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編號：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯
（譯文）
院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
學(xué)生姓名： 李柱華
學(xué) 號： 0400110114
指導(dǎo)教師單位： 桂林電子科技大學(xué)圖書館
姓 名： 唐良寶
職 稱： 教授
2008年6月5日
桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 1 頁 共 1頁
目 錄
1 序幕 1
2 機(jī)構(gòu) 1
3 信息 2
4 數(shù)據(jù)和過程 4
5 穩(wěn)定 5
6 可預(yù)測性 5
7 客觀知識 5
8 人的信仰 6
9 人類知識 6
10 概念和圖解 7
11 智力 8
12 知識系統(tǒng) 9
13 層次的知識交涉 12
14 復(fù)雜 12
15 復(fù)雜性 13
16 復(fù)雜措施簡化 13
17 邏輯深度 14
桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 14 頁 共 14頁
信息、知識和機(jī)器的未來
1 序幕
詹姆斯瓦特的助手于1788年12月13日在約翰南部作出了繪圖來顯示工作部分，他后來被稱為瓦州長. 這個特別的以推動圈，或拋光發(fā)燒叉組成的調(diào)速裝置，被用來研制一種發(fā)動機(jī)在斯塔福德馬太布爾敦的蘇豪制造廠.這種引擎稱為一圈引擎，可以在科學(xué)館看到。
這雖然不是已知最早的用來控制機(jī)械機(jī)構(gòu)行為的一部機(jī)器，但是它肯定是最重要的.它已經(jīng)預(yù)示將有大約75000瓦特的發(fā)動機(jī)到1868年在英格蘭.許多機(jī)器獲得了初級形式的預(yù)示，將來的機(jī)器是用機(jī)械機(jī)構(gòu)密不可分地聯(lián)系著的。
2 機(jī)構(gòu)
考慮瓦特發(fā)動機(jī)的兩個操作系統(tǒng)，其中一個裝有速度控制系統(tǒng)而另一臺沒有，駕馭相同的脈動載荷，其中一個引擎的輸出總速度總是大于另一個.在發(fā)動機(jī)中我們可以找出額外的一部分動力，從而使其運(yùn)行在一個較恒定的速度.這種控制系統(tǒng)是機(jī)械要進(jìn)行必要的補(bǔ)償活動.這機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)按期接受代表發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)，并執(zhí)行適當(dāng)?shù)目刂七^程在一個處理器中.因此，它有三個界定能力：
㈠ 、觀察的能力：接受和使用數(shù)據(jù)，可以感知發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和它如何變化，在立式引擎中，這是被實(shí)現(xiàn)根據(jù)定位在總部的飛球的離心力。
㈡、行動的能力：重新掌控了油門和其影響力，燃油流量，在立式引擎中，這是被
在進(jìn)氣管發(fā)揮杠桿作用的總督蝴蝶閥安排。
㈢、執(zhí)行過程的能力：建立觀念和行動，把一個實(shí)際速度與理想的速度比較，并以此
采取適當(dāng)行動，以減少誤差，在立式引擎中，是被模擬通過滑輪和杠桿的安排。
在一個籠統(tǒng)的形式，有界定屬性的任何代理.我們的模型為代理人認(rèn)知加工和代理，在世界將需要它能夠接收數(shù)據(jù)和執(zhí)行過程在一個處理器中. 通過傳感器和驅(qū)動器耦合將更廣泛地傳向世界。在這種情況下，處理器將由機(jī)械代理商設(shè)計(jì)的，例如，一臺電腦，信號-過程-系統(tǒng)或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)我們的定義作為代理人它不應(yīng)該有任何具體形式的串行或并行計(jì)算機(jī)符號處理。
生物制劑已演變，其處理方式是通過中樞神經(jīng)系統(tǒng).我們稱它為代理商，尤其是當(dāng)我們談到人類代理商：我們假設(shè)某些方面對自己的行為可以說是為我們的具體用途而言，酚醛數(shù)據(jù)，過程.但是我們不要假設(shè)任何形式的數(shù)據(jù)和過程的陳述，或任何特定的處理器，在討論人類代理商。
代理商進(jìn)行互動，交流和處理信息。有時為我們當(dāng)前的目的而言，代理人當(dāng)且僅當(dāng)他有能力處理所感受到的，并就此采取行動.你和我都是代理人，所以是一個恒溫器，其有能力的傳感一個加工的溫度，而以這樣一種方式將其劃為得太高或太低，而和一部計(jì)算機(jī)交流結(jié)果.我們將采取廣泛的看法代理商觀點(diǎn);代理商可以是人類，電腦，機(jī)器人，軟件程序，甚至一些非常大的分子。
在分析代理人的行為時，我們必須指明三件事;
Ⅰ、一個函數(shù)，規(guī)定代理人做什么在世界上。
Ⅱ、一種機(jī)制，解釋如何參與功能的實(shí)現(xiàn)。
Ⅲ、一個實(shí)例化的機(jī)制安排的實(shí)物，其中實(shí)現(xiàn)了相關(guān)職能部門的行為。
機(jī)構(gòu)是問題特性。 信息負(fù)擔(dān)這同一對機(jī)構(gòu)的關(guān)系象事關(guān)的能量。 能量是一個概念被用于描繪在無生命物質(zhì)對象之中的互作用，并且信息是被用于描繪在代理之中也許是賦予生命或無生命的的互作用的概念，。 代辦處是我們的世界的經(jīng)驗(yàn)的一個根本方面。 它不可能減少到更加根本的概念，并且特別是它不可能單獨(dú)占能量和問題。 我們的世界的經(jīng)驗(yàn)表示，問題的某些安排陳列物產(chǎn)這些東西我們稱代辦處。正有許多不同的問題，可以被安排在不同的方式的，那么那里是許多不同的代辦處，正有許多不同的能量的實(shí)例化，那么那里是許多不同的代辦處的實(shí)例化。
代理被定義成個體在一個指定的環(huán)境的以對察覺過程和行動容量。
代理的能力行動是相對分子的一個具體環(huán)境; 軟件代理在環(huán)境里行動通過講話綜合，并話分析的設(shè)備，人的代理在一個更寬的世界行動。
3 信息
代理商互相與他們的環(huán)境互動，因?yàn)樵S多代理居住同一個物理環(huán)境，他們可以分享公共的機(jī)制，這些機(jī)制被規(guī)定在治理所有對象的行為在他們的世界。 多數(shù)代理和對象之間互作用只介入能量或問題，雖然可能僅在一個方向和無窮小的數(shù)額。 因此它介入在代理上狀態(tài)的被關(guān)聯(lián)的變化，并且它互動的對象，當(dāng)能量被交換的相當(dāng)數(shù)量是非常小的，在對象的狀態(tài)的上變化也許是無意義的; 它是一個被關(guān)聯(lián)的變化的可能性在是重要的代理的某一狀態(tài)的上。
所有反饋安排是必要介入的在直接互作用，藉以行動改變對象，改變觀念，引導(dǎo)更遠(yuǎn)行動，等等。設(shè)定一些代理的狀態(tài)是一種緊的對象之間的交互作用。 一套在代理的某些部分被關(guān)聯(lián)的狀態(tài)可能提供我們可以稱對象的代理的表示法。 如此，當(dāng)代理與一個對象在它的環(huán)境，一個被關(guān)聯(lián)的狀態(tài)在樣式里互動，例示作為在問題或能量的變化，能在代理之內(nèi)引起。 這能反過來被變換成對代理的一些外部形式和因而被傳達(dá)到其他代理。
代理能溝通，如果，并且只有當(dāng)他們的互作用在他們共有的外部環(huán)境之內(nèi)是連貫的：一輸入其他解碼這個連貫內(nèi)碼，并且解碼要求在治理對象行為在他們共有的世界的法律著陸的機(jī)制的公共。 如果溝通的代理分享他們的物理構(gòu)成和內(nèi)部適當(dāng)特點(diǎn)的機(jī)制。 那里將存在他們共同的世界的方面的可分享的表示法。 這些可分享的表示法與在外在世界的對象連接兩個代理內(nèi)部狀態(tài)。 代理與他們分享的世界互動，并且互相與世界產(chǎn)物的.互作用在他們的相互被協(xié)調(diào)的內(nèi)部狀態(tài)更改改變。 這些被協(xié)調(diào)的狀態(tài)對應(yīng)于他們共同的外部環(huán)境的共有的悟性的表示法。 它是能量或問題的樣式相互交換在代理之間的，與共同性的表示法相關(guān)。 可分享的悟性，做概念在關(guān)于代辦處的討論的信息根本性。
代理察覺樣式并且執(zhí)行過程。 如果各自的組分叫標(biāo)志，信息是樣式的一個物理實(shí)例化用術(shù)語。 當(dāng)信息例示樣式的表示法，不用任何另外資格時，我們稱它數(shù)據(jù)，而當(dāng)它特殊的行動的規(guī)格，我們叫紅外線過程。
當(dāng)我們與我們的環(huán)境互動。 有二個功能上不同的方面對我們的經(jīng)驗(yàn)關(guān)于。 一個方面是我們在世界體驗(yàn)感覺的命令。 這是在形狀、顏色、氣味、觸感、口味和聲音和時間的樣式形成的空間。另一個方面我們體驗(yàn)的是命令我們什么時候有效地與世界銜接。 這個方面是在不同的對象之間反應(yīng)對我們的干預(yù)。 關(guān)系過程描述的關(guān)系。被因果關(guān)系描述的世界，被大衛(wèi)胡稱宇宙的水泥。
樣式和過程是我們在世界上體驗(yàn)命令的雙重方面：樣式指定過程，并且過程引起樣式。 在抽象感覺的信息，是我們根據(jù)樣式和過程描繪世界的表示法。信息，在具體感覺，是我們稱為物理實(shí)例化問題或能量的代理。
信息描繪代理之間與他們的環(huán)境的互作用，概括地說它是世界的可分享的表示法的一個物理實(shí)例化。 它使代理根據(jù)樣式和過程代表世界。當(dāng)樣式在問題或能量的空間或世俗發(fā)行時完全表示，他們?yōu)橥ㄐ诺哪康目梢栽诖碇g被交換。 并且他們可能也被用于指定可以由加工者執(zhí)行的過程。
由于處理器指定了可以被執(zhí)行作為行動的過程例示的信息，我們說代理有知識：知識是一種可以由它的加工者執(zhí)行的過程例示的信息的行動能力。
信息根據(jù)標(biāo)志的各自的組分代表樣式和機(jī)制。代理之間的通信使用所有描述特性樣
完全例示方式必須定義：
⒈ 標(biāo)志被結(jié)合形成數(shù)據(jù)和指定過程的方式。
⒉ 在世界上使代理代表和解釋樣式和機(jī)制的方式。
⒊ 數(shù)據(jù)和過程與樣式和機(jī)制在世界上代表并且關(guān)連的方式。
這意味著信息必須有：
① 包括規(guī)定的一個標(biāo)志語法維度規(guī)則被結(jié)合進(jìn)入數(shù)據(jù)和樣式的表示法。
② 包括標(biāo)志之間的樣式的關(guān)系的一個語法維度，并且他們意味著代理的溝通表示法。
③ 根據(jù)物理世界問題和能量的實(shí)體尺寸描述特性關(guān)系信息表示法。
信息被量子化，我們才有能力測量信息量。 代理運(yùn)作必要根據(jù)：
⑴ 一個量子性質(zhì)的區(qū)別是某事存在或缺席的。
⑵ 一個量子運(yùn)動或選擇的區(qū)別是某事之間的做或沒做，在某事之間選擇或不選擇。
