，林业机械作业中的安全问题非常严重，我国虽然没有详细的事故资料，但是从煤矿事故率可以想象，林业事故率是不可轻视的，必须从机械、环境、工人教育和科学的作业管理入手，从人类工效学来科学地研究和解决这个问题。

参考文献：

机器人的机械设计范文

一、压力容器机械强度可靠性设计的理论基础

1、可靠性含义。压力容器可靠性是指其在特定的情况下，能够让使用功能满足用户的需求，并且在使用的过程不发生故障性质。与压力容器机械强度可靠性存在密切关联的因素有使用环境、环境温度、消费者使用需求以及应力?O等，压力容器机械强度的可靠性和压力容器的使用时间存在密切联系，随着压力容器使用时间的延长，压力容器机械强度的可靠性逐渐降低，也正是由于有可靠性的存在人们才对压力容器产生了使用寿命的认识[2]。无论是电子产品还是人们日常生活用品，研究可靠性都是非常有必要的。随着国家经济水平和人们生活质量的提升，人们对压力容器的要求也越来越高，在科技发展的支持下，压力容器可靠性得到了大幅度的提升，由于可靠性在一定程度上体现了一个国家的实力水平，因此产品的可靠性研究具有非常重要的意义。

2、理论基础。根据国家标准，压力容器设计应充分的考虑实际厚度和计算厚度的附加值。实际厚度的附加值是指筒体的腐蚀裕量和材料得到实际厚度误差，材料的实际厚度误差是根据材料标准中所规定的误差范围进行计算[3]，而筒体的腐蚀裕量则指的是压力容器中所装的物体对材料腐蚀速率的影响和对压力容器的预期使用时间的计算等。通过长期实践研究表明，我国大部分的压力容器机械强度可靠性设计，在对使用寿命进行计算的弹性失效的中径公式都是将其设为极限情况，计算并没有考虑到腐蚀裕量，所以所得出的结果与实际存在差别。一般情况下压力容器机械强度的可靠性设计可以分为6个步骤：（1）计算压力容器的可靠度和强度系数；（2）根据公式计算出容器的故障概率；（3）利用所计算出故障概率计算压力容器的可靠度；（4）计算出生产材料能够承受的负载强度；（5）计算出压力容器的应力均值；（6）利用计算出的各项结果确定压力容器的预算厚度[4]。

二、进行压力容器机械强度可靠性设计的基本方法

1、注重极限情况。在压力容器使用的过程中，筒体的厚度会发生较大的变化，并且其也会在筒体应力的作用下发生一定的改变，所以进行压力容器机械强度可靠性设计，需要充分的考虑压力容器所装物体对筒体的腐蚀速率。科研人员在应用公式对压力容器使用过程中的筒体厚度进行计算时，必须注重可靠性受到破坏的情况：a、压力容器筒体发生屈服失效；b、压力容器筒体发生断裂；科研人员必须仔细分析压力容器在极限情况下失效问题，最大限度的提升压力容器的抗压值，提升压力容器机械强度的可靠性。

2、精确计算压力容器的筒体厚度。在二十世纪五十年代，科研人员在对路合金强度进行研究时，变证明了在实际条件中材料腐蚀深度的分布，随着研究范围的扩大，材料在实际情况下的腐蚀深度相应的研究成果也越来越多。所以在进行压力容器腐蚀裕量计算时，可以计算出压力容器最初的筒体厚度。如果某压力容器的筒体厚度是23mm，根据蒙特卡罗的模拟方法可以计算出十年后该压力容器的可靠性是0.9的五次方，大量实践表明，压力容器的厚度会随着时间延长发生变化，但是需要注意的是，压力容器在使用年限中应当保证可靠性在0.9五次方以上。

机器人的机械设计范文1篇3

【关键词】数控；机床；机械

1.引言

由于工业自动化的全面发展和科学技术的不断提高，对工作效率的提高迫在眉睫。单纯的手工劳作以满足不了工业自动化的要求，因此，必须利用先进设备生产自动化机械以取代人的劳动，满足工业自动化的需求。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。

目前，我国大多数工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，其劳动强度大、生产效率低，而且具有一定的危险性，已经满足不了生产自动化的发展趋势。为了提高工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代机械行业自动化生产的要求,针对具体生产工艺,结合机床的实际结构，利用机械手技术，设计出上下料机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。本文主要对机械手的总体设计进行简单说明。

2.发展现状和趋势

目前，国内外各种机械手和机械手的研究成为科研的热点，其研究的现状和大体趋势如下：

（1）机械结构向模块化、可重构化发展。（2）工业机械手控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，结构小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性，而且维修方便。（3）机械手中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，还引进了视觉、听觉、接触觉传感器，使其向智能化方向发展。（4）关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机械手产品标准化、通用化、模块化、系列化设计；柔性仿形喷涂机械手开发，柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴轨迹规划研究，控制系统开发；（5）焊接、搬运、装配、切割等作业的工业机械手产品的标准化、通用化、模块化、系列化研究；以及离线示教编程和系统动态仿真。

总的来说，大体是两个方向：其一是机械手的智能化，多传感器、多控制器，先进的控制算法，复杂的机电控制系统；其二是与生产加工相联系，性价比高，在满足工作要求的基础上，追求系统的经济、简洁、可靠，大量采用工业控制器，市场化、模块化的元件。

3.机械手的总体设计

3.1机械手总体结构的类型：工业机械手的结构形式主要有四种：直角坐标结构，圆柱坐标结构，球坐标结构和关节型结构。各结构形式及其相应的特点，分别介绍如下：

（1）直角坐标机械手结构特点：直角坐标机械手的空间运动是用三个相互垂直的直线运动来实现的。由于直线运动易于实现全闭环的位置控制，因此，其运动位置精度高，但此种类型机械手的运动空间相对较小，如要达到较大运动空间，则要求机械手的尺寸足够大。直角坐标机械手的工作空间为一空间长方体，主要用于装配作业及搬运作业。直角坐标机械手有悬臂式，龙门式，天车式三种结构。（2）圆柱坐标机械手结构特点：圆柱坐标机械手的空间运动是用一个回转运动及两个直线运动来实现的。其工作空间是一个圆柱状的空间。这种机械手构造比较简单，精度相对较高，常用于搬运作业。（3）球坐标机械手结构特点：球坐标机械手的空间运动是由两个回转运动和一个直线运动来实现的。其工作空间是一个类球形的空间。这种机械手结构简单、成本较低，但精度不很高，主要应用于搬运作业。（4）关节型机械手结构特点：关节型机械手的空间运动是由三个回转运动实现的。相对机械手本体尺寸，其工作空间比较大，动作灵活，结构紧凑，占地面积小。此种机械手在工业中应用十分广泛，如焊接、喷漆、搬运、装配等作业。关节型机械手又分为水平关节型和垂直关节型两种。

3.2机械手设计的一般要求

机械手手爪设计有如下要求：（1）机械手手爪是根据机械手作业要求来设计的。既根据其应用场合设计手爪，在满足作业要求的前提下，机械手手爪还要求体积小、重量轻、结构紧凑。（2）机械手手爪的万能性与专用性是矛盾的。万能手爪在结构上很复杂，甚至很难实现，从工业实际应用出发，应着重开发各种专用的、高效率的机械手手爪，加之以快速更换装置，以实现机械手的多种作业功能，而不主张用一个万能的手爪去完成多种作业，以考虑设计的经济效益。（3）机械手手爪的通用性。通用性是指有限的手爪，可适用于不同的机械手，这就要求末端执行器要有标准的机械接口（如法兰），使末端执行器实现标准化。（4）机械手手爪要便于安装和维修，易于实现计算机控制。

3.2具体采用方案：根据实际操作的需要，该机械手在工作中需要3种运动,其中手臂的伸缩和立柱升降为直线运动,另一个为手臂的回转运动,因此其自由度数目为3，综合考虑，应选择圆柱坐标机械手结构，其结构简单，工作范围相对较大，且有较高的精度，满足设计要求。

4.结论

本设计是一个特定功能、满足特殊要求的数控机床上下料机械手的设计。机械手采用可编程序控制器控制,可以实行手动调整、手动及自动控制。系统结构紧凑、工作可靠，设计周期短且造价较低。PLC有较高的灵活性，当机械手工艺流程改变时，只要对I/O点的接线稍作修改，或对I/O重新分配，在控制程序中作简单修改，补充扩展即可。经过重新编制相应的控制程序，就能够比较容易的推广到其他类似的加工情况。

参考文献

［1］孙兵,赵斌,施永康.物料搬运机械手的研制.机电一体化.2005,(2):43～45

［2］王田苗,丑武胜.机电控制基础理论及应用.北京:清华大学出版社,2003.

