導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇機(jī)械手臂，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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一、引言

氣動(dòng)機(jī)械手臂是氣動(dòng)技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域運(yùn)用最多的一種技術(shù)，其具有質(zhì)量好，重量輕，操作簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定以及環(huán)保節(jié)能燈特點(diǎn)。氣動(dòng)機(jī)械手臂主要采用模塊化的設(shè)計(jì)模式，尤其是使用當(dāng)前傳輸技術(shù)的氣動(dòng)機(jī)械手臂，使用可多次編程的閥島技術(shù)進(jìn)行控制，同時(shí)，其氣動(dòng)伺服系統(tǒng)，也全部采用模塊化的設(shè)計(jì)進(jìn)行組裝，便于進(jìn)行精確定位 [1]。

本文的核心內(nèi)容是研發(fā)構(gòu)建一種定位精確、適用性廣的氣動(dòng)機(jī)械手臂，對(duì)研發(fā)過(guò)程中具體涉及的機(jī)械原理和系統(tǒng)配置進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了基于三菱的FX2N可編程控制器的控制系統(tǒng)的硬件和軟件。

二、氣動(dòng)機(jī)械手臂總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

氣動(dòng)機(jī)械手臂有多種類(lèi)型，根據(jù)具體運(yùn)動(dòng)模式，可以區(qū)分為圓柱坐標(biāo)、球式坐標(biāo)、直角坐標(biāo)和關(guān)節(jié)式四種機(jī)械類(lèi)型[2]。機(jī)械手臂的運(yùn)行組件由主體和輔助部件組成。用來(lái)改變抓取對(duì)象的空間位置的組件稱(chēng)為主運(yùn)動(dòng)部件，主要包括手臂部位和立柱部位，而單純改變抓取對(duì)象方位和狀態(tài)、不涉及空間位置改變的組件就是輔助運(yùn)動(dòng)部件，主要有手腕和手指部位。

氣動(dòng)機(jī)械手臂的工作為兩個(gè)位置點(diǎn)之間的材料移動(dòng)工作，因此機(jī)械手臂要具有基本的升降、回轉(zhuǎn)和伸縮能力，因此，這里采取圓柱坐標(biāo)式構(gòu)造模式，此處機(jī)械手臂保留三個(gè)自由度，即升降自由度（用x表示、包含上升下降兩參數(shù)）、回轉(zhuǎn)自由度（用θ表示，有正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)兩個(gè)參數(shù)）和伸縮自由度（用r表示，分為伸展和收回兩個(gè)動(dòng)作）。該機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)模式如圖1所示。

圖1 機(jī) 械 手 臂 運(yùn) 動(dòng) 簡(jiǎn) 圖

三、控制系統(tǒng)的功能及結(jié)構(gòu)分析

控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首要問(wèn)題是如何選擇一臺(tái)理想的PLC（主要是規(guī)格和型號(hào)），其次是PLC的I/O（輸入/輸出）點(diǎn)和設(shè)備的配置。然后是程序流程設(shè)計(jì)與程序編制[3]。

1、直線控制單元的控制

如圖2所示為氣缸的位置控制器及其構(gòu)成圖。圖中氣管線路用虛線代表，電線或電纜用實(shí)線表示?？刂破鞯男盘?hào)來(lái)自PLC，PLC是這部分的核心，通過(guò)磁傳感器識(shí)別氣缸到達(dá)的位置，達(dá)到實(shí)時(shí)精準(zhǔn)地控制氣缸。

2、 PLC控制硬件

要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的主要功能，就必須對(duì)此氣動(dòng)機(jī)械手的每一個(gè)動(dòng)作都要求要有一個(gè)手控的按鍵。為保證機(jī)械手執(zhí)行工作的準(zhǔn)確性，就要求在程序設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到相互牽連的功能。在現(xiàn)實(shí)情況中，控制機(jī)械手的啟動(dòng)按鍵和停止按鍵必須要在一起的，這主要在于設(shè)置控制機(jī)械手的啟停時(shí)考慮到節(jié)省PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)這個(gè)因素。系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要保證機(jī)械手的工作在一個(gè)正常的循環(huán)周期內(nèi)。在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到在機(jī)械手在進(jìn)行每一個(gè)周期的工作時(shí)，機(jī)械手的設(shè)定值按系統(tǒng)主體需要設(shè)定，比如正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、上升、下降、伸出、縮回、加緊、放松。每次開(kāi)始前，需重新設(shè)定，使機(jī)械手回到原來(lái)的位置，進(jìn)行工作，也就是所謂的“回原點(diǎn)”。對(duì)于回原點(diǎn)，包括自動(dòng)式和手動(dòng)式。根據(jù)系統(tǒng)需要選擇PLC的型號(hào)，并對(duì)PLC端的輸入輸出點(diǎn)進(jìn)行I/O分配，相關(guān)的分配表如表1所示。

圖2 直線控制單元構(gòu)成圖

3、PLC控制軟件

在連續(xù)模式下，機(jī)械手的運(yùn)行是按照操控主體的初始設(shè)定進(jìn)行的，要保證整個(gè)連續(xù)模式下的系統(tǒng)的高效運(yùn)行[4]，就要求在操作之前檢驗(yàn)整個(gè)系統(tǒng)的操作是否處在真正的設(shè)定值上。整個(gè)操作可利用各個(gè)具體的操作按鍵操控氣缸的運(yùn)行，在到達(dá)相對(duì)應(yīng)的初始位置時(shí)再對(duì)氣缸的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行減壓、停止，這就保證了整個(gè)系統(tǒng)合理有效的會(huì)到初始值的原點(diǎn)。對(duì)于正處于連續(xù)模式的機(jī)械手來(lái)說(shuō)，當(dāng)系統(tǒng)被手動(dòng)操控回到原始位置時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)自覺(jué)的進(jìn)入到下一個(gè)正常的循環(huán)中。圖3所示為循環(huán)動(dòng)作梯形圖。