⑶ 一個量子交流的區(qū)別是接受或不接受某事，在送或不送某事。
所有代表性的實(shí)例在信息的可以終于減少到介入量子根據(jù)事物屬性、行動和通信存在或不存在。 事物的存在或不存提供一位信息。
位是信息的測量單位。(一支很大的部隊(duì)，字節(jié)，通常采取的是八位。)所有信息代理到得出的答復(fù)到是或沒有問題，選擇二進(jìn)制，終于獲得位。
至今接受信息的方法是在廣泛或同義的感覺描繪的，它是在生物研究中常用的，例如苦的。 關(guān)于其他對信息語義方法的治療看這兩個人的書。 信息通常被限制對語法或定量感覺在工程學(xué)文本。 信息的兩種定量理論演變了：一是發(fā)展自對通信和信號的分析和而另一種是現(xiàn)對模型和正式結(jié)構(gòu)的分析。 這些是：
⒈ 那是對通信理論的適當(dāng)?shù)慕涣?，是由沙弄開發(fā)的。 這是基于信息的不大可能性或不確定性。 在這種方法中過程是被它的位熵描繪。 熵是一個隨機(jī)變量的平均不確定性的措施; 它是描述隨機(jī)變量平均要求的數(shù)量的位。
⒉ 那是對塑造和算法的適當(dāng)模擬，是由卡歐和柴田發(fā)展的。 這根據(jù)信息作為復(fù)雜措施。 再次說明，信息被測量用位。
卡歐-柴田理論經(jīng)常被稱算法信息理論，是區(qū)別于更早的沙弄理論，因?yàn)榱孔有畔⒗碚撚卸€方面，對應(yīng)的措施熵，復(fù)雜將出現(xiàn)于補(bǔ)全角色。在語法信息理論和應(yīng)用中有巨大的技術(shù)文學(xué)。 一般參考從歐&土偶。 他是應(yīng)付定量理論的和熱咳，看起來是一個有趣的應(yīng)用領(lǐng)域。
天日和密談?wù)摿四芰亢托畔⒅g的關(guān)系，并且物理方面信息理論的被飛扽審查了。
4 數(shù)據(jù)和過程
母提供了一個統(tǒng)一模式理論的概要，談?wù)摿藬?shù)據(jù)表示法和處理表示法之間的關(guān)系：
Ⅰ、最大值演繹數(shù)據(jù)的重建；
Ⅱ、極小值描寫 (參見關(guān)于“從歐母 ”的新部分)建筑過程的長度。
他的方法和表示法的這兩個形式： 顯示他們的相等; 并且實(shí)踐上主張?jiān)趧?chuàng)造過程旁邊在哪個運(yùn)作頂面–底面和從過程由下往上通過創(chuàng)造數(shù)據(jù)的聯(lián)合方法，在直到表示法的兩個形式重復(fù)時尚可以被和解。
5 穩(wěn)定
當(dāng)一個設(shè)計(jì)被機(jī)械代理，例如瓦特治理時是保證穩(wěn)定。 那是他們避免儲能的分歧遠(yuǎn)離情況的平衡。引擎在早期的瓦特治理時很好工作的，但是制造和設(shè)計(jì)已變化(由于生產(chǎn)工藝的改進(jìn)摩擦減退了，使用的更小的飛輪和飛行球出現(xiàn)一個減少的轉(zhuǎn)動慣量，重量的增加應(yīng)付更大的蒸汽閥)他們的漸增作用導(dǎo)致了慢性不穩(wěn)定。
為了克服這些困難設(shè)計(jì)師更加關(guān)心解決這樣問題，導(dǎo)致了控制工程現(xiàn)代控制系統(tǒng)技術(shù)被關(guān)心。用物理術(shù)語，不穩(wěn)定通過介紹散逸克服，并且一個人也許合理地假設(shè)，生物戰(zhàn)劑演變了，在這種情況下他們的代辦處被施加在充足的散逸存以保證情況的穩(wěn)定。
6 可預(yù)測性
信息概念可能提供一條強(qiáng)有力的統(tǒng)一的路徑當(dāng)考慮復(fù)雜問題時。 特別是，想法是有用的在限制我們源于缺乏信息預(yù)言和控制的能力。為什么我們能，例如，當(dāng)我們在任何絕對感覺不能設(shè)計(jì)和操作象復(fù)雜機(jī)制航空器，預(yù)言非常象一把簡單的球狀擺錘時的對象行為？這個矛盾的決議存在于模型說明目的使用和要求極大不同的有預(yù)測性的事實(shí)
中。
7 客觀知識
知識和信息是不同的事：知識是我們給行動能力的名字。 而信息是我們給樣式和機(jī)制的表示法或?qū)嵗拿帧?因?yàn)樾畔⒃谀芰炕騿栴}的樣式可以例示，它可以被存放，被傳達(dá)和因而在代理之間合作分享。
知識是一種從過程的施行出現(xiàn)的行動能力，是由信息在處理器指定。 因此知識可以被分享通過分享信息，這信息和知識二個詞是被承認(rèn)在日常用語中，好象他們意味同一件事一樣。因此我們需要繼續(xù)對他們加以區(qū)別.我們將采取妥協(xié)用法，使用合格的形容詞來進(jìn)行必要的區(qū)分，并且我們將因而使用期限宗旨知識。
客觀知識是可共享，外部獲得信息，可以賦予代理人與載客量為有效的行動。
客觀知識是可以在正式的，明確的，穩(wěn)定的向外部代理人實(shí)例化信息，并以交互方式方便的形式，其中坐席可以使用作為行動的基礎(chǔ)。要提供客觀知識，必須適宜地輸入信息：一代理的客觀知識是另一個代理的難懂的信息。 一個人的代理的象征性地編碼客觀知識的例子是書、錄影、計(jì)算機(jī)程序、圖、圖片、鐵路時刻表和地圖。
信息和知識允許我們描述代理能有效地合作和互動的方式。 信息可以被重視作為代辦處貨幣，因?yàn)樗墙粨Q媒介代辦處社會的，即小組的代理?？陀^知識，實(shí)例化到信息處理結(jié)構(gòu)，可以被看作是機(jī)構(gòu)的資本在這樣的社會中，因?yàn)樗试S團(tuán)體的代理人池及并分享他們的能力然后采取相應(yīng)的行動。
客觀知識增長通過反饋過程（考慮在后一節(jié)的"機(jī)器的演變" ） ，這些創(chuàng)造出一批客觀知識來代表代理商共同的看法，有能力進(jìn)行互動在他們環(huán)境，而且越來越多的準(zhǔn)確性和有效性。代理商可以分享在案件人類劑和電腦的不同類型的客觀知識，，但事實(shí)上，它可以儲存，傳輸和共享跨越物種界限劑，使這一代的現(xiàn)代技術(shù)客觀知識的一個最重要的方面和其中的一個主要驅(qū)動是經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
8 人的信仰
我們的行為是由一個巨大的，不同的，曲目的實(shí)例作為模式處理結(jié)構(gòu)信念決定的在我們的大腦。停下來并停一下。每一個看見的或聽到的，或近或遠(yuǎn)，將增加一個信念，你的店，或修改其中你持有的。你的信仰的廣度和深度，以及設(shè)施，你可以記得他們，并通過篩選他們。在他們之中形成協(xié)會，檢查他們，并且考慮他們的任意猶豫。
復(fù)雜的大腦就是這樣一個確切的，并涵蓋所有目前并非可用科學(xué)描述職能。因此，當(dāng)涉及人的代理，但是描繪他們的信仰從外部或內(nèi)部的觀點(diǎn)時，我們沒有選擇。 因此我們將參考(特別是參見)，采取信仰是性格反應(yīng)當(dāng)一個適當(dāng)?shù)膯栴}出現(xiàn)時用某些能指定的方式。
你的彈性和復(fù)雜的連貫的反應(yīng)和不斷變化的環(huán)境，使您的生活和行為橫過交叉街口當(dāng)大開綠燈，去機(jī)場，以趕上飛機(jī)，寫支票，什么都是你的信仰驅(qū)使。每次調(diào)整或修改你的行為，你的處置行事，就意味著一個處理模式信仰的適應(yīng)或改造的。當(dāng)我們比較一下人力和機(jī)械能力，我們是比較簡單和機(jī)構(gòu)是復(fù)雜，因?yàn)樵趯?shí)例化過程我們盡自己的能力行動。
9 人類知識
我們有許多信仰是瞬變的，而其他是堅(jiān)持。 在他們之中一些是莫名其妙地強(qiáng)烈獲取而另外一些是反對瞬變或瑣細(xì)的修改，我們有偉大的行動信心，并且我們從我們的抽象經(jīng)驗(yàn)采取有效措施。 這樣信仰我們叫知識。知識是加固人的代辦處; 它是一個復(fù)雜和逃避概念。 有哲學(xué)認(rèn)識論的一個整個分支如果致力于它的研究。 知識越來越被學(xué)習(xí)從一個科學(xué)和工程的觀點(diǎn)，在領(lǐng)域例如人工智能和人工生命等。 盡管任何一個簡單的定義，有可能被誤導(dǎo)的，它可能有助于一個供應(yīng)：人類的知識是一個有能力，使一個連貫的系統(tǒng)的理性信仰，它被用來作為一個持續(xù)而可靠的行動基礎(chǔ)。
知識和信仰是兩行動能力。 知識是卓越的信仰在以下方面：
⒈ 合理性和凝聚性。
⒉ 連續(xù)性和堅(jiān)持性。
⒊ 可靠性和效率性。
這些顯著特點(diǎn)值得個別評論：
㈠ 合理性和連貫性暗示特定信仰，我們稱之為正式的，明確的知識。用強(qiáng)勁的反對批評來證明在火災(zāi)中的討論和爭辯，從而避免了內(nèi)部矛盾。
㈡ 連續(xù)性意味著很大程度的耐久性。知識是來之不易的。一旦出名，往往會得到維護(hù)和保障。
㈢ 可靠性和有效性是務(wù)實(shí)的準(zhǔn)則，我們所謂的知識是什么，是我們尋找到有用的，值得信賴，并廣泛而持久的社會和實(shí)際效用。
10 概念和圖解
概念和圖解是描述人的知識的根本單位。從我們的經(jīng)驗(yàn)關(guān)于世界，因?yàn)槲覀冃藿ㄒ粋€容量，單位也許稱概念。從我們的世界的經(jīng)驗(yàn)的實(shí)施，我們建造一個對偶形式容器，其單位可稱為圖式。模式處理結(jié)構(gòu)，在我們的腦子例示作為概念和圖解，加固我們的有效措施的能力。斯科普給了關(guān)于學(xué)會數(shù)學(xué)心理學(xué)的一次非常有用的討論根據(jù)概念和圖解。
概念是描寫人的知識組分：
概念按經(jīng)驗(yàn)分類，因此提供一個描寫單位在知識框架。
概念有一個階式結(jié)構(gòu)，并且可以同以下名單聯(lián)系在一起：
⒈ 要有x的概念才能區(qū)別是和不是，能辨認(rèn)或重新認(rèn)定x.案件xs。
⒉ 一個概念，要求其形成了一些經(jīng)驗(yàn)，其中有一些共通之處。
概念比學(xué)習(xí)者已經(jīng)有的那些不可能根據(jù)定義傳達(dá)到他的套例子但是通過安排他們遇到適當(dāng)們更高次。
⒊ 如果這些例子中的任一個介入概念。 必須保證這些在學(xué)習(xí)者的頭腦里以前被形成了。
圖解是規(guī)定的人的知識組分的雙重的概念：
圖解(復(fù)數(shù)圖解)是在規(guī)定如何應(yīng)付一個具體情況用一個規(guī)定的方式知識的框架的一個連貫，聯(lián)合，邏輯上被互聯(lián)的組分。
微觀世界：知識是一塊一塊的。我們有限的在任何特定時間原始模式處理能力，迫使我們在任何特定時和環(huán)境只受嚴(yán)格部分限制。因此，當(dāng)我們只能了解知道，并獲得一個設(shè)施，在處理一個世界的一部分非常有限的版本。我們會說那種連貫的，有限制，并計(jì)劃舉辦的知識，其中一個坐席可以在任何特定的時間，特有的一微觀世界使用。
圖式可以被認(rèn)為是與名單一樣在概念中，對于他們而言，有能力在規(guī)定的方式履行為某一特定微觀世界：
有一個模式，可能為y，或不同y，以期能夠做或做成y ，以期有Y性要知道什么時候，為什么和怎么做等等。
⑴ 圖解對微觀世界的理解的加固。
⑵ 圖解連接概念和行動，觀察和解釋具體微觀世界并知道和做什么。
⑶ 圖解的吸收由能力體現(xiàn)在微觀世界的解釋，并且根據(jù)它解決擺在面前的問題。
⑷ 圖解是被獲取由一個適當(dāng)?shù)谋粯?gòu)造的環(huán)境的互作用，例示的知識的互作用決定和由他們的組織關(guān)于一具體微觀世界有效措施的處方。
⑸ 圖式，加上觀念，可以被看作是為某一特定微觀世界提供一個使用向?qū)А?