［3］陈铁鸣,王连明,王黎钦.机械设计(修订版).哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2003.

［4］李建勇.机电一体化技术.北京:科学出版社,2004.

机器人的机械设计范文篇4

关键词：瓜果采摘，农业机械，机械臂改进

1.瓜果采摘机械的现状及改进的意义

现代化农业的发展是我国农业发展的必然趋势，而现代农业的发展离不开农业科技技术的不断进步，未来农业生产的发展也离不开机械化。而现有的瓜果采摘机器人的机械臂存在着不少问题，如它们大多直接购买现有工业机械手，而这些机械手不但成本较高，且所占空间大，在采摘瓜果的过程中往往不尽如人意，这些问题无疑会影响农业生产。因此针对现在瓜果采摘机械臂的这种不足，通过改进瓜果采摘机械臂设计原理和设计方法，创制了能在采摘范围内的任意目标点采摘瓜果的机械臂，并对新改进的机械臂进行了验证试验，验证了这种新创制了瓜果采摘机械臂的有效性和实用性，这对现代化农业的发展是大有益处的。

2.农业采摘机械臂设计原理的优化与创新

瓜果采摘的机械化是现代农业的需要，而使用农用机械进行瓜果采摘仍需要遵循瓜果采摘的一般要求，那就是这些机械设备要占地面积小，采摘的范围要大，采摘瓜果要灵活且准确率高，并且要减少采摘给瓜果原株成长造成的伤害。因此，这些就决定了瓜果采摘机械臂的设计要尽可能满足这些要求，另外还要降低采摘成本，提高采摘瓜果的效率，适应现代市场经济发展的需要。而传统的农用瓜果采摘机器人所使用的机械臂，多是直接购买现有工业机械手，它们不但成本较高，且所占空间大，在使用过程不尽人意。为了保证新改进的机械臂采摘的灵活性，研制出新型的瓜果采摘机械臂，而改进了传统瓜果采摘机器人的设计原理和设计方法。

传统农业机器人的结构设计主要包括四大类：直角型、圆柱型、坐标型和关节型。对这四种机器人的优劣进行了综合的分析对比，最终选择了关节型的瓜果采摘机器人的结构设计。理论上6个自由度的机械臂设计虽然可以达到三维空间的任何点，但这种按照这种理论设计出来的机械臂往往结构比较复杂，在采摘瓜果的过程中不易控制。而同样是通过三维空间来确定采摘瓜果的目标位置，采用了4个自由度来控制机械臂灵活性的设计更具优势和实用性。

3.瓜果采摘机械臂设计方法的改进

对瓜果采摘机械臂进行改进使之更能满足瓜果采摘的实际需要，改进机械臂的设计原理只是创制新机械臂的基础，还需要在此基础上在具体设计过程中进行改进。首先，改进机械臂设计的结构参数，来确定瓜果采摘的空间范围，这需要计算出机械臂腕关节最小的回转角度；其次，瓜果采摘机械臂的设计需要考虑相关的设计变量，这些变量包括机械臂底座的高度、机械臂的长度、腕关节的长度以及机械臂腰部的回转角、肩关节和肘关节的转角范围、腕关节的转角等，通过分析瓜果采摘过程中的实际需要，最终对除了底座的高度和腕关节的长度外的其他变量进行改进，进而确定采摘瓜果的空间范围，此外，还根据机械臂本身与目标瓜果之间的位置关系以及机械臂自身结构的限制等因素，来改进设计机械臂的变量等。其次，还需要改进机械臂的结构参数，是机械臂设计结果更加合理。整个机械臂的改进都经过详细的计算和重新设计，才使新创制的机械臂在使用过程中更加便捷。

4.对新创制机械臂的试验及分析

为了验证新创制的瓜果采摘机械臂是否能准备定位目标果实的空间位置及是否能准确采摘到瓜果，因此对新创制的机械臂进行了试验。选择了目标瓜果采摘范围内的若干个制定的采摘位置，和随机选取的若干个采摘位置进行试验，并对数据进行记录和分析。通过对比瓜果采摘的理论数值、实际采摘数值及误差值进行对比分析，我们发现新创制的机械臂能准确到达目标采摘范围中的任意位置，并且在采摘过程中机械臂工作稳定、机械臂本身无明显抖动现象。这充分表明新创制的机械臂的合理与成功。

通过分析机械臂试验数据还可以发现，机械臂实际工作中的数值与理论数值之间存在着误差，对目标果实定位误差的存在虽然是不可避免的，但还是对误差产生的原因进行分析，主要包括以下两点：第一，机械臂个部件加工装配的原有误差，是机械臂各个连接杆之间产生了位置上的误差；第二，机械臂各关节的电动机采用的是独立的控制方法，它们在同时运行时由于惯性及重力等的影响，导致机械臂各关节在角度的控制上产生了误差。针对上述影响误差的因素，可在以后机械臂设计研究过程中采取相应的补救方法：首先，可以采用先进的计算机技术来补偿由加工装配偏差所引起的位置误差。其次，采用其他先进的控制方法或通过机械模型的控制方法，来提高机械臂在采摘瓜果工作中的精准度。

5.结论

针对现有瓜果采摘机械手不但成本较高，且所占空间大，在使用过程不尽人意的诸多缺点，通过改进机械臂设计原理及方法，创制了能在任意空间目标点采摘瓜果的机械臂，这种机械臂设计不仅结构简单紧凑，采摘范围广而所占空间较少，且操作的灵活度高。此外，新创制的瓜果采摘机械臂生产所使用的材料简单易得，生产成本大为降低。对新创制的机械臂进行了试验，结果表明：新创制的机械臂能准确到达目标采摘范围中的任意位置，并且在采摘过程中工作稳定、机器本身无明显抖动现象，能满足瓜果采摘的任务需要。这无疑说明新创制的机械臂是合理且有效的，只是机械臂在精准定位瓜果的空间位置时存在一些误差，这需要在以后的工作做进一步研究和改进。

参考文献：

[1].赵金英，张铁中，杨丽.西红柿采摘机器人视觉系统的目标提取[J].农业机械学报，2006，37（10）：200～203.

[2]郭峰，曹其新，崔永杰等，用于草莓收获机器人的果实定位和果柄检测方法[J].农业工程学报，2008，24（10）：89～94.

机器人的机械设计范文篇5

关键词：苗圃除草机械除草机器人履带式底盘

中图分类号：S765.1文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）04（a）-0000-00

1引言

杂草影响着林业苗圃苗木的生长，而传统的除草方法主要是靠人工除草或者化学药剂除草。人工除草工作量大、耗时费力、工作效率低，化学药剂除草会给苗木、土壤、生态环境甚至人体健康造成损害[1，2]。随着现代科学技术的进步和现代高效农林业的发展、农业劳动力的提高[3]，国内外的很多科研机构已经广泛开展了除草机器人的研究。日本开发了一种履带式除草机器人用来去除稻田中的杂草。该机器人改采用电子装置作为引擎稳定前进，拨动土壤后对其施压并将杂草翻动出来。荷兰研究设计了一种自动除草机器人，采用柴油发动机作为动力，具有独立转向系统，可实现四轮转向。南京林业大学[4]设计了一种基于机器视觉导航和杂草识别的农田除草机器人，但该机器人采用喷药除草技术，但处于试验阶段。本文旨在设计一种适应林业苗圃作业环境的履带式智能除草机器人。履带式智能除草机器人的机械结构由履带式底盘、除草机械臂及除草执行器组成，底盘部分驱动整车在苗圃垄沟间行进，机械臂及除草执行器可通过控制器定位苗床和垄间的杂草从而完成除草工作。

2林业苗圃除草机器人机械结构分析

林业苗圃除草机器人的结构分为履带式底盘、机械臂和除草执行器三个部分，其中除草执行器为除草铲，如图1所示。实验苗圃根据机器人尺寸确定苗床、垄沟宽度，故该机器人能横跨宽度约为750mm苗床进行除草作业。在林业苗圃中除草作业时，机器人横跨在苗床的垄沟间，沿着垄沟行走。机械臂平台在苗床上方三维空间内移动，除草执行器安装在机械臂的末端。

图1机器人整体结构图

1、履带式底盘2、机械臂3、除草执行器4、驱动模块

2.1林业苗圃除草机器人底盘结构设计

本设计采用三角式履带式底盘结构，能使其在地况复杂的苗圃中能够稳定有效的进行除草作业。林业苗圃除草机器人所利用的是履带轮式行走机构，具有更好的适应性、高性能性和稳定性。驱动模块置于除草机器人的顶部，底部的两个履带轮为从动轮，这样使得其行走部分变得更加轻巧简单。底盘作业平台高度可以上下调节，如图1中所示，使除草机器人作业可以适应不同时期、不同高度的苗木，以达到更好的除草效果。

