第一篇：機(jī)械論文外文翻譯

外文文獻(xiàn)翻譯

（2013屆）

譯文一：特殊工藝拋光機(jī)床的研究

學(xué)生姓名

祝彬彬

學(xué)

號

09143333

院

系

工學(xué)院機(jī)電系

專

業(yè)

機(jī)械設(shè)計制造及其自動化

指導(dǎo)教師

婁建國

完成日期

2013-03-01

特殊工藝拋光機(jī)床的研究

RESEARCH ON POLISHING PROCESS OF A SPECIAL

POLISHING MACHINE TOOL Guilian Wang1,2 and Yiqiang Wang1 1College of Mechanical Engineering, Jilin University, Changchun, China 2College of Mechanical Engineering, Jiamusi University, Jiamusi, China

介紹

拋光是一個重要的模具加工過程。其目的是為了去除輕微劃痕，降低工件表面粗糙度。據(jù)報道，技術(shù)工人完成制作模型和模型上的工作所花總時間的37%到50%中使用的都是傳統(tǒng)的技術(shù)。由于現(xiàn)代工業(yè)加工過程需要更高的精度和生產(chǎn)效率，自動化和優(yōu)化生產(chǎn)過程成為了日益增加的重要任務(wù)。因此，高效率拋光加工和精加工技術(shù)在很長一段時間里都是很理想的，這也提高了勞動生產(chǎn)率，降低了勞動強(qiáng)度。

許多用于模具拋光的自動拋光機(jī)使用的組合磨料被調(diào)查了。Ahn等人開發(fā)了擁有智能拋光系統(tǒng)的五軸拋光機(jī)床，并對氣動拋光頭和拋光條件，比如壓力、進(jìn)給量和刀具庫進(jìn)行了調(diào)整，使用此智能監(jiān)控，可以可以實現(xiàn)更快更好的表面加工。Wu等人研究了一個新的使用彈性球形輪的拋光磨削中心在自由曲面上加工的技術(shù)。這項技術(shù)僅刪除尖的高度，適用于切割過程中切割位點的保證，有效地保持了切割生產(chǎn)過程中的形狀精度。Furukawa等人研究了一種通過使用安裝在機(jī)器人手腕上合適的被動末端執(zhí)行器的自動拋光系統(tǒng)。該系統(tǒng)用于拋光一個未知的三維表面。

Tsai和Huang提出了一種由五軸機(jī)器人和力量控制機(jī)制組成的自動模具拋光系統(tǒng)，并制定了有效地自動拋光工藝和新標(biāo)準(zhǔn)磨具。Liao等人通過使用擴(kuò)展檢測工具整合的壓力傳感器制定了一個兼容拋光和去毛刺雙重用途的工具頭，并且在打磨面積上所有的的拋光動作都可以沿著工件的幾何形狀改變曲率。目前，許多拋光設(shè)備大多數(shù)基于傳統(tǒng)機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人。對于精處理系統(tǒng)組成的工業(yè)機(jī)器人，可以穩(wěn)定的完成對力量和位置的控制。

然而，它對的自由面精加工是相對困難的，比如由計算機(jī)數(shù)字控制機(jī)器加工 的自由面，因為其軌跡誤差較大。由于多樣化和模具表面的不規(guī)則性，拋光工具在加工過程中必須根據(jù)工件表面形狀改變運動軌跡。此外，對自由曲面的拋光要求對拋光力精確控制和高的加工穩(wěn)定性，可有效完成工件表面材料的均勻去除。所以開發(fā)一種特殊的拋光設(shè)備是有意義且必須的。

20世紀(jì)80年代以來，許多研究者制定了并聯(lián)機(jī)制。近幾年，并聯(lián)機(jī)構(gòu)在工業(yè)上去的了廣泛的應(yīng)用。并聯(lián)機(jī)床是基于并行機(jī)制并結(jié)合了機(jī)床、機(jī)器人和數(shù)控技術(shù)的新一代機(jī)械加工設(shè)備，比如并行銑床，鉆床。并聯(lián)機(jī)床擁有高剛度重量比、高響應(yīng)率、高環(huán)境適應(yīng)技術(shù)和高附加價值等特殊性能。

由于電動機(jī)可以安裝在底座上，從而減輕了重量，并聯(lián)機(jī)器人的速度通常比普通的關(guān)節(jié)機(jī)器人快。它們比串行機(jī)器人也更強(qiáng)，因為終端控制器可以有更多的鏈接。另一個好處是，相比串行機(jī)器人將誤差平均，終端控制器的錯誤更少。但是大多數(shù)時候并聯(lián)機(jī)器人的的工作空間有限，例如它們通常不能繞過障礙到達(dá)目的地。在執(zhí)行中涉及的計算所需的操作通常也很難，并且有不止一個的唯一解決方案。

串聯(lián)機(jī)器人擁有更大的工作空間和良好的靈活性等優(yōu)勢。這些都是并聯(lián)機(jī)床的缺點，所以將兩者的配置進(jìn)行組合已經(jīng)被開發(fā)，它可以擁有雙方的綜合效益。自由曲面拋光可以通過使用這個五自由度串并聯(lián)拋光工具實現(xiàn)。

在這項研究中，一種基于彈性拋光原理的新型串并聯(lián)混合動力專用拋光機(jī)被開發(fā)出來，使用限制的磨料，它可以用于拋光模具表面。此彈性拋光工具系統(tǒng)可以通過氣壓伺服系統(tǒng)進(jìn)行主動控制，由彈簧實現(xiàn)被動整合，并且統(tǒng)一的材料去除可以通過對切削力和依據(jù)姿態(tài)角檢測的旋轉(zhuǎn)速度的實時控制來達(dá)到。對表面粗糙度和拋光效率有影響的主要工藝參數(shù)被調(diào)查收集并通過拋光實驗進(jìn)行分析。Taguchi通過自己和相關(guān)的分析報告得到優(yōu)化過程的參數(shù)

串并聯(lián)混合拋光機(jī)床

圖一是串并聯(lián)混合拋光機(jī)床照片（JDYP51型），圖二是本機(jī)床結(jié)構(gòu)示意圖。本機(jī)床主要由并聯(lián)機(jī)構(gòu)三維運動平臺和一系列兩自由度旋轉(zhuǎn)機(jī)制組成。并聯(lián)機(jī)構(gòu)由一個等邊三角形的移動平臺、三個立柱、三個鞍座，以及三個等長的通過組合的Hooke接頭連接移動平臺和鞍座的支架組成。鞍座被伺服電機(jī)和滾珠絲杠推動。并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制拋光工具的空間位置。轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)由一個可以提供一個自由度的轉(zhuǎn)動副組成。該串聯(lián)機(jī)械設(shè)備有兩個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，使它們分別繞過水平軸和垂直軸成為可能。串聯(lián)機(jī)械結(jié)構(gòu)控制拋光工具的姿態(tài)