我們使用的概念和圖式在知識體系討論的，在人力和機(jī)械代理商合作。他們是形式的語言知識（見稍后一節(jié)"知識系統(tǒng)"）。
11 智力
在我們充分地描繪代辦處之前，我們需要一種母馬成份。要完全描述世界與環(huán)境的可能的互作用將需要的所有明確知識，將要求無邊際的信息量。一個無限大的鉆頭將需要使一個無限大的決定。因此，一個代理人要有效地發(fā)揮其作用在一個不確定的世界中，（除最簡單，最僵化刻板表格要求的東西）除了知識，還需要智慧。
情報(bào)是一個代理人有一點(diǎn)或更少，而不是全部落空。在一個持續(xù)不斷的范圍，或頻譜，情報(bào)范圍內(nèi)從最小數(shù)額。能區(qū)別對待兩個不同的國家，如表現(xiàn)出由一個恒溫器，以充分發(fā)展人的認(rèn)知能力。它的范圍包括從簡單的設(shè)計(jì)情報(bào)的東西，像瓦特總督向智力進(jìn)化的高等動物。因此，我們將使用這個詞兩個意義：
⒈ 在比較微弱感覺，當(dāng)我們說與瓦特州長的一個引擎相比沒有一個引擎更聰明的。
⒉ 在強(qiáng)烈或更加操作的感覺，當(dāng)我們采取智力能學(xué)會或者能力解決問題。
情報(bào)是一個代理人的能力，以應(yīng)付不可預(yù)知的情況下，有能力適應(yīng)不斷變化的要求在其最低的形式，它是一個能力以應(yīng)付外部強(qiáng)加的變化的影響。它是能獲取，適應(yīng)，修改和擴(kuò)大知識為了解決問題以它的最高的形式。 因?yàn)橹R有能力處理過程，因此智力是創(chuàng)造過程的能力。
情報(bào)，在其較高的表現(xiàn)，包括增設(shè)新的進(jìn)程。智力在機(jī)器代理中的實(shí)例化因而介入創(chuàng)作和設(shè)施引起并且普通過程測試過程，直到一個人解決手頭的問題。人的智力被認(rèn)為依靠相似的生產(chǎn)能力，想象力和合理性互相作用，臆想和駁斥，查尋老練形式的試驗(yàn)解答，直到找到令人滿意的一個。
一個強(qiáng)大的知識能力來自于接入大量的預(yù)先指定的進(jìn)程，并以大量的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)暮陀薪M織的數(shù)據(jù)指導(dǎo)。一個強(qiáng)大的情報(bào)能力主要來自獲得強(qiáng)大的信息處理能力。必須產(chǎn)生和測試新的過程，從本身密集的處理器。
12 知識系統(tǒng)
想象你站立任何一個大圖書館里，在成堆技術(shù)相關(guān)的學(xué)報(bào)前面。 圖書館的知識是非常難訪問，更加難迅速把他們變成照亮洞察或投入到實(shí)用用途。你四周都是信息的，但你所需要的是機(jī)構(gòu)。這利用有用的客觀知識的形式對困難提出一個非常真正和一個非常強(qiáng)大的問題。
面對現(xiàn)代技術(shù)的一個主要挑戰(zhàn)是如何使用機(jī)器機(jī)構(gòu)創(chuàng)造將幫助的博學(xué)的機(jī)器：
㈠ 交互式地組織容易利用的生長相當(dāng)數(shù)量客觀知識。
㈡ 開發(fā)可以被用于闡明和組織所有具體主題連貫的，摘要全景的客觀知識。
㈢ 博士為他們提供了一個功能強(qiáng)大的工具使知識可使用。
㈣ 那就是在實(shí)驗(yàn)和實(shí)際調(diào)查現(xiàn)實(shí)涉及的知識。
這樣用客觀的知識，我們必須要能夠創(chuàng)造適當(dāng)?shù)闹R體系。
知識系統(tǒng)：多個信息框交互式地運(yùn)作和多種形式的知識，以交互方式提供公眾使用。
特別是我們可以構(gòu)想人的代理和博學(xué)的機(jī)器代理可能有效地的安排。 誕生的這樣系統(tǒng)將有對教育和訓(xùn)練的深刻作用，并且他們將使能畢生學(xué)習(xí)成為現(xiàn)實(shí)。博學(xué)的代理將成為幾乎機(jī)器代辦處的所有顯示的一個嵌入方面，給幫助，忠告，并且回答的詢問，他們在幾乎日常生活的每個方面將變得普遍存在。發(fā)展博學(xué)的代理的的局限性在于在從人的代理提取知識困難。
這種知識體系也將成為不可缺少教學(xué)，學(xué)習(xí)和培訓(xùn)等各方面的水平的支持。
在這樣知識系統(tǒng)，用我們的知識信息描繪一些具體對象在巴黎將有三個組分：
⒈ 一種模式和機(jī)制框架的工作，包括必要的原始資料，以描述對象及其行為。我們產(chǎn)生這種信息通過看，觸摸，拍照，測量，并繪制它，試驗(yàn)它，等等。產(chǎn)生盡可能多我們所需要的信息目的。
⒉ 概念性和概要框架工作，包括一套與此種對象有關(guān)普通概念和圖解，他們也許被修造和使用等等。
⒊ 一個數(shù)據(jù)和過程框架以及他們的支持?jǐn)?shù)據(jù)組成了一套流程，然后作出詳細(xì)的處方
關(guān)于特定類型的拱橋，其中凱旋門就是一個可建造的實(shí)例，。更一般情況下，原則上如何建設(shè)可以得到詳細(xì)的，正式的，明確和準(zhǔn)確回答。要說明怎么將某些知識系統(tǒng)的部分在行動運(yùn)作上一起適合的，考慮確定某人是否是有罪在法律上，例如謀殺過失殺人。 這也許執(zhí)行要根據(jù)以下三個知識系統(tǒng)信息框架的：
㈠ 樣式和機(jī)制框架，包括關(guān)于涉嫌的罪行的證據(jù)和證詞，如分類收集和利用在文件和人工制品中。
㈡ 一個概念性和概要框架，包括相關(guān)的法律的概念和做法，如法官和陪審員的解釋。
㈢ 數(shù)據(jù)和過程框架，包括相關(guān)和正式地被編撰的法律，詳述將被執(zhí)行的適當(dāng)?shù)倪^程，相關(guān)的懲罰怎么將從相關(guān)的數(shù)據(jù)被確定，等等。
所要解決的問題是有罪則需要由適用指令性法律的確定，其中發(fā)生的事件都是具體賦予的 并能說明的實(shí)際的事件和涉及的情況的。但必須注意的是如何使無限制的司法系統(tǒng)的正常法律發(fā)揮作用。這是因?yàn)槌晌姆ǖ恼浇Y(jié)構(gòu)包含出境口岸，例如，在談到這個概念的'合理的武力' ，必須由法官和陪審團(tuán)對通用框架而不是指令性的框架成文法使用。
在處理這樣的問題時，你是在處理不同類型的知識，因此我們將看到在短期內(nèi)，這可以被認(rèn)為是與不同類型的機(jī)構(gòu)。在審議中收集到的證據(jù)，看照片，學(xué)習(xí)地圖，調(diào)查詳細(xì)的工作槍支，考慮到面部表情的證人和他們的身體語言，等等，你是直接處理生肉模式和機(jī)制等，借助你的調(diào)查就是非語言。當(dāng)談到訊問證人時，以及在宣讀與律師進(jìn)行討論過法律文本時，你是用一種不同的語言知識。最后，假如你要調(diào)查，你必須使用計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的信息檢索系統(tǒng)，以尋找通過大量的法律文件和教科書中，使用關(guān)鍵詞和短語，以界定搜索參數(shù)。在這種情況下，你使用的是自動計(jì)算所涉及的過程和數(shù)據(jù)。
我們可以列出三個信息框架和參與三種知識通過以下：
⒈ 使用模式和機(jī)制框架需要隱性知識。
⒉ 用一個概念和原理圖框架需要語言知識。
⒊ 利用一個電腦系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和過程框架，要牽涉到正規(guī)知識。
我們可以聯(lián)想這些不同類型的知識，各種不同的機(jī)構(gòu)。代理商們構(gòu)思描繪智力活動中的等級的條款之間的相互作用，這是由該哲學(xué)家皮爾士政務(wù)司司長所定。最近分析人類數(shù)學(xué)活動中的條款之間這樣一個代理商的對話。權(quán)力和微妙的，這種做法是最好的通過閱讀仔細(xì)來聚集，我們將號召的人廣泛地討論了這一議題。他最后確定了三個層次的機(jī)構(gòu)。
我們已有人在咯沒的最高級別的這多重互動代理商機(jī)構(gòu)。這是在現(xiàn)實(shí)世界中一個典型實(shí)例化，在身體形態(tài)，生活和人際交往的人代理。這種劑，可院長與所有隱性知識，信息提供的模式和機(jī)制框架，以及與人的語言知識和正規(guī)知識。這樣代理能有所有心照不宣的知識的教務(wù)長，有用的資料在樣式和機(jī)制框架，并且與語言知識和正式知識。
在他的下一級代理中我們有一個抽象的主題，理想化的非有形的人可以只處理語言知識和其他形式的正式的，明確的知識。這種代理人是得天獨(dú)厚的語言，概念和圖式，并可以被看作是主角，在思想試驗(yàn)所進(jìn)行的，體現(xiàn)了一個人從事的腦力活動。
在他的最低一級的機(jī)構(gòu)我們有自動機(jī)，它代表尚未進(jìn)一步抽象層次。而執(zhí)行過程中根據(jù)規(guī)則操縱符號和數(shù)學(xué)表達(dá)式，但沒有賦予他們的意思。該套知識環(huán)境中的資料，框架，形式，各級機(jī)構(gòu)，，他們概括如下：
該理想化的機(jī)構(gòu)在的形式上咯沒稱為一種體現(xiàn)了人代表，生活在日常經(jīng)歷的現(xiàn)實(shí)世界中，并取得不少默契的知識。該機(jī)構(gòu)在理想化的形式，代理他所謂的主題生活在一個世界，可以在指定的全語言的角度來看，和正規(guī)操作，以及該機(jī)構(gòu)在抽象形式的自動機(jī)，可以完全確定的數(shù)據(jù)和程序，即是在計(jì)算的符號與象征手法。
這種基于機(jī)構(gòu)的知識體系，可以運(yùn)用知識來廣泛的分析，從人類的智力活動，如咯沒的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，互動式電腦輔助工程設(shè)計(jì)，而該自動機(jī)構(gòu)是在計(jì)算機(jī)軟件明確實(shí)例。
我們的許多智力活動構(gòu)成了思想試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)思想也許是考慮該機(jī)構(gòu)的主體作為主角最好的方法。為進(jìn)一步說明了多重代理這一點(diǎn)的方式，可考慮使用具有豐富經(jīng)驗(yàn)和熟練的工程設(shè)計(jì)人員采用電腦輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)師的人力機(jī)構(gòu)的大部分，可以被認(rèn)為是一個，從一個漫長而嚴(yán)格的訓(xùn)練中吸收了工程和科學(xué)知識理想化的主題。這明確的和正式的語言知識，已經(jīng)取得的口頭演講和教科書 。該機(jī)構(gòu)課題的，是提高該機(jī)構(gòu)的一個自動機(jī)，實(shí)例化，，它的設(shè)計(jì)工程師能夠互動在電腦輔助設(shè)計(jì)和模擬程序時。不過，所有機(jī)構(gòu)和有關(guān)知識，這是提供給題目及自動機(jī)不足為充分發(fā)展的工程技術(shù)。這必須通過所有已經(jīng)得到了隱性知識由多年的實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)室工作或觀察或從生活中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。只有充分機(jī)構(gòu)的人，其中吸收了它內(nèi)部各機(jī)構(gòu)的題目及自動機(jī)，可以處理各種復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)世界中。只有吸收了它內(nèi)部各機(jī)構(gòu)及自動機(jī)的主題的人，可以處理現(xiàn)實(shí)世界中各種復(fù)雜的事情。
工程學(xué)設(shè)計(jì)師能使用基于交互式知識支持系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，有極端的靈活性，似乎源于這樣一套框架的捕捉，知識代辦處可以同時使用舒適的水平和類型，如所需求容易從一個到另一個地滑倒。 這樣結(jié)構(gòu)允許我們考慮人機(jī)能力怎么可能使用最好的知識互相補(bǔ)全。在此背景下，上述這句司法體系對"不限名額性"的法律是非常重要的。一個知識系統(tǒng)的任何準(zhǔn)確地描述了關(guān)于人體和機(jī)器，必須有明確和隱性知識聯(lián)系在一起。
一臺機(jī)器原則上可供應(yīng)任何數(shù)量的信息，因此它可以提供極其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)和流程框架。它也可以提供非常有力的支持為用戶（或?qū)W習(xí)者）的概念和圖式框架。專家系統(tǒng)用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)和過程的形式，結(jié)構(gòu)化文本，電影，動畫，模擬仿真，敘事，以交互方式進(jìn)入數(shù)據(jù)庫，自動推理過程這是可以做到的。一臺機(jī)器可以很清楚地提供了有力的幫助，在使用知識時作為一代理商名助理人。它在何種程度上可以發(fā)揮使明確的代理人的隱性知識得以發(fā)揮。
13 層次的知識交涉
用于語言與機(jī)器溝通自然和正式使用的語言?相對的角色與（ 機(jī)器語言）發(fā)揮的一個重要組成部分，在人機(jī)互動任何討論的中。它在性質(zhì)上屬于一種語言，它有一個正式的，明確的，堅(jiān)持結(jié)構(gòu)。因此必須使知識，正式和明確的實(shí)例化。我們呼吁知識代表，在自然語言和知識語言。在機(jī)器語言中我們知識代表為正規(guī)知識，因?yàn)檫@種語言是更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)構(gòu)比自然語言。因此，我們有一個層次的知識交涉，逐步增加邏輯深度（看后一節(jié)"邏輯深度" ） ：
Ⅰ 正規(guī)知識;
Ⅱ 語言知識;
Ⅲ 隱性知識。
隱性知識深刻印象被用波蘭尼的一句： "我們知道比我們可以告訴更多"來描述在復(fù)雜的語言知識，而這又相形見絀在復(fù)雜正規(guī)的知識。隱性知識涉及到所有感官包括視線，聲音，味道，氣味和觸覺和所有我們能想象的產(chǎn)品。這些非支持性的環(huán)境設(shè)計(jì)的語言方面的與學(xué)習(xí)是不能忘記的，因?yàn)槲覀冋谔幚淼姆绞酱?，儲存和傳遞知識。
14 復(fù)雜