2.2驱动模块设计

由于整机重量较大，采用履带式底盘结构，也增加了与地面的摩擦。驱动模块的结构是直流电机与驱动轮轴用梅花联轴器相连，如图1所示。该款机器人履带式底盘主要重量在于组成履带行走结构的轮重和底盘自身重量，因此驱动电机采用MAXONDCmotor148867直流电机。选用MLDS3610-B型号明朗驱动器为直流电机的驱动器。

2.3机械臂

除草机械臂的结构是由位于除草作业三个坐标轴方向的移动丝杠模块组成，安装在底盘平台底部。其结构如图1中的机械臂模块可看出，机械臂的x方向为垄沟间移动方向，y方向是机器人行走方向，z是除草作业方向。x、y、z三个方向的有效行程分别为300mm、100mm、100mm，移动精度为0.01mm，可以除草执行器实现在苗床上的精确定位。该机构总的来说，能够较为容易的达到预定的目标，并且易于安装。

2.4除草执行器

机械除草设备中，除草执行器的结构对于除草效率、结构设计等方面影响至关重要。基于以上因素综合考虑其除草机构的结构设计。林业苗圃除草机器人的除草执行器采用的则就是除草铲。驱动除草执行器作业的电机通过L形连接板固定于z轴丝杠平台末端上，除草铲通过一方形连接块与电机相连，如图1中除草执行器部分所示。此种除草方式除草效率较高，伤苗率低，精确定位从而减少能耗。这种除草方式可以根据不同的苗木杂草情况更换不同型号的除草铲，更换方便，适用于不同苗木的苗圃除草作业环境。

3实验

在实验室环境下进行了模拟除草实验。除草机器人从初始位置出发，到达实验指定位置，控制机械臂定位到杂草位置，利用末端除草铲除去杂草，如下图2所示。

（a）机器人初步定位除草位置（d）机器人除去杂草

图2除草机器人除草动作序图

通过模拟除草实验得出，该苗圃除草机器人行走机构易于控制，能准确的到达指定位置，从而到达精确除草的效果。

4结论

本文提出并阐述了一种林业苗圃除草机器人的结构设计与实现，具体分析了该款机器人底盘、机械臂和除草执行器的结构。与同类机器人相比，该款机器人具有更好的地面自适应功能，精确定位，除草效率高。实验也证明了该机器人具有很好的环境适应能力和精确除草功能，可广泛应用于林业苗圃。

参考文献

[1]李江国，刘占良，张晋国，等.国内外田间机械除草技术研究现状[J].农机化研究，2006（10）：14～16

[2]马超.浅谈我国田间机械除草现状及发展趋势[C].中国农业机械学会第四届青年学术年会论文集，2007：132～135.

机器人的机械设计范文篇6

机械科技(MeehanicalEngineeringSeieneeandMeehaniealEngineeringTeehnology)是研究机械系统(或产品)性能、设计、制造的基础理论和技术的科学。它包括机构学、传动机械学、机械振动学、机械结构强度学、摩擦学、设计理论与方法、机械热加工、机械冷加工、特种加工、测试理论与技术以及计算机辅助制造系统等。机构科技在人类文明史上一直有重要的作用，近代史上每一次工业革命都是以机械科技的发展为基础的。现代科技中许多新领域的发展也都依赖于机械科技的发展，例如计算机技术中硬盘和硅片的超精加工技术、航空航天技术中精密及自动化机械仪器和装备、深海探测作业的水下机器人、低噪声潜艇中高质量大型螺旋桨、微细工程、特殊环境工程、卫星通讯等高新技术领域都对机械科技提出了许多新课题。随着新技术革命的发展，机械科技本身也在不断进步，尤其是计算机和电子技术的迅速发展及其在机械中的应用，使机械科技发生了极为广泛与深刻的变化。现在机械科技几乎处处离不开计算机和电子技术。计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、CAD/CAM一体化、计算机辅助测试(CAT)与分析(CAA)、计算机数值模拟与图形仿真、计算机在线监控与故障诊断技术等等，在一定意义上可以说，计算机开创了机械科技的新时代。信息传感技术、系统控制理论与技术、企业经营管理技术、生物技术等与机械科技相结合，产生了以机器人和计算机集成制造系统为代表的全新的机械系统。此外，传统产业迫切需要机械科技来改造，以适应今日现代化生产的要求。国民经济各行业要求机械科技及其企业提供自动、高效、节能、耐用、安全可靠的各类机械和装备仪器。据统计，机械工业产值约占工业总产值的四分之一，在国民经济中起着举足轻重的作用。

二、我国机械科技发展的现状和差距

近年来，我国机械科技有了长足的进步，有不少领域，特别是基础理论的研究和技术方面已经跨人国际先进水平的行列。例如:空间机构运动分析、机构弹性动力学和多刚体系统动力学、机械结构强度数值分析方法、模态分析理论、振动信号处理与分析、弹性流体动力理论、常用优化方法程序、齿轮啮合原理、并联机器人的运动学和动力学、切削颤振非线性理论等研究都已达到世界先进水平;在机械制造工艺和技术方面，例如超精车床、电化学齿轮修形、激光波长基准装置、三座标测量仪、高温塑性成形过程模拟技术、新型MIG焊接电弧控制法等也已经迈人国际先进行列。但是必须清醒地认识到，我国机械科技只在局部领域或这些领域的某些方面是先进的。从总体看，与发达国家相比仍然存在较大差距，主要表现在:第1，理论研究成果水平较高，但试验手段较差，基础数据积累不足，工艺落后，许多关键设备和技术不得不依赖进口，如大规模集成电路，计算机硬盘，重要的测试、分析和试验的仪器设备，许多产品的自动化生产线，数控机床和加工中心，大型成套机械设备，各类高级车辆，录相机等。第2，新技术新工艺的应用开发能力差，许多机械科技成果未能转化为生产力。第3，由于我国自己的数据库不健全，某些要求有大量数据为后盾的理论研究无法进行，使有限元结构分析程序的前后处理、可靠性设计、智能设计、设计方法学、摩擦学设计及应用、数控技术、基础工艺、超精加工技术、模具技术、微型机械等研究方面仍存在不小差距。

三、机械科技的发展特征及发展趋势

近年来机械科技发展有几个明显特征。其一，机械科技研究的新进展几乎都与计算机技术难以分开;其二，机械科技的新发展具有多学科交叉的特点。例如，重大项目“机械制造若干关键技术基础”中的电流变技术项目，就是机械学、化学、电学、计算机控制等多学科的交叉。数控技术基础项目则是计算机、微电子、自动控制和机械等多门学科的交叉。其三，机械科技新发展都带有智能化、集成化和系统化特征。例如，机械系统性能完整性及优化设计就是要研究机械系统的机构学、动力学、运动学、强度学、摩擦学等;计算机集成制造系统就是包括计算机辅助设计(CAD)，计算机辅助工艺过程设计(CAPP)，计算机辅助制造(CAM)和生产管理系统控制在内的生产过程的知识集成、信息集成、过程集成和系统集成，它是机械科技发展最前沿的代表。受多学科交叉和先进科学技术的影响和推动，90年代的机械科技在以下几个方面将有获得迅速发展的趋势。

1.微型机械的研究和发展将产生与传统的机械观念相差甚远的新概念和新技术，其意义也许仅次于大规模集成电路的出现。微型机械在未来的十年里有获得迅速发展的趋势。最近几年，发达的欧美国家正在投资研究和开发微型机械，我国也已有少数单位开始进行研究。微型机械是微电子技术与机械技术的结合，它的零部件以至系统的结构和功能类似于普通机械，如微型手术刀、微型锯、微型齿轮、微型轴、微型泵和阀、微型传感器、微型机器人等。其特点是:(l)尺寸非常小，如轴的直径可以小至几微米，整体机械在数毫米之内;(2)大都选用半导体硅为基质材料;(3)制造加工方法一般要采用三维蚀刻等微细加工方法;(4)微型机械不仅仅是传统机械的微型化，且是微电子学、自动控制、光学、流体力学、声学、磁学、计算机科学的结合和集成，是一种完全新概念的机械。美、日、德等国从80年代末开始投资研究并已取得明显进展。美国贝尔实验室已试制出直径仅650拜m的小汽轮机，转速达2.4万转/分，可用于血管内的精细手术。1988年美国加州大学伯克力分校研制出微型静电电机，其转子直径为60杯m。日本通产省已将医疗、产业用微型机械开发列人1991年开始的十年规划中。.微型机械的发展趋势是将微执行器、驱动器、传感器、控制器、电源等集成在微小硅片上，形成完备的微型机械电子系统。微型智能机器人可进行微小空间的高精度作业和控制，可广泛用于工业、农业、医学、生物、航天、军事等领域。

