冶煉智能機械手臂的設計研究

李曉琛

摘 要：隨著現(xiàn)代信息技術的不斷發(fā)展和“智”時代的到來，智能機器人在現(xiàn)代工業(yè)生產中實現(xiàn)了廣泛應用。冶煉智能機械手臂作為一種智能機械，能夠實現(xiàn)更加智能化、高效率、高精度作業(yè)，明顯提高了傳統(tǒng)人工作業(yè)的工作效率。本文對智能機械手臂的設計要點進行總結歸納，全面分析冶煉智能機械手臂的設計特點。

關鍵詞：冶煉；智能機械手臂；特點；設計

中圖分類號：TP241 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）16-0025-02

Smelting Intelligent Robotic Arm Design Research

LI Xiaochen

（Henan Zhongyuan Gold Smelter Co.，Ltd.，Lingbao Henan 472500）

Abstract： With the continuous development of modern information technology and the arrival of the "intelligent" era， the intelligent robots have been widely applied in modern industrial production. As a kind of intelligent machine， smelting intelligent mechanical arm can realize more intelligent， high efficiency and high precision operation， and improve the work efficiency of traditional manual work obviously. This paper summarized the main points of the design of the intelligent mechanical arm， and analyzed the design characteristics of the intelligent mechanical arm of the intelligent machine.

Keywords： smelting；intelligent mechanical arm；characteristics；design

隨著智能技術的不斷發(fā)展，智能機器人已被廣泛應用于生產生活之中。在冶煉行業(yè)，智能機械設備的使用推動了冶煉產業(yè)的發(fā)展，轉變了傳統(tǒng)的生產模式。智能機器人依托高精準、高性能的功能設計，能夠實現(xiàn)復雜環(huán)境的施工作業(yè)。冶煉智能機械手臂，就是基于冶煉需求，進行高精度、智能化發(fā)展，以滿足冶煉的需求。當前，我國智能機器人正處于快速發(fā)展的階段，智能機械手臂的設計應用日益廣泛。隨著智能機械手臂的應用日益廣泛，其技術的成熟成為提高其應用價值的關鍵所在。因此，本文立足冶煉行業(yè)特點，就冶煉智能機械手臂的設計做了以下分析，以更好地強化其在冶煉領域的應用。

1 冶煉智能機械手臂的設計特點

冶煉智能機器手臂的設計，主要在于實現(xiàn)智能化操作，能夠在搬運、碼垛等領域體現(xiàn)。因此，在信息科技時代，冶煉智能機械手臂的構建，轉變了傳統(tǒng)作業(yè)方式，提高了冶煉作業(yè)的效率。本文所探討的冶煉智能手臂具體如圖1所示。

1.1 造型結構

如圖1所示，該智能機械手臂實現(xiàn)了更加完善的功能體系，能夠在傳統(tǒng)機械原理的基礎上，最大程度地滿足冶煉作業(yè)的實際需求。在關節(jié)設計中，更加注重機械手臂的靈活度。通過合理的結構比例設計，并在關節(jié)的造型、接連等方面追求結構的流暢性與合理性，能夠實現(xiàn)更加高效率地工作，擺脫人力。此外，在材料選擇上，不僅強調材料的強度，對耐高溫性也有較高的要求，以便于機械手臂能夠在高溫惡劣條件下持續(xù)性工作，滿足實際作業(yè)的需求。

從圖1來看，冶煉智能機械手臂主要包括基座、機身、大臂、小臂、手腕、執(zhí)行器接口6個核心部位。對冶煉智能機械手臂的設計而言，實現(xiàn)更加科學合理的產品形態(tài)，是實現(xiàn)手臂機械功能的重要基礎。而在該智能機械手臂的設計中，充分考慮到了這點，并在造型等方面進行了優(yōu)化與創(chuàng)新，突出了手臂關節(jié)結構的合理性，并從實際的冶煉作業(yè)出發(fā)，科學運用傳動規(guī)律，實現(xiàn)了有效設計。

1.2 造型特點

在造型設計中，不同的產品有著不同的家族化元素。對于該款冶煉智能機械手臂，造型追求審美的同時，也在功能上強調行業(yè)特質，能夠基于完善的功能結構，更好地滿足實際需求。由于不同的作業(yè)需求，在機械手臂設計中，重載和輕載兩種機械手臂的造型存在較大差異性。

