直动型弧面凸轮机械手的设计
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- 直动型弧面凸轮机械手的设计1.1 课题的背景及意义
当前机械产品正沿着两个方向发展，一是大型化、自动化、成型化；二是小型化、多功能、结构简单、使用可靠。在此发展过程中，各种各样的自动机械占有令人注目的地位。
近年来，随着社会的发展，机械与自动控制技术结合已成为现代机械制造生产系统中一个重要组成部分。它的发展很快融和了当今先进的自控技术、信息处理技术、先进制造技术等新兴技术，逐渐形成了一门新的科学。通过前些天参观中国西部国际装配制造业博览会，对此也感受颇深。尽管此自动机械手发展很快，但仍不能取代纯机械的机械手，因为后者在可靠性尤其是价格方面都具有十分突出的优越性。弧面凸轮机械手作为一种新型机械手，具有结构紧凑、可靠性好、成本低、精度高的特点，在现代场合仍具有十分重要的地位。
弧面凸轮机械手可以代替工人机械而繁重的劳动，是一种高效的自动化生产设备。在国外，特别是美国、日本已有其定型产品。我国关于这方面的研究还处于初期阶段，基于国内此类产品缺乏，使用者大多依靠进口，相应的使生产成本增加。因此，研制生产迫在眉睫。本课题就是在这样的情况提出的。
1.2 凸轮机构的发展概况
凸轮机构是一种由凸轮、从动件和机架组成的传动机构，通常以凸轮作为机构的原动件。其运动方式主要为连续回转和往复摆动。工程中，大多根据从动件的运动状态（包括位移、速度、加速度等）来设计凸轮的轮廓数据。早期的工程技术人员大多采用绘制法绘制凸轮轮廓。这种方法不但效率低且精度差，很难精确地得到压力角和曲率半径，大多也仅限于平面凸轮的设计中。
随着计算机的广泛应用，以矢量法、非线性规划法为代表的各种新算法相继出现，把凸轮轮廓参数的计算推进到了一个崭新的阶段。
近年来，凸轮的计算机辅助设计/制造（CAD/CAM）研究也获得了初步成果，设计者利用计算机终端，只要给定原始的数据即可设计出总体上最优的凸轮。可直接通过数控机床，并对刀具磨损、加工时的热变形等不定因素进行自适应控制就可加工出高精度的凸轮。且随着新工艺、新材料的不断涌现，凸轮的设计与制造已变得比较方便，可以预计，凸轮机构在自动机械中的应用范围将越来越广泛，其工作性能将获得明显的改善，从而将更好的促进自动机械的发展。
1.3 凸轮机构的种类与特点
凸轮机构形式繁多，是一种小型、简易、精密的机械，且因为它兼有传动、导向及控制个机构的各种功能，而得到了广泛地应用。可产生复杂的运动轨迹，实现非等速运动等。其工作特点和设计方法随机构形式而异，一般按凸轮的几何形状分类。
详细可见下面图2-1。
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