圖一：串并聯(lián)混合拋光JDYP51型機(jī)床

據(jù)指出，許多彈性拋光工具和靈活的磨具被進(jìn)行了調(diào)查，其目的是為了實拋光加工過程中的主動控制和被動協(xié)調(diào)。彈性拋光的定義是這工具系統(tǒng)使用彈性磨具，比如橡膠粘合劑或者樹脂結(jié)合劑，根據(jù)工件表面形狀它們都是可被控制的，并且工藝參數(shù)也被調(diào)整以實現(xiàn)統(tǒng)一性的材料去除和良好的表面質(zhì)量。這項研究中的最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖框如圖三所示。從圖三可以看出，該拋光工具由主軸電機(jī)驅(qū)動，而拋光力則通過調(diào)整氣動伺服系統(tǒng)的汽缸壓力來控制；同時被動協(xié)調(diào)工件表面形狀的機(jī)構(gòu)是一個彈簧。統(tǒng)一性的材料去除可以通過對拋光力合旋轉(zhuǎn)速度的實時控制來實現(xiàn)。拋光工具和工件的位置關(guān)系在圖四，如下：

Fn=Fs cosα（1）Vs=nrsinα（2）

其中Fs是汽缸軸的軸向力，F(xiàn)n是由拋光工具作用在工件表面正方向的力，Vs是拋光工具在其與工件表面接觸區(qū)域的線速度，n是工具的旋轉(zhuǎn)速度，r是工具半徑，α是定義為外曲面法線和工具桿軸方向的的夾角。

通過虛擬軸混合機(jī)床與拋光工具系統(tǒng)的結(jié)合，本機(jī)床擁有兩個平衡部件和串聯(lián)部件，所以它有快速反應(yīng)、短傳播鏈和高環(huán)境適應(yīng)力的優(yōu)勢，它可以提供任何方向的運動非常適合拋光自由曲面。Yu等人研究了這個由靈活的多體系統(tǒng)動力學(xué)原理研制的混聯(lián)機(jī)床的動態(tài)特性。除了運動的開始時間，在拋光運動的各個時 期機(jī)器可以保持穩(wěn)定的狀態(tài)。此外，本機(jī)床使用的CNC系統(tǒng)是自主開發(fā)的基于PMAC（可編程多軸控制器）的并行雙CPU系統(tǒng)。后臺管理和人機(jī)界面都是由工業(yè)PC實時控制，如六軸運動控制和邏輯I/O信號控制都是基于PMAC的。

圖二：串并聯(lián)混合拋光機(jī)床結(jié)構(gòu)示意圖 1.柱2.鞍座3.支架4.運動平臺5.系列機(jī)械結(jié)構(gòu) 6.拋光工具7.工件8.靜平臺

圖三：拋光機(jī)末端執(zhí)行器 1.伺服電機(jī)2.汽缸連接接頭3.汽缸4.調(diào)心軸承5.馬達(dá)缸6.彈簧7.導(dǎo)柱8.耦合器9.鉗10.主軸

圖四：拋光工具和工件的位置關(guān)系圖

結(jié)論：

在這項研究中，基于彈性拋光原理的串并聯(lián)混合混合拋光機(jī)床已經(jīng)發(fā)展成熟，并且進(jìn)行了一些以分析拋光過程為目的的平面加工實驗。本文的重點是其應(yīng)用。通過研究工藝參數(shù)對表面特性和拋光效率的影響，可以得到加工參數(shù)的最佳組合。主要結(jié)論歸納如下：

1.包含并行機(jī)制的三維移動平臺和串聯(lián)的兩自由度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的串并聯(lián)混合機(jī)床，可以為拋光工具提供五自由度的運動。并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制拋光工具的空間位置，串聯(lián)機(jī)構(gòu)控制拋光工具的姿態(tài)。彈性拋光工具系統(tǒng)可以借由氣動伺服控制系統(tǒng)實現(xiàn)主動控制，由彈簧實現(xiàn)被動協(xié)調(diào)。統(tǒng)一性的材料去除可以由對切削力和根據(jù)姿態(tài)角來計算的旋轉(zhuǎn)速度的實時控制來實現(xiàn)。

2.經(jīng)過拋光實驗證明刀具轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切削力和姿態(tài)角這些是對拋光效率和表面粗糙度影響很打的主要工藝參數(shù)。增加刀具轉(zhuǎn)速和拋光次數(shù)，進(jìn)給速度和姿態(tài)角可以降低表面粗糙度。切削力增加，表面粗糙度降低，但是切削力過大會適得其反。拋光效率隨刀具轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的增加而增加，隨姿態(tài)角和拋光次數(shù)的增加而減小。切削力增加可以提高拋光效率，但是過大的切削力會減小效率。3.在本文所給出的條件下，最低表面粗糙度的最佳工藝參數(shù)組合為：工具轉(zhuǎn)速1200r/min，進(jìn)給速度0.2m/min，切削力30N，姿態(tài)角30o，拋光次數(shù)6次；在保證良好的表面粗糙度的前提下提高拋光效率的最佳工藝參數(shù)組合為：工具轉(zhuǎn)速1200r/min，進(jìn)給速度0.6m/min，切削力30N，姿態(tài)角30o，拋光次數(shù)2次。這些結(jié)果為在自由表面拋光加工實踐中選擇最佳工藝參數(shù)提供了依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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第二篇：機(jī)械臂外文翻譯

機(jī)械手

機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展, 出現(xiàn)了數(shù)控加工中心,它在減輕工人的勞動強(qiáng)度的同時, 大大提高了勞動生產(chǎn)率。但數(shù)控加工中常見的上下料工序, 通常仍采用人工操作或傳統(tǒng)繼電器控制的半自動化裝置。前者費時費工、效率低;后者因設(shè)計復(fù)雜, 需較多繼電器,接線繁雜, 易受車體振動干擾,而存在可靠性差、故障多、維修困難等問題。可編程序控制器PLC控制的上下料機(jī)械手控制系統(tǒng)動作簡便、線路設(shè)計合理、具有較強(qiáng)的抗干擾能力, 保證了系統(tǒng)運行的可靠性,降低了維修率, 提高了工作效率。機(jī)械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。1．工業(yè)機(jī)械手的概述

機(jī)械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機(jī)器，它有多個自由度，可用來搬運物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。在工資水平較低的中國，塑料制品行業(yè)盡管仍屬于勞動力密集型，機(jī)械手的使用已經(jīng)越來越普及。那些電子和汽車業(yè)的歐美跨國公司很早就在它們設(shè)在中國的工廠中引進(jìn)了自動化生產(chǎn)。但現(xiàn)在的變化是那些分布在工業(yè)密集的華南、華東沿海地區(qū)的中國本土塑料加工廠也開始對機(jī)械手表現(xiàn)出越來越濃厚的興趣，因為他們要面對工人流失率高，以及為工人交工傷費帶來的挑戰(zhàn)。

隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，特別是改革開發(fā)以后，自動化程度的迅速提高，實現(xiàn)工件的裝卸、轉(zhuǎn)向、輸送或操作釬焊、噴槍、扳手等工具進(jìn)行加工、裝配等作業(yè)自化，已愈來愈引起我們重視。

機(jī)械手是模仿著人手的部分動作，按給定的程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機(jī)械裝置。

生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率;可以減輕勞動強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)安全生產(chǎn)；尤其是在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中能夠代替人進(jìn)行正常的工作。2．機(jī)械手的組成

機(jī)械手的形式是多種多樣的，有的較為簡單，有的較為復(fù)雜，但基本的組成形式是相同的，一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔助裝置組成。1.執(zhí)行機(jī)構(gòu)