圖3 循環(huán)動(dòng)作程序段

四、結(jié)論

對(duì)氣動(dòng)機(jī)械手的構(gòu)造進(jìn)行模塊化整理，對(duì)氣動(dòng)機(jī)械手的整體進(jìn)行相關(guān)的分析和設(shè)計(jì)，對(duì)其氣動(dòng)位置控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，對(duì)氣動(dòng)機(jī)械手的控制系統(tǒng)的硬件、軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)調(diào)試運(yùn)行，達(dá)到了預(yù)定效果。實(shí)踐證明，所開(kāi)發(fā)的以PLC為核心的氣動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)，運(yùn)行可靠性高，操作簡(jiǎn)單方便，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)

[1]李超.氣動(dòng)通用上下料機(jī)械手的研究與開(kāi)發(fā)[D]. 西安：陜西科技大學(xué). 2003.

[2]陸鑫盛.氣動(dòng)新技術(shù)講座――模塊式氣動(dòng)機(jī)械手[J].液壓氣動(dòng)與密封.2001（6）： 31～43.

[3]勞俊，伍世虔，楊叔子.模塊化與現(xiàn)代制造技術(shù)[J]..制造技術(shù)與機(jī)床.2004（9）： 40～42 .

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關(guān)鍵詞：機(jī)械手臂；智能；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

前言

由于機(jī)械手臂是近現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展中出現(xiàn)的新型的技術(shù)形式，它的逐步發(fā)展使得企業(yè)整體的生產(chǎn)水平得以進(jìn)一步提高，因此在這種條件下開(kāi)發(fā)研制一種多關(guān)節(jié)智能機(jī)械手臂，但是這種機(jī)械手臂所要涉獵學(xué)科廣泛，包括機(jī)械學(xué)、力學(xué)和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)等，這就使得機(jī)械手臂在控制上常常出現(xiàn)一些不足，因此本文主要基于機(jī)械手臂的工作原理和構(gòu)成，采用CAN總線對(duì)于機(jī)械手臂進(jìn)行智能控制，可以使得機(jī)械手臂的控制能力大大提高。

1.概述機(jī)械手臂的組成和工作模式

1.1機(jī)械手臂的組成

機(jī)械手臂主要是由控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)裝置、執(zhí)行裝置組成。首先，執(zhí)行裝置主要由手掌和腕部、手臂等組成，主要的用來(lái)抓取一些部件和工具，而且它可以根據(jù)不同抓取物的大小和形狀變換不同的方式抓??；驅(qū)動(dòng)裝置主要是使得手臂變換不同的形態(tài)對(duì)于抓取物進(jìn)行靈活抓取；控制系統(tǒng)主要是利用網(wǎng)絡(luò)和多媒體信息技術(shù)對(duì)于整個(gè)機(jī)械手臂的自由度進(jìn)行控制，進(jìn)而使得機(jī)械手臂的自由度進(jìn)一步提升，相對(duì)于以前的點(diǎn)動(dòng)和連續(xù)性控制效率大大提高。由于現(xiàn)在大多的工廠采用伺服電動(dòng)和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)進(jìn)行機(jī)械手臂控制的[1]。

1.2機(jī)械手臂的工作模式

機(jī)械手臂的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，主要是通過(guò)關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)對(duì)于機(jī)械手的基本動(dòng)作進(jìn)行控制，目前機(jī)械手臂主要是采用閉環(huán)控制的原理進(jìn)行控制。伺服電機(jī)的基本原理是計(jì)算主機(jī)給出的關(guān)節(jié)應(yīng)該操作的位置和計(jì)算機(jī)探測(cè)到的關(guān)節(jié)應(yīng)該操作之間出現(xiàn)的誤差，該誤差通過(guò)數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換和功放之后，這樣可以使得機(jī)械手臂和關(guān)節(jié)操作更加精準(zhǔn)。各種伺服電機(jī)是現(xiàn)在經(jīng)常使用的驅(qū)動(dòng)裝置，由于一般伺服電機(jī)輸出的速率較高，輸出轉(zhuǎn)矩小，但是關(guān)節(jié)帶動(dòng)的力度和轉(zhuǎn)速不足，但是力矩卻較大。因此，在電機(jī)與負(fù)載間需要一種優(yōu)質(zhì)的驅(qū)動(dòng)裝置，使得轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速在一定意義上達(dá)成一致。

另一種驅(qū)動(dòng)裝置是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，各關(guān)節(jié)伺服驅(qū)動(dòng)性信號(hào)和指示都是通過(guò)主機(jī)進(jìn)行計(jì)算后采樣發(fā)出的。計(jì)算機(jī)根據(jù)整體的軌跡運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而得到在不同階段和時(shí)間下軌跡運(yùn)行數(shù)據(jù)，依據(jù)反向運(yùn)動(dòng)的原理把這些軌跡數(shù)據(jù)的變化，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成對(duì)于各個(gè)關(guān)節(jié)的指令數(shù)據(jù)。通常采用主機(jī)與關(guān)節(jié)計(jì)算機(jī)對(duì)于機(jī)械手臂進(jìn)行控制。而且有時(shí)候需要進(jìn)行智能化的操控，還需對(duì)包括視覺(jué)在內(nèi)的各種傳感信號(hào)進(jìn)行搜集和處置并進(jìn)行智能的形態(tài)下的辨析、解決問(wèn)題、工作的規(guī)劃、進(jìn)行決策，這些才需要三級(jí)計(jì)算機(jī)形式進(jìn)行控制[2]。

