機械手臂一般在設計過程在有哪些要求？

​機械手臂是一種能按（àn）既（jì）定的程序或要求，自動完成（chéng）物件（如材料、工件、零件或工具等）傳送或操（cāo）作（zuò）作業的機械裝置，它能部分地代替人的手工勞動。機（jī）械手臂一般在設計過程在有哪些（xiē）要求？

較高形（xíng）式的機械手還能模（mó）擬人的手臂（bì）動作，完成較複雜的作業。機械手臂廣泛應用於半導體製造、工業、醫療（liáo）、軍事、以及太空探（tàn）索等領（lǐng）域。

1、手臂應承載能力大、剛性好、自重輕

手臂的剛性直接影響到手臂抓取工件時動作的平穩（wěn）性、運動（dòng）的速度和（hé）定（dìng）位精度。如剛性差則會引起手臂在垂（chuí）直平麵內（nèi）的彎曲變形（xíng）和水平麵內側向扭轉變形，手臂就要產生振動，或動作時工件卡死無法工作。

為此，手臂一般都采用剛性（xìng）較好的導向杆來加大（dà）手臂的剛度，各（gè）支承、連（lián）接件的剛性也要（yào）有一定的（de）要求，以保證能承受所需要的驅動力。

2、手臂的運動速度要（yào）適當，慣性要（yào）小

機（jī）械手的運（yùn）動速度（dù）一般是根據產（chǎn）品的生產節拍要求來決（jué）定（dìng）的，但不宜盲目追求高速（sù）度。

手（shǒu）臂由靜止狀態達（dá）到正（zhèng）常的運動速度為啟動，由常速減到停止不動為製動，速度的變化過程為速度特性曲線。

手臂自重輕，其啟動和停止的平穩性（xìng）就好。

3、手臂動作要靈活

手臂的結構要緊湊小巧，才能做手臂運動輕快、靈活。在運動臂上加裝滾動軸承或采用滾珠導軌也（yě）能使手臂（bì）運動輕快、平穩。此外，對（duì）了懸臂式的機（jī）械（xiè）手，還要考慮（lǜ）零件在手臂上布置，就是（shì）要計（jì）算手臂移動零件時的重量對回轉、升降、支撐中心的偏重力矩。

偏重（chóng）力矩對（duì）手臂運動很不（bú）利，偏重力矩過大，會引起手臂的振動，在升降時還會發生一（yī）種沉頭現象，還會影響運動的靈活性，嚴重（chóng）時手臂與立柱會（huì）卡死。所以在設計手臂時（shí）要（yào）盡量使手臂重心通過回轉中心，或離回轉（zhuǎn）中心要盡量接近，以減（jiǎn）少偏力矩（jǔ）。對（duì）於雙臂同（tóng）時（shí）操作的機械手，則應（yīng）使兩臂的布（bù）置盡量對稱（chēng）於中心，以達到平衡。

4、位置（zhì）精度高

機械手要獲得較高的位置精度，除采用先進的控製方法外，在結構上還注意以下幾個問題：

（1）機械手的（de）剛度、偏重力矩、慣性力（lì）及緩衝效果都直接（jiē）影響手臂的位置精度。

（2）加設定位裝置和行程檢測機構。

（3）合理選擇機械手的坐標形式。直角坐標式機械手的位置精（jīng）度（dù）較高，其結構和運動都比（bǐ）較簡單、誤差也小。而回轉運（yùn）動產生（shēng）的誤差是放大時的尺寸誤差，當轉角位置一定時，手臂伸出越長，其誤差越大；關節式機械手因其結構複雜，手端的定位由各部關（guān）節相（xiàng）互轉角來確定，其誤差是積累誤差，因而精度較差，其位置精度也更難保證。

5、通（tōng）用性強，能適應多種作業；工藝性好，便於維修調整

以上這幾項（xiàng）要求，有時往往（wǎng）相互矛盾，剛性好（hǎo）、載重大，結構往往粗大、導向杆也多，增加手臂自重；轉動慣量（liàng）增加，衝擊力就大，位置精度就低。

因此，在設計手臂時，須根據機（jī）械（xiè）手抓取重量、自由度數、工作範圍、運動速度及機械手的（de）整體布局和工作條件等各種因素綜合考慮，以達到動作準確、可靠、靈活、結構緊湊、剛度大（dà）、自重（chóng）小，從而保證一定的位置精度和適應快速動作。

此（cǐ）外，對（duì）於熱加工的機械手（shǒu），還（hái）要考慮熱輻射，手臂要較長，以遠離熱源，並須裝有（yǒu）冷卻裝置。對於粉塵（chén）作業的機械手還要添（tiān）裝防塵設施。