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1.2 国、内外研究现状
2.1 主要设计内容和技术要求
本文的研究课题把传动机械和电气控制的机械手为研究对象,分别完成“手臂水平伸出、腰部下降、手抓抓取物体、腰部上升、手臂水平缩回、腰部左转、手臂水平伸出、腰部下降、手抓放松物体、腰部上升、手臂水平收缩、腰部右旋、回到原位”的控制过程,通过转换的传感器来检测。机电传动机械手的操作模式分为手动操作模式和自动操作模式。手动操作是指每个电机的运动通过手动按钮来控制每个操作的操作,比如举重运动设置两个按钮,一个向上运动,另一个则向下。自动操作根据定义的PLC程序的控制下的完成规定的各项控制指令。自动操作可以分为两种类型的单周期操作和连续操作。单周期操作指的是机械和电气驱动机械手从原点开始,按下开始按钮后，机械手自动完成一个工作周期的行动后停止。连续操作是指从机械手的启动开始,按下开始按钮,机器人的动作会自动完成一个周期的动作,之后不断进行周期性循环执行。在工作中,如果按下停止按钮,机器人将继续完成一个周期的行动,然后回到原点自动停止。实现整个控制过程的功能是基于PLC为核心的技术,然后自动化设备的“电动-传感器- PLC”控制顺序就形成了。
在课题研究基本任务的基础上,根据控制要求和的合适参数选择机电传动控制元件。PLC已经成为现代控制技术的选择之一,电气原理图中的每个线圈都有其相应的控制设计。本次设计过程要求对机电传动机械手的机械传动机构,驱动机构，实施机构明白并了解机电传动技术和PLC控制技术且了解其类型的选择和编程技术。
本课题将要完成的主要任务如下:
(1)选取机械手的座标型式。
(2)设计机械手的机械机构，如:支座、腰部、手臂等部件的设计。
(3)设计机械手的传动系统，包括电动机、驱动器的选取。
(4)机械手控制系统的设计：采用可编程控制器控制机械手的设计，将其设计为可编程控制器，并且选择PLC型号，根据机械手的工作过程编写出PLC程序。
技术要求：
(1)机械手最大抓重：40kg
(2)坐标型式：圆柱坐标
(3)手指开合角度：60°（最大速度：30°/s）
(4)支座旋转角度：180°（最大速度：90°/s）
(5)手臂运动参数：伸缩行程：500mm；伸缩速度：100mm/s；升降行程：200mm；升降速度：50mm/s
2.2 机械手的座标型式与自由度
按机械手手臂的组合方式以及其运动形式的不同，机械手的座标型式可类分为四种，分别是关节式、球座标式、直角座标式和圆柱座标式。根据设计书要求由于本文中所设计的机械手在工作时具有升降、伸缩以及回转运动，相应的机械手具有三个自由度。因此，采用圆柱座标型式。
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