机器人的机械设计范文篇7

关键词：六自由度；机械臂；控制系统设计

中图分类号：TP241.3文献标识码：A

1.六自由度机械臂控制系统设计要求

六自由度机械臂的运动控制硬件分别是机械手的运动控制、驱动电路的底层控制、远程通信以及远程控制、视觉传感和辅助传感系统和上层控制的人机交互。

在整个自由度机械臂控制系统中，上位机控制系统的主要功能是给操作者提供良好的人机交互界面，而且机械臂的操作能够通过配套的便携手柄而实现，所以上位机要对手柄所发射的信号进行有机的掌握和控制，对下位机系统的控制还需要上位机系统给出，同时还要将下位机及机械臂运动状态信息能够及时反馈给操作者。操作手柄和下位机作为移动设备而言，上位机控制系统除了能够提供有线的控制，还要提供相应的无线通信系统，其控制的有效距离在100米左右实现控制的指令和运动反馈的信号达成。在移动载体的设计上，除了放置机械手实现对抓取的射线图像检测仪，机械臂和车身上还装置了两台CCD摄像机和两个自由度的云台，并相应地配备录像机以对排爆过程进行全程的记录。这些信息的反馈就是通过无线图像模块实现的。

在机械臂手部的设计过程中，因为机器人的抓手在整个机械臂系统中作为最末端的执行器，在抓取和实现操作工作的时候，其可以根据需要分为钳式和吸附式。在这个层面上我们主要考虑的是机械臂在进行工具抓取的时候，需要采用钳式的爪手，在爪手上的电机，我们选择的是MICRO-STd伺服电机，在电机的尺寸设计上，要保证电力能够在最小的空间占比和最轻的质量占比，从而满足于机械臂的灵活性。在机器人的机械臂设计中，机械臂是由四到五个伺服的电机组成的，对伺服电机的控制能够保障机械臂在不同使用需求上的不同位置和方向的自由变化。机械臂的手臂电机在设计过程中为了满足其灵活性，选择的是金属齿轮的伺服电机。在六自由度机械臂的手腕处，我们采用与爪手处相同的伺服电机，为了能够更好地保证对工具的夹持和手腕部的回转设计，六自由度机械臂在其底座的设计上，我们选择合金压铸技艺，从而使得底座能够支撑起整个手臂的重量，保障其在运行过程中的稳定性。对于标准的伺服机而言，其主要有三条引线，分别为电源线VCC、接地线以及控制信号的传播线。

2.控制器的设计

在对六自由度机械臂的控制器的设计上，主要采用单片机作为主控制器，通过双电源为控制机和伺服电机进行供电，从而保障机械臂的正常使用。在串口与电脑以及其他单片机的通信上、在单片机的电源设计上、在电路板的正面部分设计了三个电源的输入口，其中中间部分的输入口作为单片机的电源输入。在伺服电机的电源设计上，其输入的电压我们要控制在4.8V～6V之间，伺服电机上下两侧的电源分别为1～6路伺服电机供电和17～32路的电机供电。在六自由度机械臂的设计中，由于需要使用六路，从而在改设计中仅一侧的电源就能够保障满足供电的需求。

3.VB控制软件的设计

在设计端口的连接和设置上，主要通过使用串口，使电脑与设置好的端口和控制器达成良好的通信。在设计界面上，我们可以对奇偶校验、停止位、数据位、比特率这几个方面进行选择设置。

对于通道控制，通过对多路伺服电机控制器的有效设置，对机器手臂实现从上到下的伺服电机顺序编号，将编号分别对应到爪手到底盘处的六个伺服电机，通过拖动任意的数值拖动条，实现爪手控制。

在速度的调节问题上，因为调节的速度能够对伺服电机的转动速度进行控制，在系统设置中，过大的数值调度会影响到机械臂的使用，系统默认的最佳值为300。

在六自由度机械手的控制O计过程中，为了能够与保障机械手完成复杂和烦琐的工作，因此在控制系统的设计过程中，要对系统进行严格的设计，本文就对VB控制软件下的六自由度机械臂进行分析。

参考文献：

机器人的机械设计范文

关键词：现代科技，农业，机械工程

1引言

农业机械化不仅是人类的解放，解放劳动力。这些年轻的劳动力投入到其他领域，促进中国的经济发展可以提高农业生产的效率，优化操作质量和增加作物产量，有利于农业发展和农民收入，因此，今后应重视先进技术的推广，提高农业机械化水平。目前农业机械的使用，一些机械在使用过程中不能清楚地确定作物的位置，机器在关闭过程中很容易错过，所以利用新技术在农业机械有利于弥补农业机械的脆弱性，提高机器的运作效率。

目前，高新技术的应用范围扩大，农业机械行业也开始使用高新技术，引入计算机视觉技术、自动控制技术、信息网络技术、人工智能技术、机器人技术和液压技术在农业机械的应用现状。

2农业机械的应用技术

2.1农业机械的应用计算机视觉技术

农业机械的应用计算机视觉技术，主要是利用计算机视觉技术在农产品质量、品位等农业产品检查，是基于图像处理，计算机视觉的学科，主要是视觉信息处理理论。表达和计算方法研究，近年来，图像处理，计算机硬件和软件，等可视化仿真技术的逐渐发展计算机视觉技术的使用功能也扩大，计算机视觉技术是用来检查农产品的质量不仅是现阶段和分级产品还用于收割、种植等。

2.2农业机械的CAD技术

CAD技术在我国已广泛应用于机械工程设计制造从上个世纪60年代，我国40多年后独立研究开发和推广应用。但由于我国机械工程设计CAD系统的开发过程的社会主义改革开放的影响，以便后期的完美程度我国机械工程设计CAD系统程度的效率和其他性能大大受到限制，相对于我国的国外机械工程设计CAD系统仍处于较低水平。

2.3农业机械的信息网络技术

信息网络技术在农业机械中的应用非常成功，信息网络技术和地理信息系统，结合自动化技术等技术，可以监测作物和土壤的农业生产，也可以生产作物的发展，植物病虫害，和实时监控等等，然后依靠定位系统和地理信息系统来完成现场操作。

农业机械、机器人技术应用、信息网络、计算机视觉、自动控制技术的融合。目前，已经开发了采摘机器人，嫁接机器人，机器人除草，施肥机器人喷涂机器人，等。对肥料和喷涂机器人的使用，可以避免肥料、杀虫剂和其他化学品危害人体，达到改善环境的目的。目前虽然我国机器人技术落后于发达国家，取得了一些就，但由于现代机械机器人的购买成本非常高，所以这项技术并没有得到普及。

在农业机械的设计、制造和测试，虚拟现实技术具有非常广阔的发展前景，利用虚拟现实技术建立三维模型的农业机械设计师不仅可以了解每一个部分的质量，也可以完全满足的每一部分的运行性能三维农业机械模型具有很高的精度，和农业机械制造商大规模生产的计算机数据的基础上。

在虚拟制造系统中，虚拟现实技术的基础，虚拟制造系统是由多种学科知识，利用计算机技术综合建模、仿真、生产、制造汽车。与此同时，虚拟制造系统还可以制定合理的产品检验和测试程序。目前，虚拟制造技术应用范围广泛，涉及开始工装及模具生产设备，和其他领域，可以在生产部门系统，在这一过程中完成建模、修改、分析和优化的四个工作。此外，虚拟现实技术用于柔性制造系统和计算机集成制造系统的设计。

2.4人工智能技术

近年来，全球高端技术获得了农业机械在农业的快速发展，管理，挖掘和采摘等实现智能化，使用人工智能技术研究和开发的激光拖拉机、内部导航设备，等等，可以拖拉机的方向和具置测量，并通过建立计算机数据库将记录相关数据，使用数据库了解排水位置、土壤湿度、等等。了解土地信息后，制定合理的土地种植方案，计算机化化肥消费，数量的农药和种子。

3先进技术的应用在农业机械化操作的保障措施

得到更好的应用程序为了促进先进技术，提高农业机械化水平，未来应该完善的技术推广体系，提高农业机械化水平，促进农业生产和发展。完善的技术推广体系，高度重视农业技术推广，建立试验示范基地，发挥作用的指导，让农民参观和学习。让他们意识到农业机械设备的重要作用，加强农业机械化的意识，接受和使用机械设备，技术推广和培训活动。让广大农民掌握农业机械和设备的使用，提高思想认识和应用技能、农业机械和农业技术应用于农业生产。