2.多關(guān)節(jié)智能機(jī)械手臂控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1多關(guān)節(jié)模式的設(shè)計(jì)

多關(guān)節(jié)的機(jī)械手臂主要是四個(gè)手指和六個(gè)手指構(gòu)成，可以在垂直和水平這兩個(gè)方向進(jìn)行平面運(yùn)動(dòng)，而且通過(guò)四個(gè)或六個(gè)不同的電機(jī)對(duì)四個(gè)或六個(gè)手指進(jìn)行控制，進(jìn)而使得整個(gè)的手臂進(jìn)行抓取的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電腦的主機(jī)發(fā)出控制信號(hào)的時(shí)候，帶有傳感功能的裝置就會(huì)對(duì)于要抓取的物體的位置進(jìn)行探測(cè)，從而將控制器接收到信號(hào)，進(jìn)而操作電機(jī)帶動(dòng)手臂和關(guān)節(jié)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，等要抓取物體的時(shí)候就會(huì)對(duì)手臂發(fā)出指令，進(jìn)而完成整個(gè)抓取動(dòng)作，抓取結(jié)束后智能手臂控制系統(tǒng)還會(huì)將指令發(fā)送到電機(jī)裝置，進(jìn)而使得整個(gè)多關(guān)節(jié)模塊完整的得以呈現(xiàn)，還可以使得機(jī)械手臂的自由度進(jìn)一步提升，而且控制效率大大提高[3]。

2.2控制和驅(qū)動(dòng)裝置的整體過(guò)程的設(shè)置

現(xiàn)在國(guó)際和國(guó)內(nèi)在控制多關(guān)節(jié)智能機(jī)械手臂主要是采用CAN總線進(jìn)行調(diào)控，機(jī)械手臂的每個(gè)關(guān)節(jié)可以通過(guò)CAN總線進(jìn)行規(guī)范化的控制和操作，而且每個(gè)關(guān)節(jié)都是這個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制下的一個(gè)環(huán)節(jié)，他們之間的關(guān)系是缺一不可和相輔相成的。每個(gè)關(guān)節(jié)都要與CAN總線進(jìn)行連接，而且在傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候用數(shù)據(jù)包的形式，這就使得CAN總線通過(guò)控制器對(duì)于機(jī)械手臂的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；另一方面，每個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)和環(huán)節(jié)也可以通過(guò)自己的傳感器將自己對(duì)于機(jī)械手臂監(jiān)測(cè)信息傳到CAN總線的控制網(wǎng)絡(luò)上，進(jìn)而形成一個(gè)封閉的控制系統(tǒng)，這樣可以使得控制終端及時(shí)調(diào)整手臂的位置，進(jìn)而更加精準(zhǔn)的完成工作和任務(wù)，進(jìn)一步提高生產(chǎn)的效率，而且還可以節(jié)省資源和控制上的人力投入。另外，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程不光需要硬件設(shè)備的投入，還需要注重設(shè)計(jì)過(guò)程中的計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用程序的建設(shè)，這對(duì)于完善整個(gè)智能手臂的控制設(shè)計(jì)模式有一定的促進(jìn)作用，因?yàn)檐浖P(guān)系到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的好壞，因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中很重視這方面的開(kāi)發(fā)和研究。

3.結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代在制造業(yè)的不斷發(fā)展，以及工業(yè)自動(dòng)和機(jī)械化的不斷推進(jìn)，因此這就促使企業(yè)研制和探索開(kāi)發(fā)智能機(jī)械手臂，從而使得自己的企業(yè)的工作和生產(chǎn)的效率進(jìn)一步得以提升，而且也節(jié)約了工作的時(shí)間和人力和物力的投入。因此本文首先概述了機(jī)械手臂的組成和工作模式；其次，根據(jù)機(jī)械手臂以上的基本理論和原理的基礎(chǔ)上，利用目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)先進(jìn)的CAN總線的控制技術(shù)和模式，設(shè)計(jì)一種創(chuàng)新性的智能機(jī)械手臂控制裝置，進(jìn)而使得機(jī)械手臂的工作效率大大提高，智能性也逐步增強(qiáng)，而且也使得機(jī)械手臂的便捷性和靈活性大大提升，這對(duì)于整體工作效率的提高也也有一定促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳玄.基于模糊控制下多自由度機(jī)械手臂控制技術(shù)的研究[D].中北大學(xué)，2014.

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許多學(xué)生做筆記不用手寫(xiě)，而是記在筆記本或者平板電腦上。但是科學(xué)家們表示，這樣記筆記效果不佳。如果你需要記住一些東西，就寫(xiě)下來(lái)。用手寫(xiě)筆記更有利于概念信息的長(zhǎng)時(shí)記憶。

Turn off your computer if you want to remember something. Computers can be distracting. Computers provide the chance to send a quick message to a friend， check a sports’ score， shop or watch a funny cat video. It is really hard to resist a funny cat video. But computers may hurt performance in school， called academic performance.