機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由手、手腕、手臂、支柱組成。手是抓取機(jī)構(gòu)，用來夾緊和松開工件，與人的手指相仿，能完成人手的類似動作。手腕是連接手指與手臂的元件，可以進(jìn)行上下、左右和回轉(zhuǎn)動作。簡單的機(jī)械手可以沒有手腕。支柱用來支撐手臂，也可以根據(jù)需要做成移動。2.傳動系統(tǒng)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作要由傳動系統(tǒng)來實現(xiàn)。常用機(jī)械手傳動系統(tǒng)分機(jī)械傳動、液壓傳動、氣壓傳動和電力傳動等幾種形式。3.控制系統(tǒng)

機(jī)械手控制系統(tǒng)的主要作用是控制機(jī)械手按一定的程序、方向、位置、速度進(jìn)行動作，簡單的機(jī)械手一般不設(shè)置專用的控制系統(tǒng)，只采用行程開關(guān)、繼電器、控制閥及電路便可實現(xiàn)動傳動系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求進(jìn)行動作．動作復(fù)雜的機(jī)械手則要采用可編程控制器、微型計算機(jī)進(jìn)行控制。3．機(jī)械手的分類和特點

機(jī)械手一般分為三類：第一類是不需要人工操作的通用機(jī)械手。它是一種獨立的不附屬于某一主機(jī)的裝置。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項規(guī)定的操作。它的特點是具備普通機(jī)械的性能之外，還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。第二類是需要人工才做的，稱為操作機(jī)。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過操作機(jī)來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電訊號操作機(jī)來進(jìn)行探測月球等。工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。第三類是用專用機(jī)械手，主要附屬于自動機(jī)床或自動線上，用以解決機(jī)床上下料和工件送。這種機(jī)械手在國外稱為“Mechanical Hand”，它是為主機(jī)服務(wù)的，由主機(jī)驅(qū)動；除少數(shù)以外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。主要特點：

(1)機(jī)械手（上下料機(jī)械手、裝配機(jī)械手、搬運機(jī)械手、堆垛機(jī)械手、助力機(jī)械手、真空搬運機(jī)、真空吸吊機(jī)、省力吊具、氣動平衡器等）。

(2)懸臂起重機(jī)（懸臂吊、電動環(huán)鏈葫蘆吊、氣動平衡吊等）

(3)導(dǎo)軌式搬運系統(tǒng)（懸掛軌道、輕型軌道、單梁起重機(jī)、雙梁起重機(jī)）4．工業(yè)機(jī)械手的應(yīng)用

機(jī)械手是在機(jī)械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術(shù)特別是電子計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實現(xiàn)與機(jī)械化和自動化的有機(jī)結(jié)合。

機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動、不知疲勞、不怕危險、抓舉重物的力量比人手大等特點，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用，例如：

(1)機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動化車床、組合機(jī)床上使用較為普遍。(2)在裝配作業(yè)中應(yīng)用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來裝配印制電路板，在機(jī)械行業(yè)中它可以用來組裝零部件。

(3)可在勞動條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動。(4)可在危險場合下工作，如軍工品的裝卸、危險品及有害物的搬運等。(5)宇宙及海洋的開發(fā)。

(6)軍事工程及生物醫(yī)學(xué)方面的研究和試驗。

應(yīng)用機(jī)械手可以代替人從事單調(diào)﹑重復(fù)或繁重的體力勞動，實現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化，代替人在有害環(huán)境下的手工操作，改善勞動條件，保證人身安全。20世紀(jì)40年代后期，美國在原子能實驗中，首先采用機(jī)械手搬運放射性材料，人在安全室操縱機(jī)械手進(jìn)行各種操作和實驗。50年代以后，機(jī)械手逐步推廣到工業(yè)生產(chǎn)部門，用于在高溫﹑污染嚴(yán)重的地方取放工件和裝卸材料，也作為機(jī)床的輔助裝置在自動機(jī)床﹑自動生產(chǎn)線和加工中心中應(yīng)用，完成上下料或從刀庫中取放刀具并按固定程序更換刀具等操作。機(jī)械手主要由手部機(jī)構(gòu)和運動機(jī)構(gòu)組成。手部機(jī)構(gòu)隨使用場合和操作對象而不同，常見的有夾持﹑托持和吸附等類型。運動機(jī)構(gòu)一般由液壓﹑氣動﹑電氣裝置驅(qū)動。機(jī)械手可獨立地實現(xiàn)伸縮﹑旋轉(zhuǎn)和昇降等運動，一般有2～3個自由度。機(jī)械手廣泛用于機(jī)械製造﹑冶金﹑輕工和原子能等部門。

機(jī)械手是在自動化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和移動工件功能的自動化裝置，它是在機(jī)械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術(shù)特別是電子計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實現(xiàn)與機(jī)械化和自動化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手能代替人類完成危險、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動強(qiáng)度，提高勞動生產(chǎn)力。機(jī)械手越來越廣泛的得到了應(yīng)用，在機(jī)械行業(yè)中它可用于零部件組裝，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床上使用更普遍。因此，進(jìn)行機(jī)械手的研究設(shè)計是非常有意義的。

第三篇：機(jī)械臂的外文文獻(xiàn)以及翻譯

附件1：外文資料翻譯譯文

機(jī)械手

機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展, 出現(xiàn)了數(shù)控加工中心,它在減輕工人的勞動強(qiáng)度的同時, 大大提高了勞動生產(chǎn)率。但數(shù)控加工中常見的上下料工序, 通常仍采用人工操作或傳統(tǒng)繼電器控制的半自動化裝置。前者費時費工、效率低;后者因設(shè)計復(fù)雜, 需較多繼電器,接線繁雜, 易受車體振動干擾,而存在可靠性差、故障多、維修困難等問題。可編程序控制器PLC控制的上下料機(jī)械手控制系統(tǒng)動作簡便、線路設(shè)計合理、具有較強(qiáng)的抗干擾能力, 保證了系統(tǒng)運行的可靠性,降低了維修率, 提高了工作效率。機(jī)械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。

一、工業(yè)機(jī)械手的概述

機(jī)械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機(jī)器，它有多個自由度，可用來搬運物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。在工資水平較低的中國，塑料制品行業(yè)盡管仍屬于勞動力密集型，機(jī)械手的使用已經(jīng)越來越普及。那些電子和汽車業(yè)的歐美跨國公司很早就在它們設(shè)在中國的工廠中引進(jìn)了自動化生產(chǎn)。但現(xiàn)在的變化是那些分布在工業(yè)密集的華南、華東沿海地區(qū)的中國本土塑料加工廠也開始對機(jī)械手表現(xiàn)出越來越濃厚的興趣，因為他們要面對工人流失率高，以及為工人交工傷費帶來的挑戰(zhàn)。

隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，特別是改革開發(fā)以后，自動化程度的迅速提高，實現(xiàn)工件的裝卸、轉(zhuǎn)向、輸送或操作釬焊、噴槍、扳手等工具進(jìn)行加工、裝配等作業(yè)自化，已愈來愈引起我們重視。

機(jī)械手是模仿著人手的部分動作，按給定的程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機(jī)械裝置。