构建技术环境，当地政府应该高度重视农业机械和农业技术推广的作用。提高思想认识，加强规划和指导，增加资本投资，培训专业人才，创新工作方法，对许多人来说，完善的技术推广体系，认真履行职责，并扩大先进技术的影响。完善法律法规，充分利用其在技术和人才优势，重视技术的宣传和推广活动，增强服务意识，扩展广泛的服务渠道，更好的满足实际工作的需要，对农业技术的发展，为推广农业机械和设备创造便利。

4农业机械新技术的发展

农业机械新技术的应用和发展是为了提高农业的生产力服务，所以农业机械新技术的发展主要是以下几点：

首先，加快新技术的使用和推广。科学技术是第一生产力，加快计算机视觉技术、自动控制技术和智能技术等新技术在农业机械的使用，同时引进国外先进的机械、新技术，促进我国农业的发展，提高农业的生产效率具有重要意义。

第二，政府补贴。购买新机器的个人组织生产、资本压力，使得他们很难机械技术推广，所以对于农业机械推广使用新技术，政府将给予补贴材料，扩大新机器的使用。

第三，提高农业资源的利用效率。机械使用以提高农业生产的效率，提高农业资源的利用率。例如，在传统的农业生产过程中，和处理农作物秸秆，绝大多数情况下燃烧，不仅浪费资源，还污染空气。但农业机械的使用新技术的农作物秸秆粉碎加工、作物秸秆可以转化成脂肪不仅材料，提高农业资源的使用效率，也减少了空气污染。

5结束语

现代农业机械制造技术是现代农业生产技术、现代机械制造加工技术全面的产品组合，和通用机械制造技术有明显的差异，在发展现代农业过程中机械制造技术。应该开始从现代农业发展的实际需求，不断扩大该地区的农业机械化技术，一些先进的农业机械化技术，快速推广现代农业机械制造技术。

参考文献

[1]刘利.绿色技术在农业机械工程中的应用[J].农业开发与装备，2015，07：29.

[2]吴长海.浅谈先进技术在机械化农业运作过程的应用[J].农民致富之友，2015，10：223.

[3]胡静涛，高雷，白晓平，李逃昌，刘晓光.农业机械自动导航技术研究进展[J].农业工程学报，2015，10：1-10.

机器人的机械设计范文篇9

关键词：组合学；机械电子工程；应用

引言

组合学中的组合数学中对离散对象的处理问题，是计算机科学的核心内容。所以，在机械电子工程的优化编码领域，组合学可以起到一定的应用效果。而组合学中有关排列计数的研究，则可以应用到机械电子工程的传感器节点分布设计方面。而相对来说，机械电子工程是设计与实践相结合的学科，所以，作为很多计数学科基础的组合学可以被广泛的应用于机械电子工程设计中，从而为机械电子设计强大功能的实现提供保障。而为了了解组合学在机械电子工程中的实际应用情况，本文从案例角度对组合学在机械电子工程设计中的应用进行了研究。

1.在齿轮抗干涉设计方面的应用

在机械电子工程设计中，常常需要利用齿轮来完成设计的某项功能。但是在实际设计的过程中，齿轮之间常会出现一定的干涉的问题。为了解决齿轮的干涉问题，研究人员就需要进行抗干涉齿轮集机构的编码设置，从而保证由多个齿轮的鉴别齿组成的齿轮集机构具有一定的抗干扰性，进而实现整个设计的功能。所以，抗干涉齿轮集机构是一种用于引信保险和解除保险控制的机构。而组合学在这方面的应用，可以进一步优化编码，从而使整个机构的组合更为科学和有效[1]。

在完成机构结构和动作设计时，可以利用组合学中的“二维迷宫映射法”来进行编码设计结果的校验。这个思想其实就是采用迷宫映射的方式，将编码问题转换成映射图的k-顶点着色问题。而在这之前，验证者要进行迷宫映射图的“路格点”和“阱格点”概念的设置，并以“关键陷阱格点”和“十字叉”为判据。这样，验证者就能将编码问题转化成无向简单图。但是，采用该种方法进行编码设计结果验算时，密码齿轮层数越多，该种方法解答的复杂度也将越高。比如接受验证的抗干涉齿轮集机构的密码齿轮如果有3层，那么其相应的求解复杂度也将高达3n，而n的大小则取决于解锁密码的字长[2]。而在进行抗干涉齿轮集机构编码的顶点着色问题解答时，则需要利用组合学中的贪婪法来进行解决。而在实际设计的过程中，利用VisualBasic软件进行抗干涉齿轮集机构的编码及校验程序的编写，就是贪婪法应用的体现。在这个软件中，只要输入解锁符号序列，就可以自动生成二维迷宫映射图，并求解出回执密码齿轮编码的示意图。而验证序列是否与密码匹配的结果，则将会以文本文档的形式输出。实际上，随着科学技术的发展，现在的软件往往会带有编码模块和校验模块，而这些模块往往是在组合学的理论基础之上建立的。这些模块中不仅包含着大量的组合学算法，还可以实现机械电子工程设计程序的编码。在编码模块中，只要输入解锁符号序列，就可以生成关键路格点和关键陷阱格点，从而进行迷宫图的设计。而这些迷宫设计图是在满足误码立即解锁的基础上建立的，从而保证编码的准确性。但是需要注意的是，不同密码齿轮层的关键陷阱格点是采用不同的颜色来表示的。而校验模块则会自动执行密码齿轮的鉴别齿轮的编码校验运算，并以文档形式保存。总之，组合学在齿轮抗干涉设计方面的应用，在机械电子工程设计中已经取得了一定的发展。

2.在传感器设计方面的应用

在机械电子工程设计中，传感器的使用较为普遍。而在传感器的网络节点分布设计方面，组合学的应用起到了较大的作用。比如在进行相同区域的多个传感器分布位置设置时，各个传感器都会有一定的感应范围，从而形成一定的传感器网络。而只有在保证每个传感器被覆盖的面积最小情况下，才能使该区域的传感器起到最大的作用。所以，在进行传感器网络节点分布设计时，各个传感器可以被看作是组成系统的各个模块，而这些模块必须很好的组合起来，才能发挥出整个系统的功能，而这就涉及到了组合学的应用。因此，在进行这部分内容设计时，可以采用组合学中的1-色等圆覆盖问题来进行问题的解决。具体来说，就是将这个系统中某个传感器模块当做是节点，而节点模块则与微控制模块一样属于分立器件。在进行其他传感器模块位置设置时，要以该节点区域的k-色等圆覆盖问题研究[3]。而通过研究任意一点被多少个传感器覆盖的数据之后，就可以得出传感器模块分布的最好位置，从而进行传感器网络节点的分布设计。但是需要注意的是，在进行机械电子的传感器设计时，使用的传感器种类往往不同，而这就导致了每个传感器覆盖面积的不同。此时，就应该利用组合学中的k-不等圆覆盖问题进行2维覆盖面积的研究，从而进行传感器网络节点的分布设计。所以，机械电子工程设计的传感器设计问题，其实就是应用了组合学的有效组合算法进行了传感器网络节点的设计，从而解决了较为复杂的传感器区域覆盖问题。

3.结论

总而言之，机械电子工程学科涉及的学科及内容较广，既包含了制造类的学科，也包含了动力学的学科。但是组合学是由强大的理论体系所构成的，可以应用于机械电子工程设计的多个环节，从而使机械电子工程设计拥有更为完善的理论体系。而随着人工智能的发展，机械电子工程设计将获得更大的发展空间，而组合学在机械电子工程设计中的应用，可以进一步促进机械电子工程的发展。因此，本文针对组合学在机械电子工程中的应用问题进行的研究，有利于促进这两种学科的共同发展。

参考文献：

[1]潘雍，傅明星，于晨.机械电子工程综述[J].机电工程，2014，05（31）：554-557.