這是有益的，有啟發(fā)性，試圖粗略估計(jì)大量的信息，我們吸收蒸蒸日上。一個良好品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)單屏幕視頻監(jiān)視器顯示大約需要100萬字節(jié)，或者說，千萬比特。為可接受繪制的議案，這是需要被刷新，至少有25次每秒。如果我們能采取一切感覺輸入，我們每一秒將收到（視頻，音頻，味覺，觸覺，嗅覺） 至少10倍現(xiàn)在，這那么簡單一點(diǎn)計(jì)算，使我們投入近50年的時間，從一十到20個比特。下列是比較符合實(shí)例資料的量化：
㈠ 病毒DNA ： 10000比特。
㈡ 細(xì)菌DNA ： 1000000位。
㈢ 人類DNA ：億比特
㈣ 牛津英語辭典： 10000000000比特。
㈤ 大英圖書館： 10000000000000比特。
這些數(shù)字必須被認(rèn)真解釋，我們必須時刻牢記，要區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)和過程。比特用于為字典和圖書館估計(jì)數(shù)據(jù)，而這些是DNA的估計(jì)過程。DNA在綱要中編碼，是用積累了超過10億年壓縮出來的數(shù)據(jù)。
因此，任何超過50年的經(jīng)驗(yàn)，要處理至少10000倍以上數(shù)據(jù)位比，如果他們要處理大英圖書館的全部內(nèi)容。因此，你能夠很快，自由而靈活地漫游周圍的大于幾個數(shù)量級比你曾來搜索整個目錄的龐大的圖書館的存儲系統(tǒng)！心理過程動力性，豐富性和靈活性使你這樣做，這是真正可怕的。組織模式的規(guī)模和先進(jìn)的處理系統(tǒng)，目前違抗詳盡的描述的。為了能比較大小，組織和功能性的不同形式的機(jī)構(gòu)，我們需要某種程度的復(fù)雜性以外的一個簡單羅列，比特在編碼數(shù)據(jù)。
15 復(fù)雜性
定量理論的復(fù)雜性，是一個有價值的工具當(dāng)不同形式的代理人功能性進(jìn)行比較時。 查林給了一個有啟發(fā)性的復(fù)雜性的討論，使得到了不少隱蔽用途的概念。有興趣的讀者強(qiáng)烈要求，以征求他的論文集，對于我們當(dāng)前的目的而言，，他利用他自己的話說它是有用的，然后使用該詞有精神這一特性：
復(fù)雜的二進(jìn)制字符串是確定它的必要的信息，那就是說，計(jì)算有多少個數(shù)據(jù)位必須考慮到計(jì)算機(jī)。據(jù)了解，有一個數(shù)學(xué)定義，一個正在使用理想的電腦，因?yàn)樽鳛榈谝粋€近似的節(jié)目但它足以想到長度在比特為一個典型的電腦在使用。
索洛莫諾夫給查林一個相關(guān)辦法在以下幾個途徑：
[在]索洛莫諾夫的模型理論，可了解一系列被看作是一個小的計(jì)算機(jī)程序抄錄了的意見，并提出觀測未來可能的預(yù)測。以便更全面的理論和更大程度的了解。隨機(jī)不能復(fù)制一個小程序，因此還不能被理論解釋。另外，一個隨機(jī)系統(tǒng)是無法預(yù)測未來的行為。隨機(jī)數(shù)據(jù)科學(xué)家溝通最緊湊的方式，是由他來發(fā)表他們的的意見。蓋及托馬斯舉一個有啟發(fā)性的關(guān)于復(fù)雜性和它的一些用途的討論。
一個機(jī)構(gòu)復(fù)雜性的是最小的電腦程式在比特的長度使該機(jī)構(gòu)初始化過程中。
16 復(fù)雜措施簡化
這個人給出一個完善基于復(fù)雜性數(shù)量化理論，這是需要有其他措施，使用一個更簡單的方法作一個估計(jì)。這是特別有用的一個粗略的，并準(zhǔn)備估算的復(fù)雜性文物。任何手工的設(shè)計(jì)或捏造可被視為導(dǎo)致從一個序列的決定，這反過來又可以減少了一連串未決定因素。
用位來表示信息和代理是不是做出決定對相關(guān)數(shù)據(jù)的數(shù)量。 因?yàn)橛胣位指定2n個不同的可能性，用位來表示信息是根據(jù)代理可能做出不同決定的數(shù)量2的對數(shù)。（當(dāng)使用決定的數(shù)目時像復(fù)雜的措施一樣。在實(shí)踐中對數(shù)可以采取任何方便的基數(shù)，因?yàn)楫?dāng)使用不同的基地時只有推出結(jié)垢的因素就可以了）因此可以預(yù)計(jì)一個工藝品的復(fù)雜性通過決定參與其創(chuàng)作風(fēng)格對數(shù)的數(shù)目。
當(dāng)考慮像飛機(jī)一樣復(fù)雜的工藝品的設(shè)計(jì)或施工時（見下一節(jié)"機(jī)器的演變" 在第3部） ，我們一定能夠合理的假設(shè)，設(shè)計(jì)師和建設(shè)者是踏踏實(shí)實(shí)的工作在平均的速度，工藝品的復(fù)雜性由從設(shè)計(jì)到建造所粗略用總工作時數(shù)的對數(shù)來衡量的。這種措施的復(fù)雜性是因?yàn)楣に嚻房梢员灰暈檫M(jìn)入其創(chuàng)作風(fēng)格一個量化。另一種做法是，要考慮一種工藝品結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，而就這種數(shù)目的界定而言，其中有在功能上截然不同的相互關(guān)聯(lián)的部分，但我認(rèn)為，每一個人組成部分工藝品獨(dú)特功能，可稱得上是技術(shù) ，其中包括一個完整的工作工藝品的對數(shù)總數(shù)。復(fù)雜上述措施的雙方，涉及到卡歐的基本定義關(guān)于節(jié)目，其中節(jié)目是指定為文物設(shè)計(jì)和施工 。復(fù)雜措施的簡化也正在被計(jì)算機(jī)本身程序研制根據(jù)他的功能點(diǎn)。
17 邏輯深度
班尼特已給予啟發(fā)和寶貴的討論關(guān)于一個實(shí)體復(fù)雜性，我們可以解讀一個天然機(jī)構(gòu)聯(lián)系及其演化的量化。他稱這是其邏輯上的深度。這是為處理一個物體的因果歷史的計(jì)算步驟的合理數(shù)目而定義的。
一個邏輯對象是一個含有從長遠(yuǎn)計(jì)算或從一個需要一臺計(jì)算機(jī)模擬很長時間的動態(tài)過程的內(nèi)部證據(jù)。一個物體或過程，是被稱為深層僅僅在他們沒有捷徑可走要從一個簡潔的描述重建它們時。合并無數(shù)進(jìn)程構(gòu)成了人類認(rèn)知引擎在這些條款中，在邏輯上是非常深刻的，但是目前儲存在電腦中的程序是比較膚淺的。
編號 畢業(yè)設(shè)說明書 題 目 中成藥瓶蓋旋緊機(jī)械手設(shè)計(jì) 院 系 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師單位 姓 名 職 稱 教授 題 目 類 型 理 論 研 究 實(shí) 驗(yàn) 研 究 工 程 設(shè) 計(jì) 工 程 技 術(shù) 研 究 軟 件 開 發(fā) 2008 年 6 月 5 日 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 1 頁 共 2 頁 摘 要 隨著現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展 科學(xué)技術(shù)日新月異 尤其是微機(jī)單片機(jī)等技術(shù)的 出現(xiàn)以及他們的優(yōu)越的性能不斷完善 還有現(xiàn)代測試技術(shù)的滲透發(fā)展 為了能在 21 世 紀(jì)激烈的競爭中立于不敗之地 對各行各業(yè)提出了更高的要求 尤其是科技含量還有 就是效率 效率決定競爭的勝敗 因此很多傳統(tǒng)的手工作業(yè) 特別是機(jī)械行業(yè)必須要 求用現(xiàn)代化 自動化的機(jī)械代替人的工作 這樣可以節(jié)省人力 提高效率 提高競爭 力 因此就出現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人 可以代替人做不同的工作 后來為了使機(jī)器人更加專 用化 減少成本 簡單化 又要求一種特別的機(jī)器人 專用機(jī)械手就是其中一個 在 這里我將設(shè)計(jì)一個藥瓶蓋旋緊機(jī)械手 他是一個集機(jī)械 電氣 測試 微機(jī)于一體的 典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品 由機(jī)械部分作為他的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 電氣和液壓作為驅(qū)動機(jī)構(gòu) 各種傳感器和電位器作為測試元件 單片機(jī)作為控制機(jī)構(gòu)的一個專用機(jī)械手 本設(shè)計(jì) 本著簡單 實(shí)用 經(jīng)濟(jì) 高效的原則 僅是為瓶蓋旋緊而特地設(shè)計(jì)的專用機(jī)械手 他 只有三個自由度 包括手臂的升降 手臂的旋轉(zhuǎn)還有手腕的旋轉(zhuǎn)的三個自由度 他是 由液壓控制手臂的升降 回轉(zhuǎn)和手指的夾緊放松 用步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)旋緊動作 用壓力 傳感器測定是否夾緊 防止夾壞或者夾不穩(wěn) 這種設(shè)計(jì)既簡單又能實(shí)現(xiàn)所要的功能 是一個圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手 本論文將對這個專用機(jī)械手進(jìn)行方案的設(shè)計(jì) 分析 比較 然后確定最優(yōu)方案 還要進(jìn)行強(qiáng)度硬度等有關(guān)的校核 以及尺寸的確定 最后畫出總 裝配圖 關(guān)鍵詞 專用機(jī)械手 旋緊 單片機(jī)控制 混合驅(qū)動 計(jì)算校核 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 2 頁 共 2 頁 Abstract As the mechanical industry unceasingly develops science and technology change with each passing day especially the appearance of microcontroller and microcomputer makes it develop faster with their excellent function that is perfecter meanwhile which is with infiltration of development of modern measuring and testing technique For standing up for ever in cutthroat competition in the 21st century pushing all walks of life needs higher requirement especially including Scientific and technological content and efficiency because efficiency decides who will be winner much traditional work of hand esecially for Machinery Industry must require to use the machines of modernization and automation to do work commonly done by persons so it can save manpower improve efficiency and improve the competitive power So industrial robot appears with the very reasons who can replace people to do different jobs Then for the purpose of speciality in robot reducing cost and simplification it requires a kind of special robot to which special manipulator belongs Here I will design a manipulator using for tightening cover of medicine bottle it is typically a kind of product about mechanotronics which includes mechnism electric testing and microcomputer The parts of machine is actuator electric and hydraulic pressure is driver all kinds of sensors and potentiometer are used for testing components microcontroller controls manipulator as control mechnasm The special manipulator used for tightening the cover of medicine bottle has three DOF Hydraulic pressure controls the movement and rotation of the arm and clamping and disentwining of hand of manipulator with wrist owning three DOF Using step motor realize the action of tightening using force sensors measures whether it is clamped which prevented parts to be broken or instable This design is not only simple but also it can realize some function we need it is a rectangular coordinate s manipulator This paper decides to most excellent solution through designing anlyzing and comparing manipulator s solution meanwhile by checking intensity rigidity and so on and ensuring responding dimension at last I draw general