在現(xiàn)實生活中，你是否會發(fā)現(xiàn)這樣一個問題。在機(jī)械工廠里，加工零件裝料的時候是不是很煩的，勞動生產(chǎn)率不高，生產(chǎn)成本大，有時候還會發(fā)生一些人為

事故，導(dǎo)致加工者受傷。想想看用什么可以來代替呢，加工的時候只要有幾個人巡視一下，且可以二十四個小時飽和運作，人行嗎？回答是肯定的，但是機(jī)械手可以來代替它。

生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率;可以減輕勞動強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)安全生產(chǎn)；尤其是在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中能夠代替人進(jìn)行正常的工作。想到這里我就很想設(shè)計一個機(jī)械手，來用于生產(chǎn)實際中。

為什么選著設(shè)計機(jī)械手用氣動來提供動力：氣動機(jī)械手是指以壓縮空氣為動力源驅(qū)動的機(jī)械手。用氣壓驅(qū)動與其他能源驅(qū)動比較有以下優(yōu)點：1.空氣取之不竭，用過之后排入大氣，不需要回收和處理，不污染環(huán)境。（環(huán)保的概念）2.空氣的沾性很小，管路中壓力損失也很?。ㄒ话銡饴纷枇p失不到油路的千分之一），便于遠(yuǎn)距離輸送。3.壓縮空氣的工作壓力較低(一般為4～8公斤/每平方厘米)，因此對動元件的材質(zhì)和制造精度要求可以降低。4.與液壓傳動相比，它的動作和反應(yīng)都快，這是氣動突出的優(yōu)點之一。5.空氣介質(zhì)清潔，亦不會變質(zhì)，管路不易堵塞。但是也有它美中不足的地方：1.由于空氣的可壓縮性，致使氣動工作的穩(wěn)定性差，因而造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)運動速度和定為精度不易控制。2.由于使用氣壓較低，輸出力不可能太大，為了增加輸出力，必然使整個氣動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸加大。

用氣壓驅(qū)動與用其他能源驅(qū)動比較有以下優(yōu)點：

空氣取之不竭，用過之后排入大氣，不需回收和處理，不污染環(huán)境。偶然的或少量的泄漏不致對生產(chǎn)發(fā)生嚴(yán)重的影響。

空氣的粘性很小，管路中壓力損失也就很小，便于遠(yuǎn)距離輸送。

壓縮空氣的工作壓力較低，因此對氣動元件的材質(zhì)和制造精度要求可以降低。一般說來，往復(fù)運動推力在1~2噸以下采用氣動經(jīng)濟(jì)性較好。

與液壓傳動相比，它的動作和反應(yīng)都快，這是氣動的突出優(yōu)點之一?？諝饨橘|(zhì)清潔，亦不會變質(zhì)，管路不易堵塞。

它可安全地應(yīng)用在易燃、易爆和粉塵大的場合。又便于實現(xiàn)過載自動保護(hù).二﹑機(jī)械手的組成

機(jī)械手的形式是多種多樣的，有的較為簡單，有的較為復(fù)雜，但基本的組成

形式是相同的，一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔助裝置組成。

1.執(zhí)行機(jī)構(gòu)

機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由手、手腕、手臂、支柱組成。手是抓取機(jī)構(gòu)，用來夾緊和松開工件，與人的手指相仿，能完成人手的類似動作。手腕是連接手指與手臂的元件，可以進(jìn)行上下、左右和回轉(zhuǎn)動作。簡單的機(jī)械手可以沒有手腕。支柱用來支撐手臂，也可以根據(jù)需要做成移動。

2.傳動系統(tǒng)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作要由傳動系統(tǒng)來實現(xiàn)。常用機(jī)械手傳動系統(tǒng)分機(jī)械傳動、液壓傳動、氣壓傳動和電力傳動等幾種形式。

3.控制系統(tǒng)

機(jī)械手控制系統(tǒng)的主要作用是控制機(jī)械手按一定的程序、方向、位置、速度進(jìn)行動作，簡單的機(jī)械手一般不設(shè)置專用的控制系統(tǒng)，只采用行程開關(guān)、繼電器、控制閥及電路便可實現(xiàn)動傳動系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求進(jìn)行動作．動作復(fù)雜的機(jī)械手則要采用可編程控制器、微型計算機(jī)進(jìn)行控制。三﹑ 機(jī)械手的分類和特點

機(jī)械手一般分為三類：第一類是不需要人工操作的通用機(jī)械手。它是一種獨立的不附屬于某一主機(jī)的裝置。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項規(guī)定的操作。它的特點是具備普通機(jī)械的性能之外，還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。第二類是需要人工才做的，稱為操作機(jī)。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過操作機(jī)來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電訊號操作機(jī)來進(jìn)行探測月球等。工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。第三類是用專用機(jī)械手，主要附屬于自動機(jī)床或自動線上，用以解決機(jī)床上下料和工件送。這種機(jī)械手在國外稱為“Mechanical Hand”，它是為主機(jī)服務(wù)的，由主機(jī)驅(qū)動；除少數(shù)以外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。

主要特點：

(1)機(jī)械手（上下料機(jī)械手、裝配機(jī)械手、搬運機(jī)械手、堆垛機(jī)械手、助力機(jī)械手、真空搬運機(jī)、真空吸吊機(jī)、省力吊具、氣動平衡器等）。

(2)懸臂起重機(jī)（懸臂吊、電動環(huán)鏈葫蘆吊、氣動平衡吊等）

(3)導(dǎo)軌式搬運系統(tǒng)（懸掛軌道、輕型軌道、單梁起重機(jī)、雙梁起重機(jī)）

(4)工業(yè)機(jī)械手的應(yīng)用

機(jī)械手是在機(jī)械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術(shù)特別是電子計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實現(xiàn)與機(jī)械化和自動化的有機(jī)結(jié)合。

機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動、不知疲勞、不怕危險、抓舉重物的力量比人手大等特點，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用，例如：

(1)機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動化車床、組合機(jī)床上使用較為普遍。(2)在裝配作業(yè)中應(yīng)用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來裝配印制電路板，在機(jī)械行業(yè)中它可以用來組裝零部件。

(3)可在勞動條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動。(4)可在危險場合下工作，如軍工品的裝卸、危險品及有害物的搬運等。(5)宇宙及海洋的開發(fā)。

(6)軍事工程及生物醫(yī)學(xué)方面的研究和試驗。

助力機(jī)械手:又稱平衡器、平衡吊、省力吊具、手動移載機(jī)等，是一種無重力化手動承載系統(tǒng)，一種新穎的、用于物料搬運時省力化操作的助力設(shè)備,屬于一種非標(biāo)設(shè)計的系列化產(chǎn)品。針對客戶應(yīng)用需求，量身定制的個案創(chuàng)作。