机器人的机械设计范文篇10

关键词：机械自动化发展；机械自动化的进步；发展趋势

现如今的机械设计制造及其自动化主要还是围绕着机械自动化来展开发展的。机械自动化技术就是在机械制造生产过程中有效运用自动化技术，利用电子集成技术、计算机技术实现人机一体化的计算机集成制造系统，实现对加工对象的连续性生产，以完成有效的自动生产过程，从而快速完成大批量离散工件的生产过程及物资转换速度。而机械自动化的未来其实就是机械设计制造及其自动化的未来，由机械行业发展的现状和对整个社会进步的需求中我们可以看出未来的机械自动化应该是向安全稳定化、网络信息智能化、机电一体化、微型模块化和绿色人文化的发展方向进行的。

安全是人类本能的欲望，在机械制行业无论你走进哪个厂子或是走进哪个车间，赫赫的“安全重于泰山”或者是“安全第一”的字眼总是那么醒目。机械或者是机器的产生就是为解放人而产生，如果生产或者是设计出危害人、对人有损害的机械机器，那么不就有悖我们生产机器、机械的初衷吗！中国的制造技术在平稳快速的发展，这对于机械设计就会有更高的要求，那就是我们设计的机械机器就应该也要平稳快速的发展，这就要求在设计的时候考虑得更加全面、具体。因此，安全稳定化的机械机器设备是未来机械设计制造及其自动化行业的重要发展趋势。

人类已经经历了三次工业革命，工业1.0是人类进入了蒸汽时代；工业2.0是人类进入了电气化时代；工业3.0是人类进入了信息化时代。而信息化时代的到来把机械设计制造及其自动化推向了一个更高、更新的平台。时代在呼换我们必须跟上它的步伐。我们也应该紧随时代的脚步，利用好这次工业革命带给我们的“产品”，把机械行业带上更高的平台。如今网络信息化的普及使人们充分地享受了高技术、快信息传递带来的便利。网络信息智能化是由现代通信与信息技术、网络、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对某一方面等应用的智能集合，智能化的东西就是网络信息的衍生品，这种网络信息智能化使我们足不出户便可知道世间发生的种种事情，使我们的生活变得简单化，多彩化。我们可以通过网络远程控制家里的智能设备，而这种远程控制的终端设备本身就是机械设计制造及其自动化的产品。智能化设备是21世纪机械设计制造及自动化专业一个重要的发展方向，它是模拟人类的思维对所处环境进行判断推理的一种技术。这也是把人类发明机械机器的用意发挥淋漓尽致的表现。因此，未来的机械设计制造及其自动化还会朝着网络信息智能化发展。

机电一体化是以机械学和电子学为基础的机械设计制造及自动化的拓展和延伸。时代的进步告诉我们传统老套的机械机器注定会被淘汰，而机电一体化才是工业发展的大趋势。生活中我们离不开机电一体化产品，我们的吃穿住行都和这一产品有着息息相关的联系。目前机电一体化技术的主要应用领域：（1）数控机床的研究与设计，主要表现在结构、功能、操作和控制精度上。（2）计算机集成制造系统（CIMS），CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好地优化，各种生产要素的潜力可以得到更大地发挥。

模块微型化对整个机械设计制造及自动化行业是一个巨大的冲击。随着人们生活水平不断的提高，也使得人们对机器的要求越来越高。但是要想使我们生产的机器能达到良好的运营和有一个稳定的输出，我们就必须对机器进行模块化设计和模块化管理。因为这样不仅可以节约成本，而且还可使得资源的利用率达到最大化，这也是可持续发展的战略要求。模块化管理保证了机械的管理、维修、维护和它的可操纵性变得更强。微型化是机械自动化向微观领域的发展，目前开发并进入实用阶段的微型化产品可用来测量各种物理量、化学量和生物量。如位移、速度、加速度、压力、应变力、应力、浓度等。微型化机械在整个机械设计制造行业都是一个挑战，它会运用到更高的技术领域，如航空航天、导弹、原子弹、核武器等更高端的领域。在生物医学、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。它具有体积小，重量轻，适应性强，操作更方便的特点。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。然而想要达到更高端的领域都需要对机械机器进行模块微型化的处理。所以说模块微型化是未来机械设计制造及自动化的必然发展趋势。

随着经济的增长，生活物质水品的提高，绿色环保理念的深入人心，使我们对机械机器的要求也提出了环保可持续的理念，这就要求我们在机械设计的时候要充分考虑到这一机器对环境的影响因素。应该遵循低碳、环保、无污染、节约能源的可持续发展战略部署，还应该保证资源利用合理和生产利益的最大化。我们的环境已经受到了严重的污染，气候问题也成了整个国际世界的问题，所以我们未来设计的机械产品必是环保、可持续的。机械是一种人为的实物构建的组合，机械的各部分之间有着确定的相对运动。而能成为机器的必要条件之一就是它能够代替人类的劳动已完成有用的机械功或者是转换机械能，由此可见，机器的产生都是为了人而产生的。人机关系有着不可的替代的关系，人造出了可以替代和解放自己劳动力的工具，人类才能创造更多的对于这个世界有价值和有贡献的意义的东西，人类才能向新的文明迈进。所以绿色人文化是推进人类文明的风帆也是时展的必然趋势，未来的机械设计制造设计行业也会朝绿色人文方向发展的。

无论未来的机械设计或者机械制造亦或是机械自动化行业，其实都是机械自动化行业的发展，由于机械自动化产品实现了工作的自动化，所以未来的机械机器定会是高效率、高品质、高节能、高安全可靠性的无污染产品。未来的机械制造设计及其自动化的发展方向应该朝着安全稳定化、网络信息智能化、机电一体化、微型模块化和绿色人文化的发展方向进行。机械自动化的发展将在未来有很高的功能水平和附加值。目前我国面临的问题是许多高技术的机械产品不能够国有化还是依靠进口，这就要求我们未来的机械设计人要有自主创造的意识和不断创新理念，学习别人的精髓技术，取其精华去其糟粕，做机械设计制造及其自动化行业的创造者，让我们祖国走在世界机械行业的前列。

参考文献

[1]李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社，2003.

[2]李文斌，李长河，孙未.先进制造技术[M].华中科技大学出版社，2015.

[3]杜丽.机电一体化技术的发展趋势[J].机电工程，1997.

[4]李纲.计算机集成制造系统CIMS[J].宁夏大学学报，1995.

机器人的机械设计范文篇11

关键词：STM32；搬运机器人；机械系统；抓取程序；控制模型；寻迹检测技术

目前，面对人工成本增加、招工难的现象，很多制造企业希望用设备代替人工，从而实现机械化生产的目标。但是动辄数万元一套的机械手或者价格昂贵的非标设备，使得企业转型遇到很大障碍。搬运机器人应用范围最为广泛，在各个领域中已经投入使用，分别在物流行业、制造行业、加工行业、建筑行业以及餐饮行业中使用，帮助人类搬运物料和进行危险环境作业。在高温、高压、多粉尘等恶劣环境中，搬运机器人可代替人工作业，节省大量人力资源，大幅提高工作效率。搬运机器人机械系统在基于可编程控制操作原理下，设置独立可控的智能芯片进行工作，它融合了多种学科作为技术支撑。由于传统搬运机器人机械系统多采用固定式平台，阻碍了机械手臂向多功能方向的发展，搬运范围和工作空间受到很大限制。STM32主控芯片将主流的Cortex作为内核，性能极高，功耗低以及实惠的价格和丰富的外设，芯片型号种类多，覆盖面广。以STM32作为搬运机器人机械系统设计的创新点，有利于提高机械系统控制的稳定性，有效规划搬运最优路径，研究基于STM32设计的搬运机器人机械系统尤为重要。

1基于STM32的搬运机器人机械系统硬件设计

基于STM32设计的搬运机器人机械系统，选取性能较好的硬件配置作为系统运行的外部环境支撑，根据搬运机器人机械系统功能和技术指标，设置硬件总体结构。系统硬件设备包括USB转换串口模块、超声波测距模块、Wi－Fi通信模块、TFT显示器、舵机控制爪、颜色识别器和电压比较器，系统硬件结构图，如图1所示。根据图1可知，系统硬件之间存在一定的联系，每个硬件之间相互配合，构成了稳定的硬件总体结构。搬运机器人机械系统运行功能较大，采用了3个独立的电压比较器，调整系统运行时的电压，颜色识别器和舵机控制爪是机械臂抓取目标物的基础硬件设备，USB转换串口模块是实现TTL串口调试的重要场所，Wi－Fi通信模块控制主机信息传输，是信息和数据传递路径［1］。基于STM32设计的机械系统，主要对超声波模块进行优化设计，超声波测距模块，能够测出机器人与目标物体的距离以及目标物体所处的方向和位置，超声波频率一般为2100Hz以上，超出了人耳感知范围。超声波检测到目标物后，信号返回，根据信号信息数据规避路障，超声波测距器额定电压值为50V，超声波频率为360kHz，精准度较高。

