工业机械手的发展趋势及应用

作者：郑淮棱 潘琦

摘 要: 随着中国科技的飞速发展和高新技术产品的出现，推动企业发展的生产模式发生了新的变革。传统的通过人工的体力劳动，已经难以满足现代企业的生产需要，目前大部分企业追求的是低劳动力的投入，从而获得高效的生产能力。基于目前国内外市场发展的趋势，工业机械手应运而生，机械手的出现对现代企业具有划时代的意义。从一定程度上减轻了人工劳动力，提高了企业生产效率，且机械手在恶劣的环境下工作，能够避免意外事故的发生。本文着重介绍机械的发展趋势及其应用，并提出了自己的独特见解。

一、基于工业机械手发展趋势的分析

( 一) 机械手与机电液一体化的结合

      机械手的机电液一体化技术是企业生产自动化的典型代表。以简单的送料机械手为例，在重型机械中机械手的驱动方式可以选择液压式驱动，因其体积小，重量轻，抗冲击性能好。此外手臂的上下运动是通过电动机带动丝杠的转动，丝杠将旋转运动转变为机械手臂的上下运动，而机械手臂的转动也是通过电动机带动的。因机械手的自由度可任意选择，一般的生产都选用四自由度的机械手，包括手臂在立柱上的上下移动和绕立柱的转动，手腕的转动和手抓的运动。因此采用机械手与机电液一体化的结合，能很好地操控机械手进行灵活的运动，成为未来的重要发展趋势。

( 二) 可视机械手的发展

       劳动工人进行生产活动时需要眼睛进行观察，同样机械手在进行工作时也需要一双眼睛，去帮助它辨别所要加工的零件。但在目前的工业生产中，机械手的视觉应用还未达到理想的水平，大部分机械手还需要人工的辅助，才能完成整个的劳动生产。但当视觉系统发展到一定水平时，机械手完全不需要人工的辅助，就可独立完成一整套的生产。此时机械手可依靠敏锐的视觉去辨别一个工件的好坏，以及实时分析工作状况，并向控制系统进行反馈，然后控制系统可根据其反馈的情况为其制定新的方案。显然可视机械手在未来具有很大的发展前景。

( 三) 重复高精度机械手的发展

       在机械手的开发应用过程中，重复高精度是一个重要的发展趋势。机械手在生产过程中需要一直重复进行某项工作，而在机械手的重复工作中，其运动精度很难做到不产生任何的误差。而在实际的工业生产过程中，机械手在重复运动过程中必须保证每一次的运动都要精确，从而保证生产的要求。随着工业机械手的应用越来越广泛，在军事和医疗领域，对机械手重复高精度的要求也越来越严格，这必然成为未来机械手的重要发展趋势。

二、基于工业机械手应用领域的分析

( 一) 工业制造领域

      目前机械手主要应用于工业制造领域，尤其在大型重工业和劳动力较大的生产车间中，以及在恶劣的条件下，比如深水高温寒冷太空腐蚀等场合中应用较为广泛机械手用来代替人手完成高精度，高质量和大批量的生产劳动，比如汽车制造，航空航天，建筑机械等领域。在化工行业中，比如电焊，气焊，氩弧焊冲蚀和点蚀等等。此外还在物流领域中，比如货物的搬运，包装等工作。

 二) 军事科技领域

       随着科技创新的不断发展和我国国防建设的需要，机械手逐渐走向了军事应用领域，为我国国防实力的提升做出了重大贡献。主要让机械手进行一些敌情的判断和控制任务，尤其是应用到某些危险的场合，比如利用无人机进行敌情的侦查，特别是在利用机器人进行拆除炸弹，在发生灾难后利用机器人进行救助伤员，和利用机器人扫雷等等。机器人还可以代替士兵去完成一些不太复杂的工程和后勤任务，从而减轻士兵的工作量，让他们有时间去完成更艰巨的任务。

( 三) 医疗卫生领域

       机械手不但可以运用到重型的工业中，还可运用到某些细微的领域，比如应用到医疗卫生中。在医疗上机械手可以代替医生进行一些难度较高的手术，因为在某些重要的医疗手术中，医生往往会面临巨大的压力，操作稍有不慎就会危及病人的生命安全。而采用机械手来辅助医生，就会使这种情况得到改善。机械手可以代替医生做一些如，眼部手术，心脑血管手术等，此外我国的医疗团队还发明了一种能够进入人体胃部的小型机械手，此机械手采用胶囊的外形，患者只需要将其吞下，然后医生利用磁场对机械手进行远程的操控，机械手在病人的胃部进行螺旋式的扫描，就可以观察出病人的症状。此外，机械手还可以帮助医生进行一些日常的工作，比如运送药品，自动监测病房中的噪声和空气质量等。

三、总结

      未来企业的发展必然是追求工业自动化，劳动工人使用计算机操控机械手进行一系列的劳动生产，能在很大程度上节约人工劳动力，并能大大的提高企业生产的效率。因此在未来工业机械手具有很大的发展前景，此外将机械手与机电液一体化相结合，从而制造出一套完整的生产体系，是很多企业的发展目标，也是未来工业发展的趋势。相信经过我们的努力，未来工业机械手的发展一定会大放异彩。

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