assembly drawing Key words special manipulator tightening microcontroller control couple driving checking calculation 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 1 頁 共 2 頁 目 錄 引言 1 1 緒論 3 1 1 機(jī)械手設(shè)計(jì)的目的 3 1 2 機(jī)械手設(shè)計(jì)的內(nèi)容 3 1 3 機(jī)械手設(shè)計(jì)的要求 3 2 機(jī)械手的方案選擇 4 2 1 機(jī)械手的組成 4 2 1 1 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 4 2 1 2 驅(qū)動機(jī)構(gòu) 5 2 1 3 控制系統(tǒng) 5 2 1 4 基體 6 2 2 方案的比較選擇 6 2 2 1 手部的選定 6 2 2 2 腕部的選定 7 2 2 3 臂部的選定 8 2 2 4 驅(qū)動系統(tǒng)的選定 9 3 計(jì)算校核 12 3 1 計(jì)算機(jī)械手手部的夾緊驅(qū)動力 12 3 2 腕部回轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算 14 3 3 臂部與機(jī)身的計(jì)算 15 3 3 1 手部作升降運(yùn)動的液壓缸驅(qū)動力的計(jì)算 15 3 3 2 手臂回轉(zhuǎn)液壓缸的計(jì)算 17 4 驅(qū)動的選擇 19 4 1 液壓控制部分 19 4 1 1 液壓控制簡介 19 4 1 2 液壓系統(tǒng)傳動方案的確定 19 4 2 步進(jìn)電機(jī)控制部分 25 4 2 1 步進(jìn)電機(jī)的介紹 25 4 2 2 選擇步進(jìn)電機(jī) 28 4 2 3 選擇步進(jìn)電機(jī)的聯(lián)軸器 29 4 2 4 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動方式選擇 30 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 2 頁 共 2 頁 5 檢測和控制 32 6 設(shè)計(jì)總結(jié) 34 謝 辭 35 參考文獻(xiàn) 36 附錄 1 37 附錄 2 38 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 1 頁 共 40 頁 引言 首先我介紹一下機(jī)器人產(chǎn)生的背景 機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展 它應(yīng)該說是一個科學(xué)技 術(shù)發(fā)展共同的一個綜合性的結(jié)果 同時 為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了一個重大影響的一門 科學(xué)技術(shù) 它的發(fā)展歸功于在第二次世界大戰(zhàn)中各國加強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)的投入 就加強(qiáng)了本 國的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 比如說日本 戰(zhàn)后以后開始進(jìn)行汽車的工業(yè) 那么這時候由于它人 力的缺乏 它迫切需要一種機(jī)器人來進(jìn)行大批量的制造 提高生產(chǎn)效率降低人的勞動 強(qiáng)度 這是從社會發(fā)展需求本身的一個需求 另一方面它也是生產(chǎn)力發(fā)展的需求的必 然結(jié)果 也是人類自身發(fā)展的必然結(jié)果 那么人類的發(fā)展隨著人們逐漸的這種社會發(fā) 展的情況 人們越來越不斷探討自然過程中 在改造自然過程中 認(rèn)識自然過程中 來 需求能夠解放人的一種奴隸 那么這種奴隸就是代替人們?nèi)ツ軌驈氖聫?fù)雜和繁重的體 力勞動 實(shí)現(xiàn)人們對不可達(dá)世界的認(rèn)識和改造 這也是人們在科技發(fā)展過程中的一個 客觀需要 但另一方面 盡管人們有各種各樣的好的想法 但是它也歸功于電子技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù)以及制造技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生了提供了強(qiáng)大的技術(shù)保證 那么下面我談一下就人們很關(guān)心的問題 為什么要發(fā)展機(jī)器人 那么簡單說 機(jī)器 人有三個方面是我們必要去發(fā)展的理由 一個是機(jī)器人干人不愿意干的事 把人從有毒 的 有害的 高溫的或危險(xiǎn)的 這樣的環(huán)境中解放出來 同時機(jī)器人可以干不好干的 活 比方說在汽車生產(chǎn)線上我們看到工人天天拿著一百多公斤的焊鉗 一天焊幾千個點(diǎn) 就重復(fù)性的勞動 一方面他很累 但是產(chǎn)品的質(zhì)量仍然很低 另一方面機(jī)器人干人干 不了的活 這也是非常重要的機(jī)器人發(fā)展的一個理由 比方說人們對太空的認(rèn)識 人 上不去的時候 叫機(jī)器人上天 上月球 以及到海洋 進(jìn)入到人體的小機(jī)器人 以及 在微觀環(huán)境下 對原子分子進(jìn)行搬遷的機(jī)器人 都是人們不可達(dá)的工作 上述方面的 三個問題 也就是說機(jī)器人發(fā)展的三個理由 那么什么是機(jī)器人呢 這個問題是一個非常有意思的一個問題 但人們一般的理解 機(jī)器人是具有一些類似人的功能的機(jī)械電子裝置或者叫自動化裝置 它仍然是個機(jī)器 它有三個特點(diǎn) 一個是有類人的功能 比如說作業(yè)功能 感知功能 行走功能 還能 完成各種動作 它還有一個特點(diǎn)是根據(jù)人的編程能自動的工作 這里一個顯著的特點(diǎn) 就是它可以編程 改變它的工作 動作 工作的對象和工作的一些要求 它是人造的 機(jī)器或機(jī)械電子裝置 所以這個機(jī)器人仍然是個機(jī)器 但是目前還沒有一個統(tǒng)一的有 關(guān)機(jī)器人定義 一般來說我們認(rèn)為機(jī)器人是計(jì)算機(jī)控制的可以編程的目前能夠完成某 種工作或可以移動的自動化機(jī)械 這是美國工程師協(xié)會定的一個定義 但日本和其他 國家也對機(jī)器人有不同的看法 他們認(rèn)為從完整的更為深遠(yuǎn)的機(jī)器人定義來看 應(yīng)該 更強(qiáng)調(diào)機(jī)器人智能 所以人們又提出來機(jī)器人的定義是能夠感知環(huán)境 能夠有學(xué)習(xí) 情感和對外界一種邏輯判斷思維的這種機(jī)器 那么這給機(jī)器人提出來更高層次的要求 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 2 頁 共 40 頁 那么比方說機(jī)器人在這里邊可以代替人進(jìn)行焊接 焊接的環(huán)境是非常復(fù)雜的 可以搬 運(yùn) 它在生產(chǎn)線中搬運(yùn)玻璃和各種各樣的一些零件的搬運(yùn)的工作 還可以在生產(chǎn)線中 碼垛等等 這都是把人從繁重的體力勞動中解放出來的一個例子 那么什么是機(jī)械手呢 機(jī)械手就是一種簡單的機(jī)器人 實(shí)際上就是專用的機(jī)械手 是一種可以模仿人的手和手臂的某些運(yùn)動機(jī)能 能夠安裝給定的程序 軌跡和其他的 要求 實(shí)現(xiàn)抓取 搬運(yùn)或者完成某些勞動作業(yè)的機(jī)械化 自動化的裝置 那么總結(jié)一下 我們認(rèn)為 機(jī)器人有三個發(fā)展階段 那么也就是說 我們習(xí)慣于 把機(jī)器人分成三類 一種是第一代機(jī)器人 那么也叫示教再現(xiàn)型機(jī)器人 它是通過一 個計(jì)算機(jī) 來控制一個多自由度的一個機(jī)械 通過示教存儲程序和信息 工作時把信 息讀取出來 然后發(fā)出指令 這樣的話機(jī)器人可以重復(fù)的根據(jù)人當(dāng)時示教的結(jié)果 再 現(xiàn)出這種動作 比方說汽車的點(diǎn)焊機(jī)器人 它只要把這個點(diǎn)焊的過程示教完以后 它 總是重復(fù)這樣一種工作 它對于外界的環(huán)境沒有感知 這個操作力的大小 這個工件 存在不存在 焊的好與壞 它并不知道 那么實(shí)際上這種從第一代機(jī)器人 也就存在 它這種缺陷 因此 在 20 世紀(jì) 70 年代后期 人們開始研究第二代機(jī)器人 叫帶感覺 的機(jī)器人 這種帶感覺的機(jī)器人是類似人在某種功能的感覺 比如說力覺 觸覺 滑 覺 視覺 聽覺和人進(jìn)行相類比 有了各種各樣的感覺 比方說在機(jī)器人抓一個物體 的時候 它實(shí)際上力的大小能感覺出來 它能夠通過視覺 能夠去感受和識別它的形 狀 大小 顏色 抓一個雞蛋 它能通過一個觸覺 知道它的力的大小和滑動的情況 那么第三代機(jī)器人 也是我們機(jī)器人學(xué)中一個理想的所追求的最高級的階段 叫 智能機(jī)器人 那么只要告訴它做什么 不用告訴它怎么去做 它就能完成運(yùn)動 感知 思維和人機(jī)通訊的這種功能和機(jī)能 那么這個目前的發(fā)展還是相對的只是在局部有這 種智能的概念和含義 但真正完整意義的這種智能機(jī)器人實(shí)際上并沒有存在 而只是 隨著我們不斷的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 智能的概念越來越豐富 它內(nèi)涵越來越寬 下面我簡單介紹一下我國機(jī)器人發(fā)展的基本概況 剛才談到了日本在 20 世紀(jì) 60 年代和美國都在開始進(jìn)行機(jī)器人的研究 由于我們國家存在很多其他的各種因素 問 題 我們國家在機(jī)器人的研究 在 20 世紀(jì) 70 年代后期 當(dāng)時我們在國家北京舉辦一 個日本的工業(yè)自動化產(chǎn)品展覽會 在這個會上有兩個產(chǎn)品 一個是數(shù)控機(jī)床 一個是 工業(yè)機(jī)器人 這個時候 我們國家的許多學(xué)者 看到了這樣一個方向 開始進(jìn)行了機(jī) 器人的研究 但是這時候研究 基本上還局限于理論的探討階段 那么真正進(jìn)行機(jī)器 人研究的時候 是在七五 八五 九五 十五將近這二十年的發(fā)展 發(fā)展最迅速的時 候 是在 1986 年我們國家成立了 863 計(jì)劃是高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃 就將機(jī)器人技術(shù)作為 一個重要的發(fā)展的主題 國家投入將近幾個億的資金開始進(jìn)行了機(jī)器人研究 使得我 們國家在機(jī)器人這一領(lǐng)域得到很快地 迅速地發(fā)展 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 3 頁 共 40 頁 1 緒論 1 1 機(jī)械手設(shè)計(jì)的目的 專用機(jī)械手設(shè)計(jì)是機(jī)械制造 機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械電子工程等專業(yè)的一個重要的教學(xué) 環(huán)節(jié) 是機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的一個綜合設(shè)計(jì)課題 通過設(shè)計(jì)提高學(xué)生 的機(jī)構(gòu)分析與綜合的能力 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力 機(jī)電夜一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力 掌握 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的設(shè)計(jì)方法 通過設(shè)計(jì)要求把有關(guān)的課程比如 機(jī)構(gòu)分析與綜合 機(jī)械原理 機(jī)械設(shè)計(jì) 液壓與氣壓系統(tǒng) 測試技術(shù) 數(shù)控技術(shù) 微機(jī)和單片機(jī)原理及 應(yīng)用等從中獲得理論知識在實(shí)際中綜合起來加以運(yùn)用 使這些知識的到鞏固和發(fā)展 并使理論與實(shí)際密切的結(jié)合起來 同時機(jī)械手設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)的學(xué)生的一 次比較完整的機(jī)電一體化整機(jī)的設(shè)計(jì) 通過設(shè)計(jì) 培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的機(jī)械整機(jī)設(shè)計(jì)能力 樹立正確的設(shè)計(jì)思想掌握機(jī)電一體化機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方法和步驟 為日后工作打 好基礎(chǔ) 通過設(shè)計(jì)使學(xué)生能熟練的應(yīng)用有關(guān)參考資料 計(jì)算圖表 手冊 圖冊和規(guī)范 熟練有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn) 以完成一個工程技術(shù)人員在機(jī)械整機(jī)設(shè)計(jì)方面所必須 具備的基礎(chǔ)技能訓(xùn)練 1 2 機(jī)械手設(shè)計(jì)的內(nèi)容 在調(diào)研 廣泛收集資料后擬定多種方案 經(jīng)過充分的分析論證后選擇最佳方案 完 成機(jī)械手總裝配圖設(shè)計(jì) 完成部分零件圖紙 完成四萬字符的英文翻譯 兩萬字的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 要求論文 概念清晰 層次分明 完成該機(jī)械手的單片機(jī)控制系統(tǒng)硬件配置圖及相關(guān)軟件的設(shè)計(jì) 該機(jī)械手能自動完成規(guī)定的功能 也能按要求手動 分步完成規(guī)定的動作 1 3 機(jī)械手設(shè)計(jì)的要求 