2基于STM32的搬运机器人机械系统软件设计

2．1设置机械臂抓取程序

基于STM32的搬运机器人机械系统软件设计，需要设计定时器配置程序，电转程序和机械臂抓取程序，其中机械臂抓取程序是最终实现搬运的核心程序，是实现搬运目标的基础。舵机转动带动机械臂运转，采用单片机引脚作为控制支撑，一般搬运机器人中会设置三个舵机和三个引脚，提供搬运动力［2］。系统持续发送电信号，舵机根据电信号的指示不停运作，机械臂在舵机的带动下也不停运转，一旦电信号中断，舵机和机械臂停止转动。设置机械臂抓取程序由两个部分组成，包括舵机程序设置和引脚程序设置，固定三个舵机的转动角度和转速，调节最大的机械臂转动时间，将机械臂先转动到一个极限位置，再进行复位，反复进行转动，设置出最佳转动角度［3］。设置好三个舵机调整角度的程序，将3个舵机进行重新排序，按照顺序依次分开运行，将三个舵机分别设置为1号舵机、2号舵机和3号舵机，从3号舵机开始运行，调整水平角度，2号舵机运行调整竖直角度，1号舵机程序运行控制夹子打开或者收缩，最终实现机械臂抓取。

2．2基于STM32构建机械控制模型

基于STM32构建机械控制模型，主要控制搬运机器人的路线、抓取力度和抓取角度。搬运机器人运作时，负载电荷和电压会出现不稳定情况，为了控制搬运机器人在工作运行中的稳定性，构建控制模型，实现系统对搬运机器人的整体控制［4］。搬运机器人的电机是带动机器人运转的主要动力，电机制造工艺会严重影响搬运机器人的稳定性，每一个搬运机器人中电机的类型可能不同，不同的电机类型会给搬运机器人带来不同的转速和转角，对搬运机器人进行控制尤为重要。利用STM32来控制电机，为搬运机器人能够正常匀速运行提供保障，将搬运机器人的运动状态采用周期法进行划分，划分每一个运行时间段，观察每个时间段内搬运机器人的运行状态，编码每一个阶段的运行状态，运行状态参数作为一个信息反馈值，从而实现控制模型的调节作用。在控制过程中，观察机器人运行状态与标准状态是否有偏差，计算出偏差值，根据偏差值的大小计算出控制作用，控制方程如公式（1）所示。（1）在上述公式中，Q表示控制模型的输出量，W表示控制模型的比例增益值，E表示运行偏差输入值，t表示样本采集时间，R、Y表示控制模型的积分和微分时间常数值。

2．3寻迹检测技术规划搬运路径

通过构建的控制模型能够有效控制搬运机器人运行状态，使运行状态达到标准状态，采用寻迹检测技术规划搬运路径，实现搬运机器人路径识别。系统会根据路径真实和实时信息传输给搬运机器人控制主机，控制主机将接收到的信息进行转化，做出相应动作，动作响应的正确率，最终影响搬运机器人的性能［5－6］。寻迹检测技术采用光的反射原理实现的，当激光照射到路面和障碍物时，会产生不同的反射效果，根据光的反射效果规划搬运机器人搬运路径，寻迹检测技术采集的路径信息可能存在一定的偏差和偏移情况，调节收集回来的电光寻迹信息，判断规定路线的偏移情况。通过调整电机运转模式，电机加速运转调整搬运机器人运动状态，控制好路线偏差和偏移量，根据偏移量的大小调节电机运动转速。寻迹检测技术有效控制了搬运机器人的搬运路线，将路线规划在最优范围之内，有效规避运动线路障碍物，从而提高搬运机器人的搬运效率。

3实验与分析

3．1实验准备

为了检测基于STM32设计的搬运机器人机械系统是否能够稳定运行，展开测试实验。确保实验结果的准确性，搭建稳定的实验平台，设置布线和控制柜，当机器人运行时，电脑控制板指示灯显示红色状态。选取8个搬运物，设置每一个搬运物的搬运位置和搬运距离，观察搬运机器人在抓取搬运物时，抓取位置偏差值。8个搬运物的基本情况如表1所示。根据表1可知，8个目标搬运物的具体重量、距离以及路线障碍物，三种因素都会对搬运机器人的搬运结果造成一定的误差值，影响搬运机器人抓取目标物的精准度，抓取位置会出现一定误差。

3．2实验结果

采用本文系统和传统系统对8个搬运物实施抓取，利用三坐标测量仪G90CS测量搬运机器人位置抓取的精准度，位置数据误差评估分布图，如图2所示。由图2可知，8个实验样本，利用本文系统和传统系统进行抓取，得出抓取位置误差结果曲线。本文系统的位置误差结果曲线均在传统系统误差曲线下方，说明，本系统的抓取性能较好。本系统样本最大误差值为0．04m，传统系统样本最大误差值为0．1m，经计算本系统样本平均误差为0．245m，传统样本平均误差物0．563m，与传统系统相比，抓取样本位置误差值较小，抓取效果较好，基于STM32设计的搬运机器人机械系统性能较好。

4结语

机器人的机械设计范文1篇12

Abstract：Intoday'ssociety，scienceandtechnologyhasrapiddevelopment，andalsothegraphicmonitoringhasgreatimprovementinthefieldofindustrialautomation.Thisdesignfromtheteachingpointofview，introducestheoverallstructureofgraphicmonitoringrobotteachingplatform，usinggraphicmonitoringtocompletethesimulatedoperationcannotonlymonitorthemanipulator，butalsocansimulatecontrol.Throughpowerfulanimationfunctionofconfigurationsoftwarecandisplaytheactionprocessofmanipulatorinrealtime，throughthesimulationmanipulatordrawing，doingvariables，programmingtorealizethesimulationofthemanipulatoroperation，theapplicationofanimationtosimulatetheeffectofthemanipulatoroperationreducesthedifficultyoflearning，butalsocanabsorbtheexperienceinalargeextentandmasterknowledge.

关键词：机械手；PLC；图形监控；组态技术

Keywords：manipulator；PLC；graphicmonitoring；configurationtechnology

中图分类号：TP241文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）36-0227-03

0引言

随着我国社会主义市场经济的发展，现代工业日新月异，计算机应用的日益普及，在专业教学中，利用计算机进行仿真教学已经引起人们充分关注。从组态软件的内涵上说，组态软件是指在软件领域内，操作人员根据应用对象及控制任务的要求，配置（包括对象的定义、制作和编辑，对象状态特征属性参数的设定等）用户应用程序的过程，也就是把组态软件视为“应用程序生成器”。从应用角度讲，组态软件是完成系统硬件与软件沟通、建立现场与监控层沟通的人机界面的软件平台，它的应用领域不仅仅局限于工业自动化领域，还可应用于仿真教学和技能鉴定考核等领域。

图形监控机械手教学平台是一种适合大中专学生的具有开放式特征的教学平台。是多种高科技的融合，可以完成电工、电子、PLC、机械设计、传感器、机电控制、触摸屏技术、组态技术等许多课程的几百个实训实验。图形监控机械手教学平台的作用主要以展示机械结构、运动特征和功能关系为主。相对于工业机器人具有它的特殊性：首先，一台图形监控机械手教学平台相当于一个试验平台，要能显示多种运动性能。因此，利用组态软件可实现远程控制、可视画面同步和实时监测从而构成一个集动作控制、过程监测与控制的网络化、智能化、综合化、组态化的自动控制，在我国现代化工业发展进程中将起到巨大的推动作用。本文采用三自由度圆柱坐标型机械手结构，图形监控示教器采用组态软件和触摸屏，控制系统采用可编程序控制器，设计了图形监控机械手教学平台，具有造价低、调控容易、重复性好的特点。

1图形监控机械手教学平台描述

如图1所示，图形监控机械手教学平台主要由图形监控示教器、机械手（手部和运动机构）和控制系统四大部分构成。

1.1图形监控机械手教学平台功能及模块

①图形监控示教器：是人机交互（即运动轨迹的录入、编辑、储存，支持的图案元素，输入方法为引导示教式），主要由PC、组态软件和触摸屏来实现。

②机械手：主要由手部和运动机构组成。

1）手部是用来抓取工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种形式，如夹持型、托持型和吸附型等，主要由气缸、气控机械抓手来实现。

2）运动机构是使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式；主要由电机、步进电机及驱动模块来实现。

③控制系统：完成插补计算，脉冲输出及与电机驱动器信号的连接，位置测量，逻辑处理（限位信号，操作信号等），具有在线控制和离线控制功能（在线控制通过上位机控制软件实现控制，离线控制采用面板控制），主要由步进电机、驱动模块、传感器、开关电源、电磁阀、旋转码盘、单片机及PLC控制电路来实现。

1.2图形监控机械手教学平台控制方式图形监控机械手的控制方式为手动和自动两种。工作过程为：

①进行手动控制时，手臂的升降、伸缩和腰部的回转、夹钳等张合的各流程需要进行点动控制。

②自动控制时，机械手首先回到初始位置，接着水平手臂伸出，碰到限位开关后停止，然后垂直手臂下降，碰到下限位开关停止运动，手爪电，夹紧工件，然后垂直手臂上升，碰到上限位开关停止，腰部顺时针旋转，直到碰到限位开关停止，手臂下降到下限位开关后，手爪电机反转，松开工件，最后垂直手臂再上升，水平手臂缩回，腰部逆时针旋转，回到初始状态。整个过程实现了将工件从A位置搬运到B位置。

