机械手在游艺机上的设计应用

摘 要：随着社会的发展,时代的进步,人们的生活水平不断提高,中国游乐场的发展为人们的娱乐生活提供理想的场所和空间,游乐业的安全是行业的生命,游艺机的设计是保证游乐安全的重要的基础,本文主要进行分析机械手在游艺机山的设计应用价值.

关 键 词：机械手；游艺机；设计；应用

中图分类号：TH文献标识码：A文章编号：1673-9671-(2012)042-0148-01

游艺机设备的设计具有很高的要求,游艺机不仅需要满足市场的需要、满足客户的要求,而且安全性、智能型也有非常高的要求.而机械手同时对提高产品的性能、档次具有重要的作用.机械手是一种能模拟人的手臂动作,根据设定的参数、程序以及轨迹要求,代替人手进行搬用、抓取的机电一体化的装置,机械手一般可以实现垂直、水平、选装的搬运、抓取或者放置物品,在游艺机上使用这种设备不仅操作灵活、方便,并且操作范围大,应用广.

1机械手游艺机的设计

机械手主要是指能够模仿人或者臂的一些动作,用以根据固定的程序进行抓取、操作以及搬运物件的自动操作装置,机械手在游艺机中的应用不仅可以使游艺机变成自动化,而且也在很大的程度上保证操作的安全性.机械手主要有运动机构、控制机构以及手臂等几部分组成,机械手的手臂主要是用来抓取物品的部件,根据被抓物品的形状、重量、大小等可以设计成多种形式,如夹持型、拖持型等,运动机构主要是使机械手手臂完成移动、转动以及复合运动等多种操作形式,从而改变被抓持物件的姿势以及位置,运动机械的伸缩形式、旋转运动形式以及升降形式等被称为是机械手的运动的自由度,为了能够抓取空间的任意位置的物体一般需要设计6个自由度.机械手的形式有很多种可以分为气动式机械手、液压型机械手、机械式机械手以及电动式机械手.

2下面简单介绍的机械手礼品机的设计

2.1机械手系统结构与运动方式

机械手的结构示意图如图1所示,机械手手臂的上下运用主要有升降步进电动机控制,左右运动有伸缩步进电动机控制,旋转运动主要有直流电动机的正反转进行控制,机械手的夹紧装置主要有关节结构进行设计.其中机械手的手部主要有手抓和传动机构组成的,手抓的运动的类型主要有平移性和回转性,回转型手抓结构比较简单,并且在设计以及制造的过程中比较容易,因此这种形式应用比较广泛,其中礼品机就是采用这种形式进行设计的.游艺机礼品机的图样如图2所示.

2.2机械手游艺机传动方式的设计

机械手游艺机的手臂分别放置在转台的中心位置的一侧旁,这样不仅可以保证转台的受力平衡,结构稳定,并且机械手臂的驱动主要采用电动机输出轴进行控制.由于机械手的手臂关节驱动力矩需要进行远距离进行传输,因此采用电机进行控制,这样设计对人们进行操作提供很大方便,而且非常安全.在进行设计机械手手臂的过程中,由于手臂的伸缩是直线结构,为了能够实现往复运动采用伸缩步进电机的正反转进行控制,这种机械手的手臂结构可以通过进行控制机械手伸缩步进电动机进行调整机械手的位置,从而可以保证机械手方向的正确性.并且在设计时,应该注意结构的设计以及在布局中应该尽量减少部件的重量以及机械手臂的转动惯量,对游艺机设计时,主要采用单导向杆作为导向装置,这样可以增加手臂的导向性以及刚性,以转台作为支撑板以及固连在转轴上,支撑上面的驱动电机以及机械手臂,电机的通信导线可以通过转台的中心的转轴与底座相连接,转轴设计为阶梯轴可以与底座转台相配合形成转动.机械手夹紧装置在设计的过程中应该根据应用的实际情况进行设计.

2.3机械手游艺机控制系统的设计

在对游艺机进行设计中,对于机械手的控制过程、监控过程以及怎么写作等系统可以通过触摸屏进行直接设计,输入或者输出参数,从而可以实现对机械手的操作.机械手的运动速度主要有触摸屏系统输入步进电动机脉冲频率的装置,机械手下降以及运动的距离通过脉冲数进行控制,并且还可以实现重复、反复的操作.在机械手游艺机中采用触摸屏系统具有操作简单、灵活方便、可视性,维护性强等特点.

在对机械手游艺机进行设计的过程中,首先应该对游艺机在运用过程中可能会出现的危险因素作出全面详细的分析了解,并设计出具体的方案,然后应该进行考虑如何在设计的过程中如何才能使危害以及损伤的概率降到最小或者完全消除,在设计的过程中首先应该考虑安全问题,游艺机设置的的速度、加速度以及高速等参数与游艺机的刺激程度、安全性具有密切的关系,只有在保证安全的前提下,才能设计出满足人们刺激要求的游艺设备.因此在设计的过程中应该遵循“安全第一”的设计原则.

3总结

游艺机的设计主要是运用现代的科技手段,将具有一定主题和构思的载体通过装饰出来,在三维的空间内完成单一或者复合运动的游乐玩具,其形式丰富多彩.在游艺机设计中应用触摸屏技术方便、自然并且可以实现人机对话的科技技术,并且根据将逻辑控制系统以及科学技术应用到游艺设备中,对设备安全性的预测、动作流程的简单化以及动画形式的多样化等具有重要的创新,满足人们的需求,实现智能化、直观简单化具有重要的

作用.