要求機(jī)械手動作靈敏 準(zhǔn)確可靠 要求能檢測藥瓶是否準(zhǔn)確到位 若檢測藥瓶沒有準(zhǔn)確到位 及時發(fā)出反饋的信號 調(diào)整藥瓶的位置 要求控制擰緊力矩 以防過緊擰壞瓶蓋或過松 要求機(jī)械手有良好的適應(yīng)性 性能優(yōu)良 體積盡可能小 制造費(fèi)用低 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 4 頁 共 40 頁 2 機(jī)械手的方案選擇 2 1 機(jī)械手的組成 機(jī)械手是由執(zhí)行機(jī)構(gòu) 驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)所組成的 各部分關(guān)系如 2 1 圖所示 控 制 系 統(tǒng) 驅(qū) 動 系 統(tǒng) 位 置 反 饋 裝 置 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 工 件 控 制 系 統(tǒng) 驅(qū) 動 系 統(tǒng) 位 置 反 饋 裝 置 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 工 件 圖 2 1 機(jī)械手組成框圖 2 1 1 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由抓取部分包括手部 臂部 還有行走部件組成 手部 即是直接跟工件接觸的部分 一般是回旋型或平移型 多為回旋型的 因其結(jié)構(gòu) 簡單 手爪多為兩指 也有多指的 根據(jù)需要分為外抓式或內(nèi)抓式兩種 也可負(fù)壓 式或真空式的空氣吸盤和電磁吸盤 傳動機(jī)構(gòu)型式較多 常見的有 滑槽杠桿式 連 桿杠桿式 斜契杠桿式 絲杠螺母式等 腕部 腕部是連接手部和手臂的部件 并可用來調(diào)整被抓 取物體的方位 他可以上下 擺動 左右擺動 和繞自身軸線的回旋三個運(yùn)動 如有特殊的要求手腕還可以有一個 小距離的橫移 也有的機(jī)械手沒有腕部的自由度 臂部 手臂有無關(guān)節(jié)臂和有關(guān)節(jié)臂之分 目前采用的手臂幾乎都是無關(guān)節(jié)臂 多關(guān)節(jié)臂 還處在研究階段 手臂的作用是引導(dǎo)手指準(zhǔn)確地抓住工件 并運(yùn)送到所需要的位置上 為了使機(jī)械 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 5 頁 共 40 頁 手能夠正確地工作 手臂的三個自由度都需要精確地定位 總括機(jī)械手的運(yùn)動 離不開直線移動和轉(zhuǎn)動二種 因此它采用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是 直線油缸 擺動油缸 電液脈沖馬達(dá) 伺服油馬達(dá) 交流伺服馬達(dá) 直流伺服馬達(dá)和 步進(jìn)馬達(dá)等 手臂有三個自由度 可以采用直角坐標(biāo) 圓柱坐標(biāo) 球坐標(biāo)和多關(guān)節(jié)四種方式 直角坐標(biāo)占空間大 工作范圍小 慣性大 所以一般不多用 只有在自由度較少 的時候用之 圓柱坐標(biāo)占用空間較小 工作范圍較大 但慣性也大 且不能抓取地面的物體 球坐標(biāo)和多關(guān)節(jié)占用空間小 工作范圍大 慣性小 所需動力小 能抓取底面的 物體 多關(guān)節(jié)還可以繞障礙物選擇途徑 但多關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)較復(fù)雜 所以不多用 在本設(shè)計(jì)中選用了圓柱坐標(biāo)式 行走機(jī)構(gòu) 有的機(jī)械手帶有行走機(jī)構(gòu) 2 1 2 驅(qū)動機(jī)構(gòu) 有氣動 液動 電動 機(jī)械的四種形式 氣動式速度快 結(jié)構(gòu)簡單 成本低 采 用點(diǎn)位控制或機(jī)械擋塊定位時 有較高的重復(fù)定位精度 但是臂力一般在 300N 以下 液動式力氣大 臂力可以達(dá) 1000N 以上 且可以用電液伺服機(jī)構(gòu) 可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制 使機(jī)械手的用途和通用性更廣 定位精度在 1mm 范圍內(nèi) 目前常用的式氣動和液動驅(qū) 動的方式 電動式用于小型的 機(jī)械式一般用于動作簡單的場合 2 1 3 控制系統(tǒng) 機(jī)械手控制的要素 包括工作順序 到達(dá)位置 動作時間 運(yùn)動速度和加減速度 等 機(jī)械手的控制分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制兩種 目前以點(diǎn)位控制為主 占 90 以上 控制系統(tǒng)可根據(jù)動作的要求 設(shè)計(jì)采用數(shù)字順序控制 它首先要編制程序加以存 貯 然后再根據(jù)規(guī)定的程序 控制機(jī)械手進(jìn)行工作 程序的存貯方式分為分離存貯和集中存貯兩種 分離存貯是將各種控制因素的信 息分別存貯于兩種以上的存貯裝置中 如順序信息存貯于插銷 飯 凸輪轉(zhuǎn)鼓 穿孔帶 內(nèi) 位置信息存貯于時間繼電器 定速回轉(zhuǎn)鼓等 集中存貯是將各種控制因素的信息全部存貯于一種存貯裝置內(nèi) 如磁帶 磁鼓等 這種方式適用于順序 位置 時間 速度等必須同時控制的場合 即連續(xù)控制的情況 下使用 對動作復(fù)雜的機(jī)械手 機(jī)械人 采用示教再現(xiàn)型控制系統(tǒng) 更復(fù)雜的機(jī)械手 機(jī)械 人 則采用數(shù)字控制系統(tǒng) 小型計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)控制的系統(tǒng) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 6 頁 共 40 頁 控制系統(tǒng)以插銷板用得最多 其次是凸輪轉(zhuǎn)鼓 它裝有許多凸輪 每一凸輪分配 給一個運(yùn)動軸 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動一周便完成一個工作循環(huán) 插銷板適用于裕要迅速改變程序的場合 換一種程序只需抽換一種插銷板就可 而同一插件又可以反復(fù)使用 穿孔帶容納的程序長度可不受限制 但如果發(fā)生錯誤時就要全部更換 穿孔卡的 信息容量有限 但便于更換 保存 可重復(fù)使用 磁芯和磁鼓僅適用子存貯容量較大的場合 范于選擇那一種控制元件 則根據(jù)動 作的復(fù)雜程度和精確程度來確定 2 1 4 基體 基體是整個機(jī)械手的基礎(chǔ) 2 2 方案的比較選擇 2 2 1 手部的選定 歸結(jié)起來 常用的手部 按其握持工件的原理 大致可以分為夾持和吸附兩大類 夾持類主要用于所夾持的物體表面不是很光滑 特別是有螺紋的物體 而吸附式主要 用于表面特別光滑的物體利用真空吸附或者用能被磁鐵吸附的物體 本設(shè)計(jì)要求的是 瓶蓋的旋緊 通過比較可以選定用夾持式的手部 而夾持類主要是夾鉗式 鉤托式和 彈簧式 按其的運(yùn)動方式又可以分為手指回旋型和手指平移型兩種 根據(jù)要求可以知 道選擇的是回旋型手指 夾鉗式的手部是由手指 傳動機(jī)構(gòu)和驅(qū)動裝置三部分組成的 他對抓取各種形狀的工件具有較大的適應(yīng)性 可以抓取軸類 盤類 套類零件 一般 情況下 多采用兩個手指 少數(shù)采用三個指或者多個指 驅(qū)動裝置根據(jù)驅(qū)動源可以分 為液壓的 氣壓 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 7 頁 共 40 頁 圖 2 2 為連桿杠桿式手部 圖 2 3 為滑槽杠桿式手部 的和電動的等幾類形式 常用的傳動機(jī)構(gòu)往往通過滑槽 斜槽 齒輪齒條 連桿機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)夾緊或松開的 根據(jù)需要 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)要求是能夾緊瓶蓋并且能夠旋緊瓶蓋 而 根據(jù)他們的特點(diǎn)液壓和氣壓的很難能轉(zhuǎn)過 360 度角 而本設(shè)計(jì)要求旋緊一般都要求大 于 360 度 雖然齒輪齒條 連桿機(jī)構(gòu)能夠轉(zhuǎn)過 360 度 但是這兩種結(jié)構(gòu)對于這種只要 求簡單動作的機(jī)械手來說 又太復(fù)雜了 又大材小用的感覺 而恰好用電動能夠?qū)崿F(xiàn) 任意的角度的旋轉(zhuǎn) 所以選擇電動作為手部的手腕旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源 而又由于液壓的準(zhǔn)確 性和穩(wěn)定性所以又選定又選定用液壓驅(qū)動來作為手部的夾緊和放松驅(qū)動源 典型的回轉(zhuǎn)型手部有滑槽杠桿式和連桿杠桿式兩類如上圖所示 因?yàn)槲疫x擇的驅(qū)動方式式用液壓來驅(qū)動機(jī)械手的放松和夾緊 又為了不占用太大 的空間 而兩個比較 連桿杠桿式結(jié)構(gòu)式個常開的手部 而且是驅(qū)動力是向下的時候 是夾緊 而滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)是驅(qū)動力向上的時候是夾緊 在結(jié)構(gòu)上后者會占用更 大的空間所以選擇了前者作為機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu) 2 2 2 腕部的選定 手腕部件具有獨(dú)立的自由度 如圖 2 4 所示 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 8 頁 共 40 頁 圖 2 4 為 腕部的自由度 手部的運(yùn)動有 繞 X 軸轉(zhuǎn)動為回轉(zhuǎn)運(yùn)動 繞 Y 軸運(yùn)動為上下擺動 繞 Z 軸轉(zhuǎn)動稱 為左右擺動 有的甚至是沿 Y 軸或 Z 軸的橫向的移動 一般手部設(shè)有回轉(zhuǎn)的或加上一 個擺動的即可以滿足工作要求 一些動作較簡單的專用機(jī)械手 為簡化結(jié)構(gòu) 可以不 設(shè)腕部 而直接由臂部的運(yùn)動來驅(qū)使手部搬運(yùn)工件 目前 應(yīng)用最廣泛的手腕運(yùn)動機(jī) 構(gòu)是回轉(zhuǎn)液壓缸 或者氣壓缸 他的結(jié)構(gòu)緊湊 靈巧但是回轉(zhuǎn)角度較小 一般小于 270 度 并且要求嚴(yán)格的密封 否則就難保證穩(wěn)定的輸出扭矩 因此在本設(shè)計(jì)中我選定用 電動機(jī)來驅(qū)動手腕的轉(zhuǎn)動 可以實(shí)現(xiàn)任意的角度 因?yàn)闉榱撕喕Y(jié)構(gòu) 在保證能完成所要的動作的基礎(chǔ)上 所以選定手腕只要一個 自由度就可以了 就是只要他能夠繞 Y 軸轉(zhuǎn)動就可以了 2 2 3 臂部的選定 手臂的各種運(yùn)動通常用驅(qū)動機(jī)構(gòu) 如液壓或氣壓 和各種傳動機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn) 從臂 部的受力情況分析 它再工作中既直接承受腕部 手部和工件的靜 動載荷 而且自 身運(yùn)動又較多 故受力復(fù)雜 因此 它的結(jié)構(gòu) 工作范圍 靈活性以及抓重大小和定 位精度等直接影響機(jī)械手的工作性能 臂部設(shè)計(jì)的基本要求 臂部應(yīng)承載能力大 剛性好 自重輕 臂部運(yùn)動速度要高 慣性要小 手臂動作應(yīng)該靈活 位置精度要高 手臂的典型運(yùn)動形式又 直線運(yùn)動 如手臂的伸縮 升降和橫向 或縱向 移動 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 9 頁 共 40 頁 回轉(zhuǎn)運(yùn)動 如手臂的左右擺動 上下擺動 俯仰 復(fù)合運(yùn)動 如直線云和回轉(zhuǎn)運(yùn)動組 合 兩直線云的組合 首先 因?yàn)槲乙O(shè)計(jì)的是一個專用的機(jī)械手 完成以個簡單的動作 沒有必要手 臂的伸縮 也可以完成動作 所以只要手臂能夠回轉(zhuǎn)和升降就可以了 手臂所要實(shí)現(xiàn) 的動作是手臂回轉(zhuǎn)到瓶蓋所在位置 這個位置可以調(diào)整 一經(jīng)調(diào)整就是一個固定的位 置 起到自動定位的作用 然后夾緊缸動作把瓶蓋夾緊 手臂升起到一定的位置停止 回轉(zhuǎn)到瓶子所在的位置 這個位置也是一個固定的位置 瓶子自動停止在固定的位置 然后自動夾緊等待上蓋 下降 旋緊 放松 上升 又回轉(zhuǎn)到原來的位置 進(jìn)行下一 個循環(huán) 由所要實(shí)現(xiàn)的動作可以確定手臂的形式是只要升降機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)就可以了 手臂的回轉(zhuǎn)和升降 通常由機(jī)身來實(shí)現(xiàn) 有三種典型的結(jié)構(gòu) 回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之下的機(jī)身結(jié)構(gòu) 手臂部件固定在升降臺上 升降臺下面與花鍵軸相連接 回轉(zhuǎn)缸布置在升降臺的 下面 回轉(zhuǎn)缸的動片與花鍵軸套固定 動片在壓力油的作用下回轉(zhuǎn)時 通過花鍵軸套 回轉(zhuǎn) 花鍵軸由兩個徑向滾珠軸承和一個平面推力軸承支撐在活塞桿上 活塞在升降 液壓缸內(nèi)做升降運(yùn)動 帶動花鍵上移 花鍵既作為導(dǎo)向又傳遞扭矩 這種結(jié)構(gòu)能承受 較大的偏重力矩 其缺點(diǎn)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動傳動路線長 花鍵軸的變形對回轉(zhuǎn)運(yùn)動的精度的 影響不可以忽視 回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的結(jié)構(gòu) 手臂部件與回轉(zhuǎn)缸的上端蓋連接 回轉(zhuǎn)缸的動片與缸體連接 由缸體帶動手臂做 