如果你想記住一些東西就關(guān)掉你的電腦。電腦會(huì)分散你的注意力。你可以用電腦給朋友發(fā)消息，查看體育比分，購(gòu)物或是觀看有趣的貓咪視頻。而我們真的很難抗拒有趣的貓咪視頻。但是電腦可能會(huì)影響你在學(xué)校的表現(xiàn)，也就是學(xué)業(yè)成績(jī)。

Students who type notes on a keyboard often type what the professor says word-for-word. They may type without really thinking about what they are typing. These electronic notes contained more words. But scientists say it leads to “mindless transcription”.

學(xué)生使用鍵盤(pán)記筆記，經(jīng)常會(huì)逐字逐句打出教授說(shuō)的話(huà)。他們可能對(duì)自己敲打鍵盤(pán)寫(xiě)下的內(nèi)容沒(méi)有進(jìn)行過(guò)真正的思考。這些電子筆記包含了更多單詞。但是科學(xué)家表示，他們會(huì)導(dǎo)致“盲目抄錄”。

However， students taking notes by hand need to first process the information they hear. Then they record just the main points， or summarize. They use fewer words. This is because people usually write slower than they type. This process of summarizing information leads to a deeper understanding.

然而，學(xué)生們通過(guò)手寫(xiě)記筆記要先處理他們所聽(tīng)到的信息。然后他們記下的只是要點(diǎn)或者總結(jié)。他們用的文字更少。這是因?yàn)槿藗儗?xiě)字通常比打字要慢。這個(gè)總結(jié)信息的過(guò)程會(huì)引發(fā)深層次理解。

In the study， students listened to a teacher and then took a test. Some took notes by typing on a computer. The others took notes by writing them down. Both groups performed about the same in remembering facts. But students who typed their notes did much worse on conceptual questions. Also， researchers found that those who wrote their notes remembered conceptual information better a week later.

在這個(gè)研究中，學(xué)生聽(tīng)老師講課然后參加考試。一部分學(xué)生用電腦記筆記，另一部分則用手寫(xiě)記筆記。兩組學(xué)生記憶事實(shí)的表現(xiàn)大致相同，但在電腦上記筆記的學(xué)生在概念性問(wèn)題做得更差。并且，研究人員發(fā)現(xiàn)，用手記筆記的學(xué)生，在一周之后仍能更好地記住概念信息。

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筆記本電腦高檔者如IBMT41系列，單臺(tái)價(jià)格超過(guò)3萬(wàn)元，價(jià)值上不遜于一輛低檔汽車(chē)，但車(chē)險(xiǎn)眾多，筆記本電腦險(xiǎn)又有誰(shuí)見(jiàn)過(guò)？像手機(jī)、筆記本這樣由于移動(dòng)性強(qiáng)而特別容易丟失的情況，鮮有保險(xiǎn)公司愿意為之單獨(dú)策劃相應(yīng)的險(xiǎn)種。

但從11月15日起，購(gòu)買(mǎi)聯(lián)想筆記本促銷(xiāo)機(jī)型的用戶(hù)只需加99元，就能獲得一個(gè)“無(wú)憂(yōu)無(wú)慮大禮包”，其中除了常見(jiàn)的USB光電鼠標(biāo)、筆記本電腦包和64M魔盤(pán)外，還包含了價(jià)值萬(wàn)元的自注冊(cè)之日起“一年筆記本財(cái)產(chǎn)綜合險(xiǎn)附加盜搶險(xiǎn)”。從購(gòu)買(mǎi)后進(jìn)行用戶(hù)注冊(cè)之日起，一年的時(shí)間內(nèi)，如果用戶(hù)在使用筆記本的過(guò)程中遇到了偷盜、天災(zāi)等不可預(yù)計(jì)的情況時(shí)，將得到價(jià)值約萬(wàn)元的筆記本財(cái)產(chǎn)險(xiǎn)（按照實(shí)際購(gòu)買(mǎi)價(jià)格保險(xiǎn)）。除此之外，聯(lián)想筆記本的用戶(hù)還享受自注冊(cè)之日起“一年筆記本屏幕意外損壞保修服務(wù)”？熏即包含人為在內(nèi)的非故意損壞，筆記本屏幕故障維修。

雖屬促銷(xiāo)，但可以看出此次聯(lián)想促銷(xiāo)手段的策劃是非常用心的。眼下各大廠商的銷(xiāo)售手段，可以說(shuō)五花八門(mén)，各個(gè)廠商都有很多筆記本的促銷(xiāo)招數(shù)來(lái)吸引消費(fèi)者，有的廠商跟熱門(mén)電影捆綁銷(xiāo)售，而隨機(jī)贈(zèng)送鼠標(biāo)、U盤(pán)等大禮包已經(jīng)成為了慣用的手段了。聯(lián)想暑期促銷(xiāo)時(shí)，也曾用過(guò)給筆記本配備雙電池的方式。但這次對(duì)購(gòu)買(mǎi)筆記本的用戶(hù)贈(zèng)送的“雙保險(xiǎn)”，可謂是開(kāi)創(chuàng)了筆記本“本險(xiǎn)”時(shí)代。

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1、關(guān)閉用戶(hù)體驗(yàn)計(jì)劃：手機(jī)里有很多的默認(rèn)設(shè)置，如果任由其開(kāi)著，會(huì)在手機(jī)后臺(tái)中無(wú)形般運(yùn)行，不僅占用內(nèi)存，而且非常耗電。比如“設(shè)置”-“其他”-“設(shè)備與隱私”-“加入用戶(hù)體驗(yàn)計(jì)劃”，就占用內(nèi)存的默認(rèn)設(shè)置。只需要將其關(guān)閉，就能優(yōu)化很多的占用和節(jié)省我們手機(jī)的電量。