一種模擬人手操作的自動機(jī)械，它可按固定程序抓取﹑搬運物件或操持工具完成某些特定操作。應(yīng)用機(jī)械手可以代替人從事單調(diào)﹑重復(fù)或繁重的體力勞動，實現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化，代替人在有害環(huán)境下的手工操作，改善勞動條件，保證人身安全。20世紀(jì)40年代后期，美國在原子能實驗中，首先采用機(jī)械手搬運放射性材料，人在安全室操縱機(jī)械手進(jìn)行各種操作和實驗。50年代以后，機(jī)械手逐步推廣到工業(yè)生產(chǎn)部門，用于在高溫﹑污染嚴(yán)重的地方取放工件和裝卸材料，也作為機(jī)床的輔助裝置在自動機(jī)床﹑自動生產(chǎn)線和加工中心中應(yīng)用，完成上下料或從刀庫中取放刀具并按固定程序更換刀具等操作。機(jī)械手主要由手部機(jī)構(gòu)和運動機(jī)構(gòu)組成。手部機(jī)構(gòu)隨使用場合和操作對象而不同，常見的有夾持﹑托持和吸附等類型。運動機(jī)構(gòu)一般由液壓﹑氣動﹑電氣裝置驅(qū)動。機(jī)械手可獨立地實現(xiàn)伸縮﹑旋轉(zhuǎn)和昇降等運動，一般有2～3個自由度。機(jī)械手廣泛用于機(jī)械製造

﹑冶金﹑輕工和原子能等部門。

能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動機(jī)床或自動生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險物品的主從式操作手也常稱為機(jī)械手。

機(jī)械手主要由手部和運動機(jī)構(gòu)組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢......機(jī)械手是在自動化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和移動工件功能的自動化裝置，它是在機(jī)械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術(shù)特別是電子計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實現(xiàn)與機(jī)械化和自動化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手能代替人類完成危險、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動強(qiáng)度，提高勞動生產(chǎn)力。機(jī)械手越來越廣泛的得到了應(yīng)用，在機(jī)械行業(yè)中它可用于零部件組裝，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床上使用更普遍。目前，機(jī)械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中一個重要組成部分。把機(jī)床設(shè)備和機(jī)械手共同構(gòu)成一個柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元，它適應(yīng)于中、小批量生產(chǎn)，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，而且適應(yīng)性很強(qiáng)。當(dāng)工件變更時，柔性生產(chǎn)系統(tǒng)很容易改變，有利于企業(yè)不斷更新適銷對路的品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量，更好地適應(yīng)市場競爭的需要。而目前我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低，機(jī)械手的研究和開發(fā)直接影響到我國自動化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。因此，進(jìn)行機(jī)械手的研究設(shè)計是非常有意義的。

附件2：外文原文

Manipulator

Robot developed in recent decades as high-tech automated production equipment.Industrial robot is an important branch of industrial robots.It features can be programmed to perform tasks in a variety of expectations, in both structure and performance advantages of their own people and machines, in particular, reflects the people's intelligence and adaptability.The accuracy of robot operations and a variety of environments the ability to complete the work in the field of national economy and there are broad prospects for development.With the development of industrial automation, there has been CNC machining center, it is in reducing labor intensity, while greatly improved labor productivity.However, the upper and lower common in CNC machining processes material, usually still use manual or traditional relay-controlled semi-automatic device.The former time-consuming and labor intensive, inefficient;the latter due to design complexity, require more relays, wiring complexity, vulnerability to body vibration interference, while the existence of poor reliability, fault more maintenance problems and other issues.Programmable Logic Controller PLC-controlled robot control system for materials up and down movement is simple, circuit design is reasonable, with a strong anti-jamming capability, ensuring the system's reliability, reduced maintenance rate, and improve work efficiency.Robot technology related to mechanics, mechanics, electrical hydraulic technology, automatic control technology, sensor technology and computer technology and other fields of science, is a cross-disciplinary integrated technology.First, an overview of industrial manipulator Robot is a kind of positioning control can be automated and can be re-programmed to change in multi-functional machine, which has multiple

degrees of freedom can be used to carry an object in order to complete the work in different environments.Low wages in China, plastic products industry, although still a labor-intensive, mechanical hand use has become increasingly popular.Electronics and automotive industries that Europe and the United States multinational companies very early in their factories in China, the introduction of automated production.But now the changes are those found in industrial-intensive South China, East China's coastal areas, local plastic processing plants have also emerged in mechanical watches began to become increasingly interested in, because they have to face a high turnover rate of workers, as well as for the workers to pay work-related injuries fee challenges.With the rapid development of China's industrial production, especially the reform and opening up after the rapid increase in the degree of automation to achieve the workpiece handling, steering, transmission or operation of brazing, spray gun, wrenches and other tools for processing and assembly operations since, which has more and more attracted our attention.Robot is to imitate the manual part of the action, according to a given program, track and requirements for automatic capture, handling or operation of the automatic mechanical devices.In real life, you will find this a problem.In the machine shop, the processing of parts loading time is not annoying, and labor productivity is not high, the cost of production major, and sometimes man-made incidents will occur, resulting in processing were injured.Think about what could replace it with the processing time of a tour as long as there are a few people, and can operate 24 hours saturated human right? The answer is yes, but the robot can come to replace it.Production of mechanical hand can increase the automation level of production and labor productivity;can reduce labor intensity, ensuring

product quality, to achieve safe production;particularly in the high-temperature, high pressure, low temperature, low pressure, dust, explosive, toxic and radioactive gases such as poor environment can replace the normal working people.Here I would like to think of designing a robot to be used in actual production.Why would a robot designed to provide a pneumatic power: pneumatic robot refers to the compressed air as power source-driven robot.With pressure-driven and other energy-driven comparison have the following advantages: 1.Air inexhaustible, used later discharged into the atmosphere, does not require recycling and disposal, do not pollute the environment.(Concept of environmental protection)2.Air stick is small, the pipeline pressure loss is small(typically less than asphalt gas path pressure drop of one-thousandth), to facilitate long-distance transport.3.Compressed air of the working pressure is low(usually 4 to 8 kg / per square centimeter), and therefore moving the material components and manufacturing accuracy requirements can be lowered.4.With the hydraulic transmission, compared to its faster action and reaction, which is one of the advantages pneumatic outstanding.5.The air cleaner media, it will not degenerate, not easy to plug the pipeline.But there are also places where it fly in the ointment: 1.As the compressibility of air, resulting in poor aerodynamic stability of the work, resulting in the implementing agencies as the precision of the velocity and not easily controlled.2.As the use of low atmospheric pressure, the output power can not be too large;in order to increase the output power is bound to the structure of the entire pneumatic system size increased.With pneumatic drive and compare with other energy sources drive has the following advantages: Air inexhaustible, used later discharged into the atmosphere, without recycling and disposal, do not pollute the environment.Accidental or a

small amount of leakage would not be a serious impact on production.Viscosity of air is small, the pipeline pressure loss also is very small, easy long-distance transport.The lower working pressure of compressed air, pneumatic components and therefore the material and manufacturing accuracy requirements can be lowered.In general, reciprocating thrust in 1 to 2 tons pneumatic economy is better.Compared with the hydraulic transmission, and its faster action and reaction, which is one of the outstanding merits of pneumatic.Clean air medium, it will not degenerate, not easy to plug the pipeline.It can be safely used in flammable, explosive and the dust big occasions.Also easy to realize automatic overload protection.Second, the composition, mechanical hand