第一，輕載機械手臂。該類型手臂更加注重手臂的靈活性、精確性，在塑造中更加強調線性元素的應用。輕載機械手臂的形態(tài)可以實現(xiàn)更加靈動、輕松地作業(yè)，便于冶煉作業(yè)。第二，重載機械手臂。該類型手臂對力量感十分重要。因此，結構設計更加穩(wěn)重，注重安全可靠性。在選擇設計元素時，突出寬大的面元素和體元素，以更好地實現(xiàn)產品性能。對冶煉作業(yè)而言，兩種類型的機械手臂都被廣泛應用，這就要求針對實際需求，科學合理地設計，以滿足實際需求。

2 冶煉智能機械手臂的造型設計

當前，智能機械手臂已廣泛應用于工業(yè)生產。不同的產品設計，在造型元素的構建中也存在較大差異。這些差異主要體現(xiàn)在形態(tài)、質感、色彩等方面。因此，分析冶煉智能機械手臂的造型設計，能夠從美學的角度對其造型設計規(guī)律進行分析，以實現(xiàn)對智能機械手臂的全面了解。

2.1 運用形態(tài)仿生曲線

在智能機械手臂設計技術不斷成熟的背景下，形態(tài)仿生曲線的運用，可使機械手臂在形態(tài)設計中形成美感與力量的雙重屬性。機械手臂在設計中充分運用形態(tài)仿生曲線，能夠在實現(xiàn)流程的形態(tài)結構的同時，確保機械手臂功能的實現(xiàn)。機械手臂的曲線轉折相對較多，且為了更好地實現(xiàn)冶煉作業(yè)的功能，在機體輪廓線的處理上要進行削減。在惡劣環(huán)境下，機械手臂形態(tài)曲線的合理性設計，能夠確保機械手臂穩(wěn)定的工作性能，在持續(xù)的惡劣條件下，手臂的形態(tài)結構仍十分穩(wěn)定，進而確保了冶煉作業(yè)的實際需求[1]。

2.2 運用色彩

色彩也是造型設計的主要內容，是體現(xiàn)“人性化”設計的重要元素。在色彩的運用過程中，一方面，要強化產品性能的獨特性，以彰顯品牌的特殊屬性；另一方面，色彩的運用，也是對靈動、高效的特征體現(xiàn)。對于冶煉智能機械手臂的設計，色彩的運用應以淺色為主，用于體現(xiàn)智能機械手臂靈動、高效的特征。因此，在智能機械手臂的設計中，要注重色彩的有效應用，這不僅是強化視覺感受的重要基礎，也是增強產品色彩節(jié)奏感的重要載體，應在設計中充分體現(xiàn)[2]。

2.3 運用材料與質感

由于冶煉作業(yè)的特殊性，智能機械手臂在選用材料時，更加注重材料的強度。因此，在設計中，材料的選擇尤為重要，既要體現(xiàn)材料的強度要求，又要追求材質的質感。從實際來看，在冶煉智能機械手臂的設計中，采用新型碳纖維加強材料，不僅實現(xiàn)了高強度作業(yè)，而且機身質量確保了機械手臂輕質、高效的作業(yè)效果。機械手臂若采用高強度的新型材料，手臂的功能會更加完備，能夠在惡劣條件下確保手臂結構、性能的穩(wěn)定性，滿足實際需求。

3 結語

在本文的探討中，智能機械手臂的設計更加注重結構功能體系的構建，能夠基于性能與形態(tài)的設計，更好地實現(xiàn)智能機械手臂高準度、高效率的設計。在筆者看來，冶煉智能機械手臂的造型設計關鍵在于做好三方面的設計：一是運用形態(tài)仿生曲線，確保機體線條的流暢性；二是運用色彩，增強智能機械手臂的色彩節(jié)奏感；三是運用材料與質感，提高智能機械手臂的性能。

參考文獻：

[1]魏靜，蔡鎖寧.智能機械手臂的設計研究[J].自動化儀器儀表，2017（1）：67-69.

[2]楊志龍.智能機械手臂造型設計研究[J].中國機械，2015（3）：63-64.