2、關(guān)閉桌面與鎖屏雜志：用過(guò)oppo手機(jī)的都知道，oppo手機(jī)的壁紙總是會(huì)“不請(qǐng)自來(lái)”，還時(shí)不時(shí)更新，而且又占用內(nèi)存，從而手機(jī)的運(yùn)行添加許多的累贅，關(guān)掉這個(gè)功能就一勞永逸了?！霸O(shè)置”-“桌面與鎖屏雜志”中找到“鎖屏雜志”將其關(guān)閉即可。

3、清理文件夾的碎片緩存和垃圾：有些人來(lái)回安裝和刪除APP，雖然表面上APP刪除了，但是實(shí)際上手機(jī)的碎片文件還殘存。長(zhǎng)期以往，手機(jī)越來(lái)越臃腫，手機(jī)自然而然就會(huì)變得卡頓了。對(duì)于這些碎片可以在手機(jī)的“文件管理”中進(jìn)行選擇性刪除。

（來(lái)源：文章屋網(wǎng) ）

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關(guān)鍵詞 軸承 墩鍛 上下料機(jī)械手 氣缸 設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TG315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 軸承毛坯墩鍛用閉式單點(diǎn)壓力機(jī)

閉式單點(diǎn)壓力機(jī)可完成沖裁、成形、彎曲、淺拉伸、校正等冷沖壓工序，也可以進(jìn)行鍛壓件熱切邊工序，是壓制各種大、中型薄板成形工件不可少的設(shè)備之一。其廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電機(jī)、家用電器、輕工、儀器儀表、航空、兵器等工業(yè)制造部門(mén)。閉式單點(diǎn)壓力機(jī)在軸承內(nèi)外圈沖壓成型中廣泛應(yīng)用，目前基本由人工進(jìn)行上下料，生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作條件差、危險(xiǎn)性高。針對(duì)閉式單點(diǎn)壓力機(jī)按照軸承內(nèi)外圈加工工藝要求，特設(shè)計(jì)自動(dòng)上下料機(jī)械手，該機(jī)械手具有體積小，重量輕，操作靈活，工作可靠，可代替人工在高溫和危險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn)。

2 方案設(shè)計(jì)

用于軸承內(nèi)外圈沖壓閉式單點(diǎn)壓力機(jī)的自動(dòng)上下料機(jī)械手，其由以下三大子系統(tǒng)組成：機(jī)械系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)。

2.1 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

自動(dòng)上下料機(jī)械手機(jī)械系統(tǒng)如圖1和圖2所示：主要由V型傳送帶、料斗、夾持機(jī)械手、送料氣缸、夾緊氣缸、推料氣缸、導(dǎo)軌、滑板、底板、毛坯托板等組成。其工作原理為：軸承毛坯從加熱爐輸出到V型傳送帶上，V型傳送帶通過(guò)帶輪旋轉(zhuǎn)將毛坯輸送到料斗，在錐形料斗中，毛坯恰好成直立狀態(tài)，夾持機(jī)械手在夾緊氣缸作用下，將毛坯夾住，然后由送料氣缸推動(dòng)滑板和夾持機(jī)械手將毛坯送到單電壓力機(jī)的鍛座上，夾持機(jī)械手松開(kāi)，毛坯直立于鍛座上，夾持機(jī)械手退回，壓力機(jī)滑塊下行，將毛坯墩鍛成圓餅狀，壓力機(jī)滑塊上行，并由推料氣缸伸出將沖好的毛坯推出鍛座，完成一個(gè)墩鍛循環(huán)。

2.2 機(jī)械手控制時(shí)序

自動(dòng)上下料機(jī)械手主要用于抓去圓柱形毛坯，主要完成物料夾緊、送料、推料等工作，其工作時(shí)序如圖3所示。

2.3 氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

自動(dòng)上下料機(jī)械手氣動(dòng)系統(tǒng)如圖4所示，圖中球閥是總進(jìn)氣通道總控制閥；空氣組合元件由過(guò)濾器、減壓閥和油霧器組成，過(guò)濾器主要負(fù)責(zé)過(guò)濾壓縮空氣中的雜質(zhì)，減壓閥主要負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)壓力，油霧器負(fù)責(zé)后端元件的給油。流量控制閥主要是控制3個(gè)氣缸的進(jìn)氣和排氣流量，3個(gè)電磁換向閥作用是控制氣缸的運(yùn)動(dòng)方向，手動(dòng)閥作用是控制系統(tǒng)是否進(jìn)氣。

3 設(shè)計(jì)計(jì)算

已知機(jī)械手所夾毛坯為2.6KG，重力約為約為26N，機(jī)械手與毛坯摩擦因數(shù)為 0.5，則夾持力與重力相等，則有：

氣缸輸出力為：

式中為氣缸活塞最大速度，為氣缸活塞理論基準(zhǔn)速度，查得氣缸的理論基準(zhǔn)速度 = 400mm/s，根據(jù)參考文獻(xiàn)查得 = 0.975，式（7）得 = 390mm/s，選用MB系列缸徑50mm的氣缸即能滿(mǎn)足緩沖能力的要求。

② 推料氣缸：已知?dú)飧仔谐蘈=200mm，氣缸動(dòng)作時(shí)間t=0.8s，即氣缸運(yùn)動(dòng)速度為250mm/s，取摩擦因素 = 0.5，由式（4）算得氣缸所承受的負(fù)載為 = 0.5？.6？.8=13N，計(jì)算得推料氣缸缸徑為8.14mm，取D=32mm，選用MB系列缸徑32mm的氣缸能滿(mǎn)足緩沖能力的要求。

