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气动机械手的介绍与特点

近20年来，气动技术的应用领域迅速拓宽，尤其是在各种自动化生产线上得到广泛应用。

电气可编程控制技术与气动技术相结合，使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵活，性

能更加可靠；气动机械手、柔性自动生产线的迅速发展，对气动技术提出了更多更高的要求；

微电子技术的引进，促进了电气比例伺服技术的发展，现代控制理论的发展，负气动技术从

开关控制进进闭环比例伺服控制，控制精度不断进步；由于气动脉宽调制技术具有结构简单、

抗污染能力强和本钱低廉等特点，国内外都在大力开发研究。

气压传动工作压力较低，运作提件简单，容易，处理方便，一般压缩空气可存贮在储气罐

中，就算发生突然断电也不会导致工艺流程突然中断。

气动机械手通用性强，机械手臂采用气流负压式吸盘或是夹持式，能实现手腕回转运动，

按照抓取工件的要求，手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转、和上下升降运动。回

转与升降运动是通过立柱来实现的。

横向移动为手臂的横移，手臂的各种运动都是由气缸来实现的，由于气压传动系统动作迅

速、反应灵敏、阻力损失和泄漏较小，成本低廉，有一定的承载能力，在足够的工作空间以

及在任意位置都能自动定位等特性。

由气动元件组成的控制系统只适用于简单工艺、小型产品，因为定位精准方面欠缺，不能

在高速情况下实现高度的精准定位。

气动技术是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递或信号传递的

工程技术，是实现各种生产控制、自动控制的重要手段之一。

大约开始于1776年，Johnwilkimson发明能产生1个大气压左右压力的空气压缩机。1880

年，人们第一次利用气缸做成气动刹车装置，将它成功地用到火车的制动上。20世纪30

年代初，气动技术成功地应用于自动门的开闭及各种机械的辅助动作上。至50年代初，大

多数气压元件从液压元件改造或演变过来，体积很大。60年代，开始构成产业控制系统，

自成体系，不再与风动技术相提并论。在70年代，由于气动技术与电子技术的结合应用，

在自动化控制领域得到广泛的推广。80年代进进气动集成化、微型化的时代。90年代至今，

气动技术突破了传统的死区，经历着奔腾性的发展，人们克服了阀的物理尺寸局限，真空技

术日趋完美，高精度模块化气动机械手问世，智能气动这一概念产生，气动伺服定位技术负

气缸高速下实现任意点自动定位，智能阀岛十分理想地解决了整个自动生产线的分散与集中

控制题目。

气动机械手作为机械手的一种，它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能

和不污染环境等优点而被广泛应用。

气动机械手夸大模块化的形式，现代传输技术的气动机械手在控制方面采用了先进的阀岛

技术（可重复编程等），气动伺服系统（町实现任意位置上的精确定位），在执行机构上全部

采用模块化的拼装结构。

90年代初，由布鲁塞尔皇家军事学院Y·Bando教授领导的综合技术部开发研制的电子气

动机器人——“阿基里斯”六脚勘探员，是气动技术、PLC控制技术和传感技术完美结合产生

的六足“动物”。

6个脚中的每一个脚都有3个自由度，一个直线气缸把脚提起、放下，一个摆动马达控制

脚伸展/退回运动，另一个摆动马达则负责围绕脚的轴心做旋转之用。

精度是指机器人、机械手到达指定点的精确程度，它与驱动器的分辨率以及反馈装置有关。

重复精度是指假如动作重复多次，机械手到达同样位置的精确程度。重复精度比精度更重要，

假如一个机器人定位不够精确，通常会显示一个固定的误差，这个误差是可以猜测的，因此

可以通过编程予以校正。重复精度限定的是一个随机误差的范围，它通过一定次数地重复运

行机器人来测定。随着微电子技术和现代控制技术的发展，以及气动伺服技术走出实验室和

气动伺服定位系统的成套化。气动机械手的重复精度将越来越高，它的应用领域也将更广阔，

精度是指机器人、机械手到达指定点的精确程度，

如核产业和军事产业等。

它与驱动器的分辨率以及反馈装置有关。重复精度是指假如动作重复

多次，机械手到达同样位置的精确程度。重复精度比精度更重要，假

如一个机器人定位不够精确，通常会显示一个固定的误差，这个误差

是可以猜测的，因此可以通过编程予以校正。重复精度限定的是一个

随机误差的范围，它通过一定次数地重复运行机器人来测定。随着微

电子技术和现代控制技术的发展，以及气动伺服技术走出实验室和气

动伺服定位系统的成套化。气动机械手的重复精度将越来越高，它的

应用领域也将更广阔，如核产业和军