Robot in the form of a variety of forms, some relatively simple, some more complicated, but the basic form is the same as the composition of the , Usually by the implementing agencies, transmission systems, control systems and auxiliary devices composed.1.Implementing agencies Manipulator executing agency by the hands, wrists, arms, pillars.Hands are crawling institutions, is used to clamp and release the workpiece, and similar to human fingers, to complete the staffing of similar actions.Wrist and fingers and the arm connecting the components can be up and down, left, and rotary movement.A simple mechanical hand can not wrist.Pillars used to support the arm can also be made mobile as needed.2.Transmission The actuator to be achieved by the transmission system.Sub-transmission system commonly used manipulator mechanical transmission, hydraulic transmission, pneumatic and electric power transmission and other drive several forms.3.Control System Manipulator control system's main role is to control the robot according to certain procedures, direction, position, speed of action, a simple mechanical hand is generally not set up a dedicated control system, using only trip switches, relays, control valves and circuits can be achieved dynamic drive system control, so that implementing agencies according to the requirements of action.Action will have to use complex programmable robot controller, the micro-computer control.Three, mechanical hand classification and characteristics

Robots are generally divided into three categories: the first is the general machinery does not require manual hand.It is an independent not affiliated with a particular host device.It can be programmed according to the needs of the task to complete the operation of the provisions.It is characterized with ordinary mechanical performance, also has general machinery, memory, intelligence ternary machinery.The second category is the need to manually do it, called the operation of aircraft.It originated in the atom, military industry, first through the operation of machines to complete a particular job, and later developed to operate using radio signals to carry out detecting machines such as the Moon.Used in industrial manipulator also fall into this category.The third category is dedicated manipulator, the main subsidiary of the automatic machines or automatic lines, to solve the machine up and down the workpiece material and delivery.This mechanical hand in foreign countries known as the “Mechanical Hand”, which is the host of services, from the host-driven;exception of a few outside the working procedures are generally fixed, and therefore special.Main features: First, mechanical hand(the upper and lower material robot, assembly robot, handling robot, stacking robot, help robot, vacuum handling machines, vacuum suction crane, labor-saving spreader, pneumatic balancer, etc.).Second, cantilever cranes(cantilever crane, electric chain hoist crane, air balance the hanging, etc.)Third, rail-type transport system(hanging rail, light rail, single girder cranes, double-beam crane)Four, industrial machinery, application of hand Manipulator in the mechanization and automation of the production process developed a new type of device.In recent years, as electronic technology, especially computer extensive use of robot development and production of high-tech fields has become a rapidly developed a new technology, which further promoted the development of robot, allowing robot to better achieved with the combination of mechanization and automation.Although the robot is not as flexible as staff, but it has to the continuous duplication of work and labor, I do not know fatigue, not afraid of danger, the power snatch weight characteristics when compared with manual large, therefore, mechanical hand has been of great importance to many sectors, and increasingly has been applied widely, for example:(1)Machining the workpiece loading and unloading, especially in the automatic lathe, combination machine tool use is more common.(2)In the assembly operations are widely used in the electronics industry, it can be used to assemble printed circuit boards, in the machinery industry It can be used to assemble parts and components.(3)The working conditions may be poor, monotonous, repetitive easy to sub-fatigue working environment to replace human labor.(4)May be in dangerous situations, such as military goods handling，dangerous goods and hazardous materials removal and so on.(5)Universe and ocean development.(6), military engineering and biomedical research and testing.Help mechanical hands: also known as the balancer, balance suspended, labor-saving spreader, manual Transfer machine is a kind of weightlessness of manual load system, a novel, time-saving technology for material handling operations booster equipment, belonging to kinds of non-standard design of series products.Customer application needs, creating customized cases.Manual operation of a simulation of the automatic machinery, it can be a fixed program draws ﹑ handling objects or perform household tools to accomplish certain specific actions.Application of robot can replace the people engaged in monotonous ﹑ repetitive or heavy manual labor, the mechanization and automation of production, instead of people in hazardous environments manual operation, improving working conditions and ensure personal safety.The late 20th century, 40, the United States atomic energy experiments, the first use of radioactive material handling robot, human robot in a safe room to manipulate various operations and experimentation.50 years later, manipulator and gradually extended to industrial production sector, for the temperatures, polluted areas, and loading and unloading to take place the work piece material, but also as an auxiliary device in automatic machine tools, machine tools, automatic production lines and processing center applications, the completion of the upper and lower material, or From the library take place knife knife and so on according to fixed procedures for the replacement operation.Robot body mainly by the hand and sports institutions.Agencies with the use of hands and operation of objects of different occasions, often there are clamping ﹑ support and adsorption type of care.Movement organs are generally hydraulic pneumatic ﹑ ﹑ electrical device drivers.Manipulator can be achieved independently retractable ﹑ rotation and lifting movements, generally 2 to 3 degrees of freedom.Robots are widely used in metallurgical industry, machinery manufacture, light industry and atomic energy sectors.Can mimic some of the staff and arm motor function, a fixed procedure for the capture, handling objects or operating tools, automatic operation device.It can replace human labor in order to achieve the production of heavy mechanization and automation that can operate in hazardous environments to protect the personal safety, which is widely used in machinery manufacturing, metallurgy, electronics, light industry and nuclear power sectors.Mechanical hand tools or other equipment commonly used for additional devices, such as the automatic machines or automatic production line handling and transmission of the workpiece, the replacement of cutting tools in machining centers, etc.generally do not have a separate control device.Some operating devices require direct manipulation by humans;such as the atomic energy sector performs household hazardous materials used in the master-slave manipulator is also often referred to as mechanical hand.Manipulator mainly by hand and sports institutions.Task of hand is holding the workpiece(or tool)components, according to grasping objects by shape, size, weight, material and operational requirements of a variety of structural forms, such as clamp type, type and adsorption-based care such as holding.Sports organizations, so that the completion of a variety of hand rotation(swing), mobile or compound movements to achieve the required action, to change the location of objects by grasping and posture.Robot is the automated production of a kind used in the process of crawling and moving piece features automatic device, which is mechanized and automated production process developed a new type of device.In recent

years, as electronic technology, especially computer extensive use of robot development and production of high-tech fields has become a rapidly developed a new technology, which further promoted the development of robot, allowing robot to better achieved with the combination of mechanization and automation.Robot can replace humans completed the risk of duplication of boring work, to reduce human labor intensity and improve labor productivity.Manipulator has been applied more and more widely, in the machinery industry, it can be used for parts assembly, work piece handling, loading and unloading, particularly in the automation of CNC machine tools, modular machine tools more commonly used.At present, the robot has developed into a FMS flexible manufacturing systems and flexible manufacturing cell in an important component of the FMC.The machine tool equipment and machinery in hand together constitute a flexible manufacturing system or a flexible manufacturing cell, it was adapted to small and medium volume production, you can save a huge amount of the work piece conveyor device, compact, and adaptable.When the work piece changes, flexible production system is very easy to change will help enterprises to continuously update the marketable variety, improve product quality, and better adapt to market competition.At present, China's industrial robot technology and its engineering application level and comparable to foreign countries there is a certain distance, application and industrialization of the size of the low level of robot research and development of a direct impact on raising the level of automation in China, from the economy, technical considerations are very necessary.Therefore, the study of mechanical hand design is very meaningful.

