多功能六軸機器人機械手臂在工程機械技術領域的應用研究

摘要：機械手臂屬于應用較為廣泛的技術之一，其能夠達到良好的制造精密效果，具有可靠的應用價值。因此，需要針對機械手臂在機械工程技術領域的應用進行深入研究，明確其發展現狀、技術類型、結構需求等多個重要細節，為進一步推廣與改進打下堅實基礎。

關鍵詞：機械手臂;機械工程;技術應用

1、我國機械手臂的應用發展現狀

我國應用機械手臂進行生產制造的時間較晚，整體研究與設計規劃僅5～6 年，仍然處于模仿學習的階段，對技術原理的細節尚未完全掌握。在這種情況下，機械手臂在機械工程技術領域的應用效果還存在較大的提升空間，需要結合相關資料與科研內容進行設計與改進，使其能夠達到良好的生產制造標準。機械手臂的研究涉及位移路線、動力分配、系統調控等多方面內容，技術難度較高，規劃結構較為復雜。[1]根據相關統計數據顯示，我國機械手臂的應用與生產狀況仍然處于較為落后的狀態，設備的數量稀少，但增長速度較快。這一特征表明我國機械手臂的應用市場較為廣闊，對相關技術以及生產制造存在著龐大的需求。但是，機械手臂行業的核心資源欠缺對市場的發展造成了嚴重的限制，導致其設計與應用頻頻遇到障礙。

2、機械手臂的優點分析

機械手臂的發明采用了仿生技術，它仿照人類的手臂運動，機械手臂的末端執行器是特殊材料制成的手指。機械手臂包括伺服驅動機構、機械框架部分、控制系統、不同種類的傳感器等。機械手臂的關節可以使機械手臂改變運動方向，實現大范圍的運動，改變機械手的位置。機械手負責控制工程材料。機械手臂的能力強于人類的手臂，機械手臂的自由度高于人類手臂，可以在三維空間內自由運動，因此可以達到人類手臂觸碰不到的位置。機械手臂在人類手臂的基礎上進行創新，有許多品種，適應于不同的工作。

3、機械手臂在機械工程技術領域的應用結構設計方式

機械手臂通常包括四個主要部件，即爪部、腕部、臂部、機身。爪部需要利用傳動機構的動作信號，實現手抓或末端張合的效果。而腕部主要負責連接爪部與機械臂部分，能夠改變夾持部件的位置，具有高度靈活性，整體慣性級別較低。臂部屬于機械手臂的核心部分，能夠發揮支撐作用，并負責傳動的運動功能。如果臂部設計不合理，便會導致機械手臂整體應用效果受到負面影響。[2]機身主要負責支撐結構，同樣屬于傳動手臂的構件之一，功能性較強。由于臂部的設計較為關鍵，因此需要針對機械手臂的相關區域進行深入分析，明確基礎原則與細節，以達到理想的應用目標。

3.1 大臂段關節設計

機械手臂的大臂段關節設計流程中，應當針對支撐的桿件與旋轉運動大臂部分采取密封圈設計方式，盡可能提高整體應用效果，降低出現問題的概率。通常情況下，O 型密封圈屬于較為優秀的選擇之一。這一類型的密封圈整體結構較為簡單，能夠達到緊密的結合效果。同時，其重量輕，可以有效發揮自密封功能。合理利用 O 型密封圈，能夠達到良好的處理目標，有利于降低泄露級別，實現優秀的阻力條件。O 型密封圈的內徑設計需要符合基礎標準，并重視對截面直徑的規劃，防止出現意外情況。關節轉動的外部區域應當利用端蓋密封方式進行操作，使回轉關節可以得到良好的軸承防護效果。接觸性密封屬于最佳應用類型，其能夠保證密封圈與周邊區域不存在縫隙情況，并與零件實現直接接觸的效果，有利于降低損耗。但是，其對速度存在一定程度的要求，應當在低速或中速的條件下進行應用。

3.2 機械手臂組合

機械手臂在機械工程技術領域進行應用的過程中，還需要進行適當的組合設計，確保其能夠達到良好的處理效果。常規條件下，機械手臂的組合設計主要包括機械手與機械臂兩個部分。機械手又分為夾爪取軸、傾斜軸、旋轉軸三個部分，機械臂的組合分為上部與下部兩個區域。為了達到良好的下降與伸展效果，機械臂需要采用上部帶動下部的方式進行處理，確保傳動基板能夠達到良好的應用質量。機械手臂需要針對手部區域開展深入組合設計，確保其伸展與垂直運動需求能夠通過聯動裝置達到良好的處理目標。

4、總結

時代在發展，科技在進步，機械手臂的發展變化也越來越大。近年來，我國更加重視機械手臂在機械工程技術領域的應用研究。在科技迅速發展的今天，在工業制造方面對智能化自動化的要求也越來越高，機械制造業要抓住發展機遇，敢于創新，敢于挑戰，努力發展智能機械產品，對機械制造方面的難題要不懈鉆研，推進我國智能機械手臂行業的發展。

參考文獻：

[1] 羅昕.機電自動化控制系統的一體化設計[J].南方農機，2020.

[2] 黃通科.智能化技術在機械工程中的運用分析[J].建材與裝飾，2019.

作者簡介：夏明（1996.05-），山東交通學院本科學生，指導老師：李光。