回轉(zhuǎn)運(yùn)動 回轉(zhuǎn)缸的轉(zhuǎn)軸與升降缸的活塞桿一體 活塞桿內(nèi)裝一花鍵套與固定花鍵軸 配合 活塞升降由花鍵軸導(dǎo) 這種結(jié)構(gòu)采用單缸活塞桿 導(dǎo)向桿在活塞桿內(nèi)部 結(jié)構(gòu) 緊湊 但是回轉(zhuǎn)缸與臂部一起升降 運(yùn)動部件較大 剛性較差 比較以上兩種 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)要求的回轉(zhuǎn)精度要求比較高 而第一種類型不能滿足 第二種雖然運(yùn)動部件較大 剛性較差 但是這種是專用的機(jī)械手 要完成的動作所要 求的力矩 也就是動力不是很大 所以復(fù)符合要求 選定第二種結(jié)構(gòu) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 10 頁 共 40 頁 圖 2 5 為回轉(zhuǎn)缸在升降缸之上結(jié)構(gòu) 2 2 4 驅(qū)動系統(tǒng)的選定 機(jī)械手的驅(qū)動系統(tǒng)通常有多種 常用的有 液壓驅(qū)動 氣壓驅(qū)動 電機(jī)驅(qū)動等幾 種基本的方式 一臺機(jī)械手可以統(tǒng)一用一種方式驅(qū)動 也可以用幾種方式驅(qū)動 各種 驅(qū)動方式都有自己的特點(diǎn)和使用范圍 因此 我們要了解他們 并從使用機(jī)械手的技 術(shù)經(jīng)濟(jì)要求出發(fā) 在分析比較他們的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上 結(jié)合自己的情況 合適地選擇 所用的驅(qū)動系統(tǒng) 以下是幾種驅(qū)動方式的比較 液壓驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 輸出的驅(qū)動力和驅(qū)動力矩大 液壓因其不可壓縮性 可以傳遞高達(dá)每平方厘米二 三 百公斤的壓力 通常使用的壓力為 5 140 公斤 平方厘米 而機(jī)械手中多用 6 70 公 斤 平方厘米 所以 它驅(qū)動的機(jī)構(gòu) 可以達(dá)到若干噸的作業(yè)力量 而通常在機(jī)械 手作業(yè)中的力量 要小得多 目前一般多為 10 100 公斤左右 所以 它具有較大 的潛在力可供利用 體積小 因?yàn)榭梢园褎幼饔透字苯幼鳛殛P(guān)節(jié)的一部分 故結(jié)構(gòu)簡單 緊湊 剛性好 控制性能好由于油在低壓工作中不可以壓縮性 能夠方便地進(jìn)行壓力和流量的控制 實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動的無級調(diào)速和緩沖定位 如可以實(shí)現(xiàn)任意速度的進(jìn)行位移 并在任意 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 11 頁 共 40 頁 位置停止 并以較高精度定位 并且由于它反應(yīng)靈敏 便于構(gòu)成液壓伺服系統(tǒng) 而 實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制 使用性能好 由于油液本身能自我潤滑液壓元件 有利于延長其使用的壽命 并且 在系統(tǒng)中 一般都裝有安全閥 可以有效的防止過載現(xiàn)象的發(fā)生 維修方便 液壓驅(qū)動系統(tǒng)的缺點(diǎn) 費(fèi)用高 液壓元件本身 制造成本較高 這是由于對它的加工要求較高所致 另外 油路一般比較復(fù)雜 而所用油液 又需要定期更換 所以 其總費(fèi)用是比較高的 作業(yè)環(huán)境條件又限制 因液壓系統(tǒng)中的油液粘度 會隨溫度而變化 從而影響其工 作性能 特別在高溫及低溫時 不能應(yīng)用 而且 油液容易燃燒 故應(yīng)注意其工作 環(huán)境的溫度 另外 在油液中混入氣泡 水分等 也會使系統(tǒng)工作性能變壞 油液 的泄露 也會影響工作的穩(wěn)定和定位精度 并污染環(huán)境 所以液壓驅(qū)動宜用于不怕 油液污染的常溫的環(huán)境中 且要求輸出力大而速度較低的場合 氣壓驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 動作迅速 因?yàn)閴嚎s空氣粘性小 流速大 它在管路中的流速 可以達(dá) 180 秒左 右 而油液僅為 2 5 4 5 米 秒左右 故動作很快 不過 在作業(yè)中 應(yīng)注意在執(zhí)行機(jī) 構(gòu)接近行程終點(diǎn)時 防止由于動作太快而產(chǎn)生沖擊及越程 氣體的供應(yīng)和排放較方便 由于空氣取用較方便 不用購買 只需要開動空氣壓縮 機(jī)既可獲的壓縮空氣 由于空氣粘性很小 故管路壓力損失也很小 可以進(jìn)行遠(yuǎn)距 離的輸送 而用后的空氣 可以直接派人大氣 一般情況下不會造成污染 維修方 便 總花費(fèi)較低 由于結(jié)構(gòu)簡單 制造也比較容易 故價格相對較便宜 使用中的花 費(fèi) 也比液壓驅(qū)動要小 故中花費(fèi)也相對較低 氣壓驅(qū)動系統(tǒng)的缺點(diǎn)是 驅(qū)動力小 由于可壓縮性很大 一般只適用于低壓 所以 其驅(qū)動力較小 一般用 壓縮空氣驅(qū)動的機(jī)械手 常用于 10 公斤以下的物體 控制性能較差 由于空的可壓縮性大 阻尼效果差 低速不易控制 故運(yùn)動穩(wěn)定性 差 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的體積太大 因空氣傳遞的壓力小 所以 驅(qū)動汽缸等氣動元件的體 積都相對較大 排放時有噪音 使用后的壓縮空氣 大氣排放時 會產(chǎn)生噪音 故宜裝置消音器 氣中含有水汽而對使用不利 因壓縮空氣中往往含有水汽 易造成氣壓系統(tǒng)的銹 而在低溫下 則由于冷凝結(jié)冰 有可能使啟動困難 所以 氣壓驅(qū)動 宜用于驅(qū)動力 小于 30 公斤 但是要求速度快的場合 也適用于在易燃易爆 溫度較高和塵土大的場 合 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 12 頁 共 40 頁 電機(jī)驅(qū)動的優(yōu)缺點(diǎn) 步進(jìn)電機(jī)是純粹的數(shù)字控制電動機(jī) 它將電脈沖信號轉(zhuǎn)變成 角位移 即給一個脈沖信號 步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動一個角度 因此非常適合于微機(jī)或單片 機(jī)控制 圖 2 6 總裝配簡圖的主視圖 步進(jìn)電機(jī)有如下特點(diǎn) 步進(jìn)電機(jī)的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比 因此 當(dāng)它轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)后 沒有累計(jì)誤 差 具有良好的跟隨性 由于步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動電路組成的開環(huán)樹控系統(tǒng) 既非常簡單廉價 有非?？煽?同 時它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 步進(jìn)電機(jī)的動態(tài)響應(yīng)快 容易起停 正反轉(zhuǎn)及變速 速度可以在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié) 低速下仍能保證獲得大的轉(zhuǎn)矩 因此 一 般可不用減速器而直接驅(qū)動負(fù)載 步進(jìn)電機(jī)存在震蕩和失真的現(xiàn)象 必須對控制系統(tǒng)和機(jī)械負(fù)載采取相應(yīng)的措施 步進(jìn)電機(jī)只能通過脈沖電源供電才能運(yùn)行 它不能直接使用交流電源和直流電源 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 13 頁 共 40 頁 步進(jìn)電機(jī)自身的噪音很震動大 帶慣性負(fù)載的能力較差 本設(shè)計(jì)的要求是速度一般 驅(qū)動力不大 但是控制性要好體積不要太大 通過對 比選定是用液壓驅(qū)動手臂的升降和回轉(zhuǎn)和手部的夾緊 放松 而用電機(jī)驅(qū)動手部的回 轉(zhuǎn) 因?yàn)橐剞D(zhuǎn)的角度大于 360 度 用步進(jìn)電機(jī)可以很容易的實(shí)現(xiàn) 小結(jié) 最后選定手部用連桿杠桿式 腕部選定為一個自由度 回轉(zhuǎn) 的簡單結(jié)構(gòu) 臂部選定為回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的結(jié)構(gòu) 驅(qū)動系統(tǒng)選定為用液壓驅(qū)動手臂的升降和 回轉(zhuǎn)和手部的夾緊 放松 而用電機(jī)驅(qū)動手部的回轉(zhuǎn) 結(jié)果畫出總裝配簡圖的主視圖 為 3 計(jì)算校核 3 1 計(jì)算機(jī)械手手部的夾緊驅(qū)動力 圖 3 1 為連桿式手部結(jié)構(gòu) 作用在拉桿 3 上的驅(qū)動力為 F 兩連桿 2 對拉桿的反 作用力為 F1 和 F2 其方向沿連桿兩鉸鏈中心的連線 指向 O 點(diǎn)并與水平方向成 角 由拉桿的力平衡條件得 圖 3 1 為手部受力分析圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 14 頁 共 40 頁 F X 0 得 F1 F2 F Y 0 得 F1 3 1 sin2 F1 F1 M 01 F 0 得 F1 h FNb 3 2 h ccos F tg F N 3 3 1 如上 3 1 圖所示受力分析 由調(diào)查可知要旋緊瓶蓋要的力大概都在 3 N m 以下 所以可以計(jì)算最大的夾緊了 就是瓶蓋最大的時候了 計(jì)算如下 F f d 3 而 d 60 mm f 塑料經(jīng)查資料的 0 6 所以 FN 3 0 6 0 06 83 3 N F tg FN tg600 83 3 288 7 N 3 cb26 4 2 設(shè) K1 1 5 垂直方向的移動速度為 60 mm s 機(jī)械手達(dá)到最高速度的響應(yīng) 時間是 0 5 s K2 1 1 13 2 3 ga8 950 6 5 K3 1 03 根據(jù)驅(qū)動力公式得 FNmin 1 5 13 2 1 03 0 03 10 6 0 N 在這里設(shè)瓶蓋為 30 克 而 F N 83 3 N FNmin 6 0N 所以符合要求 Fmin tg600 6 0 20 8 N26 而 F 288 7 N F Nmin Fmin 0 85 23 5 N 所以符合要求 在這里解釋一下為什么這兩個力相差那么大呢 那是因?yàn)椴粌H僅 要夾住瓶蓋還要提供扭力給瓶蓋來旋緊它 所以 F 288 7 N F N 83 3 N 才可以滿足要求 3 校核夾緊缸 由夾緊缸的公式得 F 實(shí) F D 2 d2 p 4 3 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 15 頁 共 40 頁 6 在這里液壓缸直徑為 D 40 mm d 18 mm 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列 JB828 66 所以 得到 p 4F D 2 d2 0 274 MPa 3 2 腕部回轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算 腕部回轉(zhuǎn)時要克服以下幾種阻力 腕部回轉(zhuǎn)支撐處的摩擦力矩 M 摩 如圖所示 M 摩 F R1D1 FR2D2 3 2f 7 式中 F R1 F R2 軸承處支承反力 N 可以由靜力平衡方程求得 D1 D 2 軸承直徑 m f 軸承的摩擦系數(shù) 對于滾動軸承取 0 01 0 02 對于滑動軸 承取 0 1 為了簡化計(jì)算可以等效為 0 1 圖中 G1 G 2 G 3 分別是工件的摩 M總 阻 力 距 重量 kg 手部的重量 手腕轉(zhuǎn)動件的重量 克服由于工件重心偏置所需要的力矩 偏 圖 3 2 為手腕的受力分析圖 G1e 3 8 M偏 式中 e 工件重心到手腕回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離 m 克服啟動慣性所需要的力矩 M 慣 啟動過程近似等加速運(yùn)動 根據(jù)手腕回轉(zhuǎn)的角速度 及啟動所用的時間 可t啟 動 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 16 頁 共 40 頁 以按以下計(jì)算 J 3 9 M慣 J工 件 t啟 動 式中 工件對手腕的回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量 N m s 2 工 件 J 手腕回轉(zhuǎn)部分對腕部回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量 N m s 2 啟動過程所要的時間 s 一般為 0 05 0 3s 所以 手腕回轉(zhuǎn)所需要的驅(qū)動力矩為上述三項(xiàng)之和 3 M總 摩 偏 慣 10 設(shè)啟動時間為 為 0 1s 10 s 由于工件是瓶蓋很輕 可以忽略不計(jì)算t啟 動 現(xiàn)在把整個手部 手腕一起等效為一個回轉(zhuǎn)圓筒 所以 J m l2 3 3 12 3 R1 11 9 65 9 0 0220 0342 12 0 11 N m s220 368 J 0 11 10 0 1 34 5 N mM慣 J工 件 t啟 動 0 1 3 總 摩 偏 慣 M總 慣 12 因此可以求出 34 5 0 9 38 4 N m總 選擇電動機(jī) 因?yàn)樗呐まD(zhuǎn)力矩比較小所以可以選擇較小的電機(jī)就可以了 3 3 臂部與機(jī)身的計(jì)算 3 3 1 手部作升降運(yùn)動的液壓缸驅(qū)動力的計(jì)算 F F 慣 G 3 F摩 密 回 13 式中 為摩擦阻力 摩 2 F1f 這里 f 0 16摩 G 零部件以及工件所受的總重力 密封裝置處的摩擦阻力 密 液壓缸回油腔低壓油液所造成的阻力 F回 F 慣 啟動和制動時 活塞桿所受的平均慣性力 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 17 頁 共 40 頁 在這里 F1 等于 G 總 G 總 由升降缸的活塞套筒 回轉(zhuǎn)缸 橫梁 手部等組成估計(jì) 總重量為 86 2kg 所以 G 總 mg 86 2 9 8 845N 3 14 2 F1f 2 845 0 16 270 3 N摩 的計(jì)算 一般被阻力都比較小 可以按 0 05p 計(jì)算 F回 F回 的計(jì)算 因?yàn)槭?O 型的密封圈 當(dāng)液壓缸的工作壓力小于 10MPa 時 這時可以密 用 O 型的密封圈 而且液壓缸密封處的總的摩擦力可以近似為 0 03F 還有就是導(dǎo) 桿處的密封 因?yàn)槭谴怪钡?