③ 夾緊氣缸：氣缸行程L=30mm，氣缸動(dòng)作時(shí)間t=0.1s，氣缸活塞運(yùn)動(dòng)速度為300mm/s，由氣缸所需最小輸出力F3 = 94N確定氣缸的負(fù)載力為100N，計(jì)算出推料氣缸缸徑為22.6mm，取D=32mm，選用MB系列缸徑32mm的氣缸能滿(mǎn)足緩沖能力的要求。

4 實(shí)驗(yàn)研究

該機(jī)械手使用表明：?jiǎn)吸c(diǎn)閉式壓力機(jī)自動(dòng)上下料機(jī)械手具有體積小、重量輕和操作靈活方便；能抵抗毛坯材料的高溫，保證長(zhǎng)期在高溫工作條件下能夠保持較高的可靠性等優(yōu)點(diǎn)；其大大提高了鍛壓的生產(chǎn)率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低成本，具有較高的使用價(jià)值和推廣價(jià)值。

2011年浙江省大學(xué)生大學(xué)生科技成果推廣項(xiàng)目（2011R42 7009）；衢州學(xué)院中青年學(xué)術(shù)骨干培養(yǎng)計(jì)劃（XNZQN201104）

參考文獻(xiàn)

[1] 劉文波，陳白寧，段智敏.工業(yè)機(jī)器人[M].沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2007.12.

篇7

關(guān)鍵詞：氣動(dòng)機(jī)械手，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

前 言：

氣動(dòng)機(jī)械手能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。氣動(dòng)機(jī)械手具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、動(dòng)作迅速、可靠、節(jié)能、不污染環(huán)境、可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于汽車(chē)制造業(yè)、食品和藥品包裝行業(yè)、化工行業(yè)、精密儀器制造業(yè)和軍事工業(yè)等。

在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)應(yīng)用的氣動(dòng)機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)4個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，其各自的自由度的驅(qū)動(dòng)全部由氣動(dòng)肌肉來(lái)實(shí)現(xiàn)。最前端的氣爪抓取物品，通過(guò)氣動(dòng)肌肉的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)各自關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)，使物品在空間上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)合理的控制，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的動(dòng)作要求。氣動(dòng)機(jī)械手回轉(zhuǎn)臂的設(shè)計(jì)主要是選擇合適的控制閥，設(shè)計(jì)合理的氣動(dòng)控制回路，通過(guò)控制和調(diào)節(jié)各個(gè)氣缸壓縮空氣的壓力、流量和方向來(lái)使氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)獲得必要的力、動(dòng)作速度和改變運(yùn)動(dòng)方向，并按規(guī)定的程序工作。

1.氣動(dòng)機(jī)械手的原理

氣壓傳動(dòng)機(jī)械手是以壓縮空氣的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。它巧妙地應(yīng)用力的平衡原理，使操作者對(duì)重物進(jìn)行相應(yīng)的位移，就可在空間內(nèi)平衡移動(dòng)定位負(fù)荷。重物在提升或下降時(shí)形成浮動(dòng)狀態(tài)，靠氣路實(shí)現(xiàn)微重力的物料位移，操作力受工件重量影響。無(wú)需熟練的點(diǎn)動(dòng)操作，操作者用手推拉重物，就可以把重物正確地放到空間中的任何位置，或者通過(guò)操作臺(tái)控制工件的位移可完成以下動(dòng)作：送料、預(yù)夾緊、手臂上升、手臂旋轉(zhuǎn)、小臂伸長(zhǎng)、手腕旋轉(zhuǎn)。

圖1：氣動(dòng)機(jī)械手系統(tǒng)工作原理圖

氣壓傳動(dòng)機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)：（1）不用增速機(jī)構(gòu)就能獲得較高的運(yùn)動(dòng)速度，這是簡(jiǎn)易機(jī)械手的一項(xiàng)主要性能，其可適應(yīng)各種快速自動(dòng)搬運(yùn)的工作。（2）能源方便，工廠都有壓縮工作站。（3）空氣泄漏基本無(wú)害。（4）適應(yīng)易爆、易燃等惡劣環(huán)境。

（5）結(jié)構(gòu)、保養(yǎng)都簡(jiǎn)單，成本低。（6）可將直線風(fēng)缸和擺動(dòng)風(fēng)缸做成手臂的一部分，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛性好。

2.氣動(dòng)機(jī)械手的主要部件和設(shè)計(jì)要求

根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)思想，機(jī)械手的各模塊化機(jī)構(gòu)分別為：立柱、手臂、小臂、手腕和手爪幾個(gè)部分。論文選擇圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手，木設(shè)計(jì)的機(jī)械手具有3個(gè)自由度：手臂伸縮；機(jī)身回轉(zhuǎn)；機(jī)身升降。木設(shè)計(jì)的機(jī)械手主要由3個(gè)大部件和3個(gè)氣缸組成：手部，采用一個(gè)氣爪，通過(guò)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)手爪的運(yùn)動(dòng)。臂部，采用直線缸來(lái)實(shí)現(xiàn)手臂的伸縮。機(jī)身，采用一個(gè)直線缸和一個(gè)回轉(zhuǎn)缸來(lái)實(shí)現(xiàn)手臂升降和回轉(zhuǎn)。