第四篇：外文翻譯

當(dāng)今時代是一個自動化時代，交通燈控制等很多行業(yè)的設(shè)備都與計算機(jī)密切相關(guān)。因此，一個好的交通燈控制系統(tǒng)，將給道路擁擠，違章控制等方面給予技術(shù)革新。隨著大規(guī)模集成電路及計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，以及人工智能在控制技術(shù)方面的廣泛運用，智能設(shè)備有了很大的發(fā)展，是現(xiàn)代科技發(fā)展的主流方向。本文介紹了一個智能交通的系統(tǒng)的設(shè)計。該智能交通燈控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)的功能有：對某市區(qū)的四個主要交通路口進(jìn)行控制：個路口有固定的工作周期，并且在道路擁擠時中控制中心能改變其周期：對路口違章的機(jī)動車能夠即時拍照，并提取車牌號。在世界范圍內(nèi)，一個以微電子技術(shù)，計算機(jī)和通信技術(shù)為先導(dǎo)的，一信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)為中心的信息革命方興未艾。而計算機(jī)技術(shù)怎樣 與實際應(yīng)用更有效的結(jié)合并有效的發(fā)揮其作用是科學(xué)界最熱門的話題，也是當(dāng)今計算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域。本文主要從單片機(jī)的應(yīng)用上來實現(xiàn)十字路口交通燈智能化的管理，用以控制過往車輛的正常運作。

研究交通的目的是為了優(yōu)化運輸，人流以及貨流。由于道路使用者的不斷增加，現(xiàn)有資源和基礎(chǔ)設(shè)施有限，智能交通控制將成為一個非常重要的課題。但是，智能交通控制的應(yīng)用還存在局限性。例如避免交通擁堵被認(rèn)為是對環(huán)境和經(jīng)濟(jì)都有利的，但改善交通流也可能導(dǎo)致需求增加。交通仿真有幾個不同的模型。在研究中，我們著重于微觀模型，該模型能模仿單獨車輛的行為，從而模仿動態(tài)的車輛組。

由于低效率的交通控制，汽車在城市交通中都經(jīng)歷過長時間的行進(jìn)。采用先進(jìn)的傳感器和智能優(yōu)化算法來優(yōu)化交通燈控制系統(tǒng)，將會是非常有益的。優(yōu)化交通燈開關(guān)，增加道路容量和流量，可以防止交通堵塞，交通信號燈控制是一個復(fù)雜的優(yōu)化問題和幾種智能算法的融合，如模糊邏輯，進(jìn)化算法，和聚類算法已經(jīng)在使用，試圖解決這一問題，本文提出一種基于多代理聚類算法控制交通信號燈。

在我們的方法中，聚類算法與道路使用者的價值函數(shù)是用來確定每個交通燈的最優(yōu)決策的，這項決定是基于所有道路使用者站在交通路口累積投票，通過估計每輛車的好處(或收益)來確定綠燈時間增益值與總時間是有差異的，它希望在它往返的時候等待，如果燈是紅色，或者燈是綠色。等待，直到車輛到達(dá)目的地，通過有聚類算法的基礎(chǔ)設(shè)施，最后經(jīng)過監(jiān)測車的監(jiān)測。

我們對自己的聚類算法模型和其它使用綠燈模擬器的系統(tǒng)做了比較。綠燈模擬器是一個交通模擬器，監(jiān)控交通流量統(tǒng)計，如平均等待時間，并測試不同的交通燈控制器。結(jié)果表明，在擁擠的交通條件下，聚類控制器性能優(yōu)于其它所有測試的非自適應(yīng)控制器，我們也測試?yán)碚撋系钠骄却龝r間，用以選擇車輛通過市區(qū)的道路，并表明，道路使用者采用合作學(xué)習(xí)的方法可避免交通瓶頸。

本文安排如下：第2部分?jǐn)⑹鋈绾谓⒔煌Ｐ?，預(yù)測交通情況和控制交通。第3部分是就相關(guān)問題得出結(jié)論。第4部分說明了現(xiàn)在正在進(jìn)一步研究的事實，并介紹了我們的新思想。

The times is a automation times nowadays,traffic light waits for much the industey equipment to go hand in hand with the computer under the control of.Therefore,a good traffic light controls system,will give road aspect such as being crowded,controlling against rules to give a technical improvement.With the fact that the large-scale integrated circuit and the computer art promptness develop,as well as artificial intelligence broad in the field of control technique applies,intelligence equipment has had very big development,the main current being that modern science and technology develops direction.The main body of a book is designed having introduccd a intelligence traffic light systematically.The function being intelligence traffic light navar’s turn to be able to come true has：The crossing carries out supervisory control on four main traffic of some downtown area;Every crossing has the fixed duty period,charges centrefor being able to change it’s period and in depending on a road when being crowded;The motro vehicle breaking rules and regulations to the crossing is able to take a photo immediately,abstracts and the vehicle shop sign.Within world range ,one uses the microelectronics technology,the computer and the technology communicating by letter are a guide’s,centering on IT and IT industry information revolution is in the ascendant.But,how,computer art applies more effective union and there is an effect’s brought it’s effect into play with reality is the most popular topic of scientific community,is also that computer applications is hit by the unparalleled active field nowadays.The main body of a book is applied up mainly from slicing machine’s only realizing intellectualized administration of crossroads traffic light,use operation in controlling the vehicular traffic regularity.Transportation research has the goal to optimize transportation flow of people and goods.As the number of road users constantly increases, and resources provided by current infras-tructures are limited, intelligent control of traffic will become a very important issue in thefuture.However, some limitations to the usage of intelligent tra?c control exist.Avoidingtraffic jams for example is thought to be beneficial to both environment and economy, butimproved traffic-flow may also lead to an increase in demand [Levinson, 2003].There are several models for traffic simulation.In our research we focus on microscopicmodels that model the behavior of individual vehicles, and thereby can simulate dynam-ics of groups of vehicles.Research has shown that such models yield realistic behavior[Nagel and Schreckenberg, 1992, Wahle and Schreckenberg, 2001].Cars in urban traffic can experience long travel times due to inefficient traffic light con-trol.Optimal control of traffic lights using sophisticated sensors and intelligent optimizationalgorithms might therefore bevery beneficial.Optimization of traffic light switching increasesroad capacity and traffic flow, and can prevent tra?c congestions.Traffic light control is acomplex optimization problem and several intelligent algorithms, such as fuzzy logic, evo-lutionary algorithms, and reinforcement learning(RL)have already been used in attemptsto solve it.In this paper we describe a model-based, multi-agent reinforcement learningalgorithm for controlling traffic lights.In our approach, reinforcement learning [Sutton and Barto, 1998, Kaelbling et al., 1996]with road-user-based value functions [Wiering, 2000] is used to determine optimal decisionsfor each traffic light.The decision is based on a cumulative vote of all road users standingfor a traffic junction, where each car votes using its estimated advantage(or gain)of settingits light to green.The gain-value is the difference between the total time it expects to waitduring the rest of its trip if the light for which it is currently standing is red, and if it is green.The waiting time until cars arrive at their destination is estimated by monitoring cars flowingthrough the infrastructure and using reinforcement learning(RL)algorithms.We compare the performance of our model-based RL method to that of other controllersusing the Green Light District simulator(GLD).GLD is a traffic simulator that allows usto design arbitrary infrastructures and traffic patterns, monitor traffic flow statistics such asaverage waiting times, and test different traffic light controllers.The experimental resultsshow that in crowded traffic, the RL controllers outperform all other tested non-adaptivecontrollers.We also test the use of the learned average waiting times for choosing routes of cars through the city(co-learning), and show that by using co-learning road users can avoidbottlenecks.

