通過(guò)模仿人手功能的技術(shù)裝置稱(chēng)為機械手。機械手模仿著(zhù)人手的關(guān)節動(dòng)作，按預定設計程序、行動(dòng)和期望達到自動(dòng)抓放、挪動(dòng)操作的自動(dòng)機械裝置。用于工業(yè)生產(chǎn)中的機械手稱(chēng)為工業(yè)機械手。機器人技術(shù)是集運動(dòng)學(xué)，動(dòng)力學(xué)理論、機械設計與制造技術(shù)、計算機硬件與軟件技術(shù)、控制理論、電液伺服隨動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、人工智能理論等科學(xué)及技術(shù)領(lǐng)域的綜合應用。
      機械手是工業(yè)流水生產(chǎn)線(xiàn)中應用廣泛的設備，可進(jìn)行拾取、分流、包裝等工作，在軍用，民用等工業(yè)領(lǐng)域起著(zhù)重要的作用。作為現代化工廠(chǎng)常用的工作機構，機械手極大地決定了流水線(xiàn)能否正常工作、高效運轉的關(guān)鍵部件，機械手設計，優(yōu)化的水平會(huì )直接影響工農業(yè)生產(chǎn)。夾取機械手是其中應用較為廣泛的一類(lèi)，在產(chǎn)品的設計階段對機械手進(jìn)行運動(dòng)仿真，運動(dòng)合理與否、工作機構各構件之間是否發(fā)生干涉可以直觀(guān)地檢測出來(lái)并及時(shí)修正。因此，機械手的優(yōu)化設計及運動(dòng)仿真具有重要的意義�；�于對機械手優(yōu)化設計及運動(dòng)仿真的有限元分析研究，通過(guò)對機械手優(yōu)化設計所需要的合理性進(jìn)行了簡(jiǎn)單設計并修正。
      CATIA是由法國達索公司研發(fā)的一款功能強大并廣泛應用于三維實(shí)體建模、裝配、有限元分析軟件。與同類(lèi)軟件相比，CATIA的操作界面更加簡(jiǎn)潔明了，容易上手。并且具有強大的三維復雜曲面造型功能，能進(jìn)行混合建模技術(shù)，使以往繁瑣的建模過(guò)程更加靈活和高效。
      三維建模是虛擬分析的基礎，模型的精細程度及尺寸關(guān)系直接影響后續工作。對機械手進(jìn)行三維建模，其包括支撐臂俯仰臂、旋轉臂兩個(gè)夾手。如圖1所示，底座起固定作用，支撐臂，轉軸可360度旋轉，俯仰臂及夾手旋轉度數待分析。利用約束關(guān)系對其進(jìn)行三維裝配，將底座固定添加運動(dòng)副關(guān)系，利用鉸接運動(dòng)副將其余零件組裝起來(lái)，對可運動(dòng)點(diǎn)添加角度驅動(dòng)。如圖1所示。
      CATIA的運動(dòng)分析模塊中蘊涵了空間解析幾何的數學(xué)原理，通過(guò)建立幾何模型、定義運動(dòng)學(xué)模型，采用運動(dòng)仿真、運動(dòng)軌跡、參數曲線(xiàn)等一些直觀(guān)輸出形式，就可以初步分析機構的運動(dòng)特性，得出量化的結果。運動(dòng)命令對機構進(jìn)行初始仿真觀(guān)察，理解各個(gè)單元運動(dòng)目的。然后對其運動(dòng)添加約束：利用規則與公式關(guān)系，使得兩個(gè)夾手的角度相等：機械手\命令\命令\角度=機械手\命令\命令\角度在知識專(zhuān)家模塊中，利用ROLL工具，進(jìn)行簡(jiǎn)單編程：進(jìn)入運動(dòng)仿真工作臺，用規則進(jìn)行仿真，改變仿真步驟、時(shí)間參數，可以看到整體仿真效果。圖示中設置步驟數為80，運行步驟如果過(guò)快，將無(wú)法看到具體效果。程序中各時(shí)間是實(shí)際測試修改最后的結果。如圖所示。
      對于復雜運動(dòng)機構，可以通過(guò)機械裝置的分析，明確各實(shí)體的命令及運動(dòng)副關(guān)系，被選中對象在三維圖中高亮顯示。如圖所示，該機械手含有5個(gè)驅動(dòng)命令，5個(gè)運動(dòng)副。
      法則曲清晰地查詢(xún)到各對象隨時(shí)間的運動(dòng)變化。如圖所示。
      為了觀(guān)察關(guān)鍵點(diǎn)的運動(dòng)特性，激活傳感器與檢測運動(dòng)參數，圖中檢測3點(diǎn)的加速度，如圖設置。得到如圖的加速度曲線(xiàn)圖。

                                                                                專(zhuān)業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│CAE分析│結構優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
                                                                                                                                                      杭州那泰科技有限公司
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