所以這里的摩擦力很小也可以近似為 0 01F 所以有 0 04F密 F 慣 的計(jì)算 F 慣 G 總 v g t 3 15 G 總 就是參加運(yùn)動的零部件的所受的總重力 包括工件重量 N G 重力加速度 取 9 8m s2 v 為由靜止加速到常速的變化量 m s t 為啟動過程時間 s 一般取 0 01 0 5s 對于輕載的低速運(yùn) 動部件取較小的值 對重載高速運(yùn)動部件取較大 的值 在這里取 0 1S v 為 0 06 m s F 慣 G 總 v g t 51 7 N8450 691 F F 慣 G 51 7 270 3 0 04F 0 05PS 845 摩 密 回 在這里 S 是有效的面積 背壓面的面積 S R 2 r2 0 07 0 07 0 045 0 045 0 009 m2 3 16 又因?yàn)橐簤焊椎膬?nèi)徑和壓力的關(guān)系 當(dāng)油進(jìn)入無桿腔時 F F1 p D 2 4 當(dāng)油進(jìn)入有桿腔的時候 F F2 p D 2 d2 4 液壓缸的有效面積是 S F p 所以得 F D2p 1 13 1 13 0 00117p 3 17 聯(lián)合以上的 式可以求出 p 1 04MPa F 1217 N 式中 F 驅(qū)動力 N P 液壓缸的工作壓力 Pa 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 18 頁 共 40 頁 D 液壓缸的內(nèi)徑 m D 活塞桿的直徑 m 液壓缸的工作效率 在工程機(jī)械中耐油橡膠可以取 0 8 液壓缸壁厚的校核 因?yàn)橛缮厦娴挠?jì)算可以知道壓力比較小 所以立于選擇薄壁的 即是 16 時 D 1000 6 59 mm 3 18 21 Dp0 4 而在本設(shè)計(jì)中選擇了 25 mm 的壁厚的原因是 因?yàn)檫@里的液壓缸不僅僅是液壓缸 而也是支承手臂 手腕和手部還有工件的重量 所以設(shè)計(jì)的比較大 3 3 2 手臂回轉(zhuǎn)液壓缸的計(jì)算 驅(qū)動手臂回轉(zhuǎn)的力矩 應(yīng)該與手臂啟動時所產(chǎn)生的慣性力矩 及各密封處M驅(qū) M慣 的摩擦阻力矩 相平衡 封 3 驅(qū) 慣 封 回 19 式中 密封裝置處的摩擦力矩 N m 封 J0 J0 3 M慣 t 20 式中 回轉(zhuǎn)缸動片的角速度變化量 rad s 在啟動過程中 t 起動過程的時間 s J0 手臂回轉(zhuǎn)部件 包括工件 對回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量 N m s 2 若手臂回轉(zhuǎn)零件的重心與回轉(zhuǎn)軸的距離為 r 則 J0 JC 3 Gg2r 21 式中 JC 回轉(zhuǎn)零件對重心軸線的轉(zhuǎn)動慣量 D 2 d2 3 M驅(qū) Rrdpb 22 回轉(zhuǎn)缸內(nèi)徑與壓力的關(guān)系 D 2 d2 所以 3 驅(qū) 23 P 2 D 2 d2 bM驅(qū) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 19 頁 共 40 頁 式中 D 回轉(zhuǎn)缸的內(nèi)徑 m 作用在動片的外載荷力矩 M驅(qū) P 回轉(zhuǎn)液壓缸的工作壓力 Pa d 輸出軸與動片連接處的直徑 m b 動片的寬度 m 由經(jīng)驗(yàn)得 0 03 3 M阻 封 回 驅(qū) 24 J0 J 0 J0 15 7 J0慣 t 1 57 在這里把回轉(zhuǎn)部分等分為三部分包括回轉(zhuǎn)缸 橫梁 手腕 轉(zhuǎn)動慣量分別為 J1 J2 J3 所以 J0 J1 J2 J3 3 25 回轉(zhuǎn)缸等效為外徑為 R 100 mm 內(nèi)徑為 r 45 mm 長度為 l 120 mm 的圓筒 則有 J1 m l2 3 3 12 11 8 0 12 2 3 3 0 120 0452 12R1 0 0143 N m s2 橫梁等效為長 l 1300 mm a b 120 mm c d 100 mm 的方筒 偏離回轉(zhuǎn)軸線 r 150 mm l2 a2 c2 1 32 0 122 0 12 3 2J1m14 26 6 29 N m s2 J2 44 0 15 0 15 7 28 N m s2 手腕和手部等效為圓筒由上面就可以知道 m l2 3 3 12 3R1 9 65 0 3682 9 0 0220 0342 12 0 11 N m s2 J3 mr2 3 27 0 11 14 8 0 56 0 56 4 75 N m s2 J0 J1 J2 J3 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 20 頁 共 40 頁 4 75 7 28 0 0143 12 0 m s2 J0 J 0 J0 15 7 J0 15 7 12 0 188 4 N mM慣 t 1 57 估算 0 85 221 6 N m驅(qū) 慣 P 2 D 2 d2 b驅(qū) 代人數(shù)據(jù)得 P 0 27 MPa 4 驅(qū)動的選擇 4 1 液壓控制部分 4 1 1 液壓控制簡介 液壓控制系統(tǒng)自 60 年代初到現(xiàn)在 已在機(jī)械手中獲得了廣泛的應(yīng)用 目前 雖然 在中等負(fù)載以下的機(jī)械手中有采用電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng) 但是在簡易經(jīng)濟(jì)型 重型的工業(yè)繼 續(xù)實(shí)施和噴涂機(jī)械手中采用液壓系統(tǒng)的比較多 液壓系統(tǒng)在機(jī)械手中所起的作用是通過電 液轉(zhuǎn)換元件把控制信號進(jìn)行功率放 大 對液壓動力機(jī)構(gòu)進(jìn)行方向 位置和速度的控制 進(jìn)而控制機(jī)械手的手臂按給定的 運(yùn)動規(guī)律動作 液壓動力機(jī)構(gòu)多數(shù)情況下采用直線液壓缸或擺動液壓缸 用于實(shí)現(xiàn)手 臂的伸縮升降以及手腕 手臂的回轉(zhuǎn) 程序控制機(jī)械手的液壓控制系統(tǒng) 這類機(jī)械手屬于非伺服控制機(jī)械手 在只有簡 單搬運(yùn)作業(yè)功能的機(jī)械手中 常常采用簡易的邏輯控制裝置或編程控制 對機(jī)械手實(shí) 現(xiàn)有限為的控制 這類機(jī)械手的液壓控制設(shè)計(jì)與其他液壓機(jī)械設(shè)計(jì)所考慮的問題大致 相同 只是 3 在以下方面須加以重視 液壓缸的設(shè)計(jì) 在確保密封性的前提下 盡量選用橡膠與氟化塑料組合的密封件 以減少摩擦阻力 提高液壓缸的使用壽命 定位點(diǎn)的緩沖和制動 因機(jī)械手手臂的運(yùn)動慣性量較大 在定位點(diǎn)前要加緩沖與 制動機(jī)構(gòu)或鎖緊裝置 對慣性較大的運(yùn)動軸和接近機(jī)械手末端的腕部運(yùn)動軸的液壓缸兩側(cè) 最好加設(shè)安 全保護(hù)裝置 防止因碰撞過載弄壞機(jī)械結(jié)構(gòu) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 21 頁 共 40 頁 4 1 2 液壓系統(tǒng)傳動方案的確定 各液壓缸的換向回路 為了便于機(jī)械手的自動控制 如采用可編程序或微機(jī)控制 這里使用單片機(jī)控制 因?yàn)橛缮弦徽驴梢灾老到y(tǒng)的壓力和流量都不是很搞 因此可以選用電磁換向閥回路 以獲得較好的自動化長度和經(jīng)濟(jì)效益 在這里采用單泵供油 手臂旋轉(zhuǎn) 手臂的升降 還有夾緊等機(jī)構(gòu)采用并聯(lián)供油 這樣可以有效地降低系統(tǒng)的供油的壓力 此時為了保 證多缸的系統(tǒng)互不干擾 實(shí)現(xiàn)同步或非同步的 運(yùn)動 換向閥需采用中位 O 型換向閥 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 22 頁 共 40 頁 調(diào)速方案 圖 4 1 雙向的節(jié)流系統(tǒng) 圖 4 2 減速緩沖回路 整個液壓控制系統(tǒng)只用單泵工作 各液壓缸所需的流量相差較大 各液壓缸都用 液壓泵的全流量工作是無法滿足設(shè)計(jì)的要求的 盡管有的液壓缸是單一速度工作 大 廈也需要進(jìn)行節(jié)流調(diào)速 用以保證液壓缸運(yùn)行的平穩(wěn)運(yùn)行 各缸可以選擇進(jìn)油路或回 油路節(jié)流調(diào)速 因?yàn)橄到y(tǒng)為中低的系統(tǒng) 一般適宜選用節(jié)流閥調(diào)速 機(jī)械手的手臂的升降和回轉(zhuǎn)缸都參與兩個單向節(jié)流閥來實(shí)現(xiàn) 如上圖所示 在一般的情況下 機(jī)械手的各個部位是分別動作的 手臂的升降回轉(zhuǎn) 還有手部 的夾緊所需的流量相差不是很大所以可以選用單泵供油也可以用雙泵供油 在這里選 用單泵供油 減速緩沖回路 如圖所示 它由二位二通電磁換向閥和節(jié)流閥并聯(lián)組成 當(dāng)液壓缸運(yùn)動快到希望 點(diǎn)時 由位置檢測裝置 電位器 發(fā)出信號給單片機(jī) 然后單片機(jī)控制電磁鐵 1YA 通 電切斷二位二通閥的通路 液壓缸的回路改經(jīng)節(jié)流閥流回油箱 增大了回油路的阻力 使液壓缸速度閥進(jìn)行緩沖 它有可靠性好 定位精度高的特點(diǎn) 擬定液壓控制簡圖為如下 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 23 頁 共 40 頁 圖 4 3 為液壓控制簡圖 選定型號 選擇液壓泵 根據(jù)上一章可以知道手部的夾緊缸 手臂的升降缸和手臂的回轉(zhuǎn)缸的工作壓力都 比較小 最大為 1 04MPa 估算 P 0 5MPa maxP2 P 1 04 0 5 1 54 MPa 4 1 spax qvmax qv2 16 2l min 取 K 1 1 1 3 4 2 qvp K qv max 1 3 16 2 21 1 l min 根據(jù) 液壓傳動設(shè)計(jì)手冊 P115 頁表 2 2 選 CE B25 n 1430 r min qvp 2 5MPa 25 l minp額 電動機(jī)的選用 取泵的總效率為 0 65 則 qvp 2 5 1000000 25 0 001 60 0 65 1 63kw 4 3 N電 額 所以選用電動機(jī)為 Y100L 1 4 N 2 2kg n 1430r min 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 24 頁 共 40 頁 圖 4 4 機(jī)械手所用的液壓元件表 序號 元件名稱 型號 規(guī)格 數(shù)量 1 線隙式濾油器 XU I 32X100 250N 32 l min 1 2 電動機(jī) Y100L 1 4 N 2 2kw n 1430r min 1 3 齒輪泵 CB B25 2 5MPa 25 l min 1 4 溢流閥 P B25B 2 5MPa 12mm 1 5 電磁換向閥 22D 25B 2 5MPa 12mm 1 6 單向閥 I 25B 6 3 MPa 12mm 1 7 壓力表 Y 60 0 4 MPa 1 8 電磁換向閥 34D 25B 6 3 MPa 12mm 1 9 單向調(diào)速閥 QI 25B 6 3 MPa 12mm 1 10 單向調(diào)速閥 QI 25B 6 3 MPa 12mm 1 11 單向順序閥 XI B25B 2 5MPa 12mm 1 12 單向行程節(jié)流閥 LCI 25B 6 3 MPa 12mm 1 13 電磁換向閥 34D 10B 6 3 MPa 12mm 1 14 單向調(diào)速閥 QI 10B 2 5 MPa 12mm 1 15 單向調(diào)速閥 QI 10B 2 5 MPa 12mm 1 16 電磁換向閥 23D 10B 6 3 MPa 12mm 1 17 單向閥 I 25B 6 3 MPa 12mm 1 驅(qū)動系統(tǒng)的介紹 這個機(jī)械手的驅(qū)動系統(tǒng)除了手腕因?yàn)榛剞D(zhuǎn)角度太大 不便于用液壓驅(qū)動了驅(qū)動 其他的統(tǒng)一用液壓驅(qū)動 這個系統(tǒng)可以分為三個執(zhí)行部分 手部的夾緊 手臂的回轉(zhuǎn) 手臂的升降等來進(jìn)行驅(qū)動控制的 這個系統(tǒng)用了型號為 CE B25 的齒輪泵 其規(guī)格為 2 5MPa 25 l min 由功率為 N 2 2kw n 1430r min 的電動機(jī)帶動 系統(tǒng)的壓力由溢流閥 P B25B 來控制 并在過載 的時候起到安全保護(hù)的作用 齒輪泵的卸荷是靠連接溢流閥的二位二通電磁換向閥 34D 25B 來卸荷的 在空載的時候打開溢流閥來實(shí)現(xiàn)的 支路中的單向閥 I 25B 是防止 油泵停止工作時 液壓系統(tǒng)中的油液 倒流回油泵而帶來空氣的 否則 油泵再起動 時 會影響油缸工作的穩(wěn)定性 系統(tǒng)的壓力由 Y 60 的壓力表來測量和顯示 當(dāng)需要測 量不同的油路的壓力時 可以用轉(zhuǎn)換壓力表開關(guān) K 3B 的位置來實(shí)現(xiàn) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 25 頁 共 40 頁 圖 4 5 為選定所有元件的控制圖 該系統(tǒng)對各執(zhí)行部分的控制是 對手部的夾緊 手臂的回轉(zhuǎn) 手臂的升降等三個 支路 分別采用單向調(diào)速閥 QI 25B QI 10B 來進(jìn)行調(diào)速的 使工作