第五篇：外文翻譯

設(shè)計一個位于十字路口的智能交通燈控制系統(tǒng)

摘要：本文模型使用模糊本體的交通燈控制域，并把它應(yīng)用到控制孤立十字路口。本文最重要的目的之一是提出一個獨立的可重復(fù)使用的交通燈控制模塊。通過這種方式，增加軟件的獨立性和為其他的軟件開發(fā)活動如測試和維護(hù)，提供了便利。專家對本體論進(jìn)行手動的開發(fā)和評估。此外，交通數(shù)據(jù)提取和分類路口使用的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像處理算法。根據(jù)預(yù)定義的XML架構(gòu)，這種信息轉(zhuǎn)化為XML實例映射到適合使用模糊推理引擎的模糊規(guī)則的模糊本體。把本系統(tǒng)的性能與其他類似的系統(tǒng)性能進(jìn)行比較。比較結(jié)果顯示：在所有的交通條件下，在每個周期中，對每輛車它有低得多的平均延遲時間與其他的控制系統(tǒng)相比。

關(guān)鍵詞:模糊本體,智能代理,智能交通系統(tǒng)(ITS),交通信號燈控制(TLC),孤立的十字路口,圖像處理,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

1.引言

作為城市交通增加的結(jié)果,道路網(wǎng)絡(luò)的能力有限和發(fā)展交通工具和方法的技術(shù)方面，許多實體，關(guān)系，情況和規(guī)則已經(jīng)進(jìn)入交通燈控制域和轉(zhuǎn)化成為一個知識領(lǐng)域。這個領(lǐng)域的建模知識幫助交通代理和應(yīng)用有效地管理關(guān)于實時條件下的交通。全面知識建模領(lǐng)域的一個最合適的方法是使用本體概念?！氨倔w論是一個正式的、明確的一個共享的概念化的規(guī)范。以前的模型是基本的本體建設(shè)的基礎(chǔ)，為下列建立一個共享的語義豐富的知識域。除了本體作為概念化的形式主義的重要性，它有可能超過所代表的數(shù)據(jù)。這種能力將提高有關(guān)性能的決定和其他非智能系統(tǒng)的功能特點。在近年來，本體論上的研究正成為一個新的熱點話題在不同的活動，如人工智能，知識管理，語義網(wǎng)絡(luò)，電子商務(wù)和幾個其他應(yīng)用領(lǐng)域。這些領(lǐng)域之一是智能交通系統(tǒng)。一些努力已制成這個通過展示和使用本體檢測交通領(lǐng)域擁塞，管理非城市道路氣象事件，駕駛阿德?！骼锵到y(tǒng)，共享和整合一個智能交通系統(tǒng)。本文的目的是介紹一個紅綠燈有效控制孤立交叉口這方面的知識重用的控制本體。這種新的辦法適用于智能代理使用知識決策模糊。該系統(tǒng)采用的圖像來自安裝了監(jiān)控攝像機(jī)拍攝的路口。這些圖像處理利用圖像處理算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，然后發(fā)送到一個智能代理。第2節(jié)中，我們將簡要地解釋了在這項工作中運用的技術(shù)包括seman-TIC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，智能代理技術(shù)和交通的回地面光控制方法。在第3節(jié)，新的系統(tǒng)架構(gòu)是基于分層語義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。第4節(jié)介紹交通燈控制的模糊本體的建設(shè)。第五節(jié)從路口提取的圖像信息解釋。在第6節(jié)，智能系統(tǒng)的運作被完整描述，最后在第7節(jié)對所提出的方法進(jìn)行評估，對結(jié)論進(jìn)行闡述。

2.背景

本節(jié)說明在這項工作中的應(yīng)用技術(shù)包括語義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別本體和模糊本體。此外，國家的交通燈控制的藝術(shù)方法是簡要介紹。2.1.語義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

語義網(wǎng)絡(luò)被定義為當(dāng)前Wed的延伸，這些網(wǎng)站的信息都給出明確的含義;使電腦與人更好的合作。有幾層語義Web的建議源自伯納斯滯后階段。在此類別中的所有規(guī)則如表1所示。圖.4顯示輸出模式的示意圖。本次評選有助于智能系統(tǒng)，以確定下一步的階段測序。

另一種模糊的規(guī)則類別涉及估計優(yōu)化周期時間。這些規(guī)則的模糊變量是天氣條件，時間，每天平均車輛擁堵情況。出于這個原因，60個模糊規(guī)則被定義了。從氣象研究所取得氣象條件。日期和時間也是在交通專家的知識的基礎(chǔ)上以模糊變量形式預(yù)先定義的。圖5顯示日期，時間和周期時間的隸屬函數(shù)。當(dāng)天的參數(shù)是在日歷基礎(chǔ)上基于假期和正常的一天與周期時間量的關(guān)系預(yù)定義的。例如，假期期間的周期時間是較平日少。因此，平日的隸屬度比假期多。

例如一個階段選型的模糊規(guī)則如下所述：“如果一個路口的類型是四的方式，平均車輛擁堵低，平均行人擁堵是中等，然后相類型是簡單的兩階段”。此外，為周期時間估計的模糊規(guī)則表示如下：“如果天氣條件是晴天，時間是早晨，天是正常的，平均車輛擁堵是低，則周期時間短”。在此類別中的所有規(guī)則都列在附錄A。

在此步驟結(jié)束時，應(yīng)該對交通燈邏輯控制的項目的有效性進(jìn)行評估。此功能是使用專家的意見。評價過程的主要目的是顯示發(fā)展的本體和其相關(guān)的軟件環(huán)境的用處。雖然所有的信息，尤其是交通燈控制規(guī)則已提取國際標(biāo)準(zhǔn)和科學(xué)交通文學(xué)，專家的知識優(yōu)勢是他們最后的正確性驗證標(biāo)準(zhǔn)。所有模糊規(guī)則，包括優(yōu)化周期時間和相位類型的規(guī)則，在這個過程中，準(zhǔn)備以調(diào)查問卷形式和展現(xiàn)給一些專家包括從德黑蘭警察局交通上校和兩名來自德黑蘭的交通組織工程師。由于德爾菲專家的意見，約有84％的淘汰型規(guī)則和優(yōu)化周期時間的87％被接受。此外，所有交通邏輯控制的元素包括概念，關(guān)系，屬性和公理都被這些專家進(jìn)行了評估和驗證。我們評估邏輯交通控制是基于理論知識的。在這個過程中進(jìn)行了兩項活動，包括檢查的要求和能力的問題，并在目標(biāo)應(yīng)用環(huán)境測試本體。由于邏輯交通控制已建成的基礎(chǔ)上，如指定要求優(yōu)化循環(huán)時間，逐步淘汰型，交通的移動和優(yōu)化綠燈時間，每個階段的序列中，第一項活動是最好的結(jié)果。邏輯交通控制滿足所有的交通燈控制的需求，并能回答的能力問題。績效評估機(jī)制，可以支持這種說法。在部分實驗結(jié)果我們驗證了這一過程。