2图形监控机械手教学平台系统设计

2.1图形监控机械手教学平台控制要求

①图形监控机械手教学平台具有启动、停止、水平移动（左移、右移）、垂直移动（上升、下降）、夹紧、放松等动作功能。

②可以通过启动、停止按钮控制机械手的启动、停止。

③机械手在原点位置，按下启动按钮后，机械手下降至工件处夹紧工件携工件上升至上限位右移至右限位（下一个工位上方）下降至指定位置放下工件后上升至上限位左移至左限位，回到原始位置。此过程反复循环执行。

④机械手运动过程中，如果按下停止按钮，机械手并不马上停止，而是继续工作，直到完成本周期操作，回到原始位置，之后停止，不再循环。如果按下急停按钮，机械手停在当前位置，解除急停后，按下复位按钮，机械手复位，停在初始位置等待重新开始操作。

⑤机械手的水平移动、垂直移动、夹紧、放松通过PLC控制的电磁阀实现。

2.2图形监控机械手教学平台硬件设计图形监控机械手教学平台的控制系统一般包括两个进步电机、一个直流电机、一个电磁阀，该系统可以让单台PLC进行多个对象控制，只有适当的选用高性能的PLC，才能实现该系统完全的控制功能。为了师生直观方便的使用，给予上位机/触摸屏（图形监控示教器）进行监控，如图2所示的控制结构。用于发讯息的开关如按钮、光电开关和行程开关作为PLC的输入信号，PLC的输出控制步进电机驱动器、继电器和电磁阀，用于完成手臂的升降/伸缩（左右）步进电机、手爪旋转直流电机和手爪夹紧/放松等控制。

①图形监控机械手教学平台控制系统的核心是三菱FX1N-24MT型PLC。该PLC有14点输入，10点输出，输出接口为晶体管型。步进电机、直流电机与PLC一般是不直接相连的，PLC与步进电机驱动器、接触器或者继电器的线圈相连。为了实现直流电机的正反转及安全互锁等问题，PLC输出端子接中间继电器，该继电器为直流继电器，具有4对常开常闭触点，额定电压为12V，能够满足直流电机互锁要求。

②图形监控机械手教学平台的控制系统中有两个步进电机、一个直流电机和一个电磁阀分别控制垂直手臂升降、水平手臂伸缩（左右）、腰部旋转和手爪夹紧/放松。垂直手臂步进电机由升/降步进电机驱动器控制上升和下降；水平手臂步进电机由左/右步进电机驱动器控制手臂伸出和缩回；腰部旋转直流电机由继电器分别控制顺时针转和逆时针转；手爪夹紧/放松由电磁阀分别控制夹紧和松开。同时为腰部旋转和手爪夹紧/放松输出端设置了互锁，这就实现了腰部旋转左转和右转、手爪夹紧和放松之间的互锁，防止输出相反的两个继电器和电磁阀同时为“ON”。

③图形监控机械手教学平台的控制系统还设置6个限位开关，分别安装在机械手的垂直手臂的最高位和最低位、水平手臂的最长位和最短位、腰部两侧，用于检测机械手的位置，机械手手爪的夹紧/放松由PLC内部的时间继电器控制。

④为了便于生产加工和维修、调整，设置了工作方式选择开关。当开关置于“自动”位时，机械手将工件从一个位置搬运到指定位置卸下，并返回原位等待下一个工件到来，全部自动进行；置于“手动”位时，通过按钮机械手垂直手臂的升降、水平手臂的伸缩、腰部的旋转、手爪的放松、夹紧等各动作流程进行点动控制。同时，为了保证在紧急情况下（包括PLC发生故障时）能可靠地切断PLC的负载电源，设置了交流接触器，在PLC开始运行时按下“负载电源”按钮，使交流接触器线圈得电并自锁，交流接触器的主触点接通，出现紧急情况时用“紧急停车”按钮断开负载电源。

2.3图形监控机械手教学平台软件设计图形监控机械手教学平台运行方式有两种，首先在控制面板上或图形监控示教器选择运行方式，如果选择了“手动”方式，程序按照手动程序运行，如果选择“自动”方式，程序首先检查机械手是否位于原点位置，也就是满足初始状态，满足的话则进入自动运行程序，不满足的话先完成回原点程序再进行自动程序的运行。控制系统的流程图如图3所示。

2.4图形监控机械手教学平台监控系统设计（图形监控示教器）

2.4.1实现机图形监控械手教学平台运行的动态演示

组态软件集成了图形技术，人机界面技术，数据库技术，控制技术，网络与通信技术，使控制系统开发人员不必依靠某种具体的计算机语言，只需通过可视化的组态方式，就可完成监控软件设计，降低了监控画面开发难度。组态软件拥有丰富的工具箱、图库和操作向导，使开发人员避免了软件设计中许多重复性的开发工作，可提高开发效率，缩短开发周期，已成为监控系统主要的软件开发工具之一。

组态软件提供了多种控制器件库、图形控制和功能组件，可组态各种显示与控制功能，创建画面和信息并将其与PLC程序链接，以图形形式显示系统操作状态、当前过程值及故障信息，提供友好的人机界面来操作被监控的设备或系统，对PLC系统中的实时数据进行显示、记录、存储、处理，满足各种监控要求。

利用组态软件创建一个工程项目，在工程项目中创建一个“初级演示”画面，在“初级演示”画面上可以设计如图4所示的图形监控械手教学平台监控示意图，再设置垂直手臂升降、水平手臂伸缩（左右）、手爪夹紧/放松、工件、运行标志a、次数a等内存变量，设置矩形A、B、C等图形部件相关的动画组态，并设计初级演示画面的命令语言程序，反复调试，完成该工程项目的组态。

2.4.2图形监控示教器控制PLC实现机械手动作利用组态软件在工程浏览器中创建一个“简易控制”画面，在“简易控制”画面可以设计如图5所示的图形监控机械手教学平台控制图。

将三菱FX系列PLC与计算机或触摸屏的COM口连接，在工程浏览器中配置设备三菱PLC，再设置放松、夹紧、下移、上移、右移、左移等变量，这些变量分别与三菱PLC的输出端相关联，设置运行标志b、次数b等内存变量。设置图形部件、指示灯等图素相关的动画组态，并设计控制画面的命令语言程序，反复调试，完成“控制”画面的组态。

运行该工程项目，打开“简易控制”画面，可实现图形监控械手教学平台控制运行的仿真动态演示。运行过程中，伴随机械手的动作，相关的指示灯点亮或熄灭。

2.4.3实现图形监控示教器与PLC联动的仿真教学利用组态软件在工程浏览器中创建一个“仿真控制”画面，在“仿真控制”画面可以设计如图6所示的图形监控机械手教学平台仿真控制图。

设置运行标志c、次数c等内存变量。打开图库，选择开关图形，在六个指示灯旁放置六个开关。根据简易机械手的控制要求，在PLC内编制图形监控械手教学平台控制程序。设置图形部件、指示灯、开关等图素相关的动画组态，并设计仿真控制画面的命令语言程序，反复调试，完成“仿真控制”画面的组态。

运行PLC程序，运行图形监控械手教学平台控制组态工程，用组态软件实时显示图形监控械手教学平台的动作过程，用PLC控制图形监控械手教学平台步进电机、直流电机和电磁阀，实现组态软件与PLC联动的仿真教学。

2.5图形监控机械手教学平台运行调试为了保存所有的组态设置，就需要关不所有组态监控程序。这时候将PLC程序下传到PLC装置中让其运行，为了进入组态工程运行界面，就需要切换到离线状态，然后在启动组态软件。在运行过程中，我们可以通过按钮的操作检测出所编的程序是否正确。经过运行测试后，该教机械手教学平台控制系统的动作才能进行有效监控，PLC程序才能达到控制要求。

3结论

图形监控对机械手控制系统进行监控的时候，要以最少的人员配置来加强对机械手的管理，这样能够提供较为清晰、准确的机械手运行状态，以此来为维修和故障诊断提供多方面的可能性，充分提高系统的工作效率。本文通过介绍图形监控机械手对教学有很好的辅助作用，机械手控技术既是一项复杂的随机系统又是一项综合型的技术。

参考文献：

[1]北京昆仑通态自动化软件科技有限公司.MCGS用户指令.

[2]朱慧玲.教学机器人的开发与设计[J].机电产品开发与创新，2007，20（2）：17.