機(jī)械手的手部是機(jī)械手上承擔(dān)抓取工件的機(jī)構(gòu)，由于被抓取物件（炮彈）的形狀近似于圓臺(tái)，所以，其手爪采用特殊的V字型結(jié)構(gòu)，即手爪的內(nèi)表而設(shè)計(jì)成與圓臺(tái)斜度相同的斜而，即保證了抓取的穩(wěn)定又不會(huì)因“線接觸”而影響炮彈的表而質(zhì)量。通過(guò)對(duì)平衡氣缸內(nèi)空氣壓力快速精確的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)某一重量范圍內(nèi)工件的實(shí)時(shí)平衡狀態(tài)。機(jī)械手可選擇定制功能：平衡系統(tǒng)；垂直提升；負(fù)載平衡。設(shè)備回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)設(shè)置剎車(chē)系統(tǒng)，可在任意所需要的位置剎車(chē)，使機(jī)械手可以長(zhǎng)期或定期保持需要的狀態(tài)。翻轉(zhuǎn)90度、翻轉(zhuǎn)180度和翻轉(zhuǎn)任意角度（MAX270°）；斷氣保護(hù)：設(shè)備被意外斷氣時(shí)，設(shè)備上的儲(chǔ)氣罐裝置可保證工人正常完成一個(gè)循環(huán)工作，然后進(jìn)入剎車(chē)狀態(tài)指不功能：負(fù)載指示、到位指示。誤操作保護(hù)功能：工件在懸空時(shí)不可被釋放。人性化操作手柄：控制按鈕和人性化防滑手柄集成一體，讓操作人更便捷操縱機(jī)體。工件表面保護(hù)：夾具接觸工件部位裝置保護(hù)物件，保證工件表而不會(huì)被刮傷。高效率工作：夾具設(shè)置抓取導(dǎo)向，讓工件的拾取更高效。

控制系統(tǒng)可根據(jù)動(dòng)作的要求，設(shè)計(jì)采用數(shù)字順序控制。它首先要編制程序加以存儲(chǔ)，然后再根據(jù)規(guī)定的程序，控制機(jī)械手進(jìn)行工作程序的存儲(chǔ)方式有分離存儲(chǔ)和集中存儲(chǔ)兩種。分離存儲(chǔ)是將各種控制因素的信息分別存儲(chǔ)于兩種以上的存儲(chǔ)裝置中，如順序信息存儲(chǔ)于插銷(xiāo)板、凸輪轉(zhuǎn)鼓、穿孔帶內(nèi)；位置信息存儲(chǔ)于時(shí)間繼電器、定速回轉(zhuǎn)鼓等；集中存儲(chǔ)是將各種控制因素的信息全部存儲(chǔ)于一種存儲(chǔ)裝置內(nèi)，如磁帶、磁鼓等這種方式使用于順序、位置、時(shí)間、速度等必須同時(shí)控制的場(chǎng)合，即連續(xù)控制的情況下使用。

3.機(jī)械手回轉(zhuǎn)臂的結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施

為防止手臂沿伸縮方向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)、加大承載能力，以及提高運(yùn)動(dòng)精度，必須設(shè)有導(dǎo)向裝置。伸縮手臂的導(dǎo)向裝置需根據(jù)伸縮手臂的安裝形式、結(jié)構(gòu)及負(fù)荷等條件來(lái)確定。用的有單導(dǎo)向桿和雙導(dǎo)向桿。在氣動(dòng)伺服系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)高精度定位比較困難，將旋轉(zhuǎn)氣缸安裝在底板上，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使機(jī)械手向左或向右擺動(dòng)。機(jī)械手末端執(zhí)行器的水平伸縮運(yùn)動(dòng)和豎直升降運(yùn)動(dòng)各由一個(gè)氣缸控制，即以最簡(jiǎn)單的形式，在完全伸出和回縮位置之間進(jìn)行切換。

篇8

Abstract： In today's society， science and technology has rapid development， and also the graphic monitoring has great improvement in the field of industrial automation. This design from the teaching point of view， introduces the overall structure of graphic monitoring robot teaching platform， using graphic monitoring to complete the simulated operation can not only monitor the manipulator， but also can simulate control. Through powerful animation function of configuration software can display the action process of manipulator in real time， through the simulation manipulator drawing， doing variables， programming to realize the simulation of the manipulator operation， the application of animation to simulate the effect of the manipulator operation reduces the difficulty of learning， but also can absorb the experience in a large extent and master knowledge.

關(guān)鍵詞： 機(jī)械手；PLC；圖形監(jiān)控；組態(tài)技術(shù)

Key words： manipulator；PLC；graphic monitoring；configuration technology

中圖分類(lèi)號(hào)：TP241 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）36-0227-03

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)日新月異，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的日益普及，在專(zhuān)業(yè)教學(xué)中，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真教學(xué)已經(jīng)引起人們充分關(guān)注。從組態(tài)軟件的內(nèi)涵上說(shuō)，組態(tài)軟件是指在軟件領(lǐng)域內(nèi)，操作人員根據(jù)應(yīng)用對(duì)象及控制任務(wù)的要求，配置（包括對(duì)象的定義、制作和編輯，對(duì)象狀態(tài)特征屬性參數(shù)的設(shè)定等）用戶(hù)應(yīng)用程序的過(guò)程，也就是把組態(tài)軟件視為“應(yīng)用程序生成器”。從應(yīng)用角度講，組態(tài)軟件是完成系統(tǒng)硬件與軟件溝通、建立現(xiàn)場(chǎng)與監(jiān)控層溝通的人機(jī)界面的軟件平臺(tái)，它的應(yīng)用領(lǐng)域不僅僅局限于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，還可應(yīng)用于仿真教學(xué)和技能鑒定考核等領(lǐng)域。

圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)是一種適合大中專(zhuān)學(xué)生的具有開(kāi)放式特征的教學(xué)平臺(tái)。是多種高科技的融合，可以完成電工、電子、PLC、機(jī)械設(shè)計(jì)、傳感器、機(jī)電控制、觸摸屏技術(shù)、組態(tài)技術(shù)等許多課程的幾百個(gè)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)。圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)的作用主要以展示機(jī)械結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)特征和功能關(guān)系為主。相對(duì)于工業(yè)機(jī)器人具有它的特殊性：首先，一臺(tái)圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)相當(dāng)于一個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)，要能顯示多種運(yùn)動(dòng)性能。因此，利用組態(tài)軟件可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、可視畫(huà)面同步和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)從而構(gòu)成一個(gè)集動(dòng)作控制、過(guò)程監(jiān)測(cè)與控制的網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綜合化、組態(tài)化的自動(dòng)控制，在我國(guó)現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中將起到巨大的推動(dòng)作用。本文采用三自由度圓柱坐標(biāo)型機(jī)械手結(jié)構(gòu)，圖形監(jiān)控示教器采用組態(tài)軟件和觸摸屏，控制系統(tǒng)采用可編程序控制器，設(shè)計(jì)了圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)，具有造價(jià)低、調(diào)控容易、重復(fù)性好的特點(diǎn)。

1 圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)描述

如圖1所示，圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)主要由圖形監(jiān)控示教器、機(jī)械手（手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)）和控制系統(tǒng)四大部分構(gòu)成。

1.1 圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)功能及模塊

①圖形監(jiān)控示教器：是人機(jī)交互（即運(yùn)動(dòng)軌跡的錄入、編輯、儲(chǔ)存，支持的圖案元素，輸入方法為引導(dǎo)示教式），主要由PC、組態(tài)軟件和觸摸屏來(lái)實(shí)現(xiàn)。

②機(jī)械手：主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。

1）手部是用來(lái)抓取工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種形式，如夾持型、托持型和吸附型等，主要由氣缸、氣控機(jī)械抓手來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2）運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式；主要由電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。

③控制系統(tǒng)：完成插補(bǔ)計(jì)算，脈沖輸出及與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)的連接，位置測(cè)量，邏輯處理（限位信號(hào)，操作信號(hào)等），具有在線控制和離線控制功能（在線控制通過(guò)上位機(jī)控制軟件實(shí)現(xiàn)控制，離線控制采用面板控制），主要由步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)模塊、傳感器、開(kāi)關(guān)電源、電磁閥、旋轉(zhuǎn)碼盤(pán)、單片機(jī)及PLC控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.2 圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)控制方式 圖形監(jiān)控機(jī)械手的控制方式為手動(dòng)和自動(dòng)兩種。工作過(guò)程為：

①進(jìn)行手動(dòng)控制時(shí)，手臂的升降、伸縮和腰部的回轉(zhuǎn)、夾鉗等張合的各流程需要進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制。

②自動(dòng)控制時(shí)，機(jī)械手首先回到初始位置，接著水平手臂伸出，碰到限位開(kāi)關(guān)后停止，然后垂直手臂下降，碰到下限位開(kāi)關(guān)停止運(yùn)動(dòng)，手爪電，夾緊工件，然后垂直手臂上升，碰到上限位開(kāi)關(guān)停止，腰部順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直到碰到限位開(kāi)關(guān)停止，手臂下降到下限位開(kāi)關(guān)后，手爪電機(jī)反轉(zhuǎn)，松開(kāi)工件，最后垂直手臂再上升，水平手臂縮回，腰部逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，回到初始狀態(tài)。整個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了將工件從A位置搬運(yùn)到B位置。

2 圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)控制要求

①圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)具有啟動(dòng)、停止、水平移動(dòng)（左移、右移）、垂直移動(dòng)（上升、下降）、夾緊、放松等動(dòng)作功能。

②可以通過(guò)啟動(dòng)、停止按鈕控制機(jī)械手的啟動(dòng)、停止。

③機(jī)械手在原點(diǎn)位置，按下啟動(dòng)按鈕后，機(jī)械手下降至工件處夾緊工件攜工件上升至上限位右移至右限位（下一個(gè)工位上方）下降至指定位置放下工件后上升至上限位左移至左限位，回到原始位置。此過(guò)程反復(fù)循環(huán)執(zhí)行。

④機(jī)械手運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，如果按下停止按鈕，機(jī)械手并不馬上停止，而是繼續(xù)工作，直到完成本周期操作，回到原始位置，之后停止，不再循環(huán)。如果按下急停按鈕，機(jī)械手停在當(dāng)前位置，解除急停后，按下復(fù)位按鈕，機(jī)械手復(fù)位，停在初始位置等待重新開(kāi)始操作。

⑤機(jī)械手的水平移動(dòng)、垂直移動(dòng)、夾緊、放松通過(guò)PLC控制的電磁閥實(shí)現(xiàn)。

2.2 圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)硬件設(shè)計(jì) 圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)的控制系統(tǒng)一般包括兩個(gè)進(jìn)步電機(jī)、一個(gè)直流電機(jī)、一個(gè)電磁閥，該系統(tǒng)可以讓單臺(tái)PLC進(jìn)行多個(gè)對(duì)象控制，只有適當(dāng)?shù)倪x用高性能的PLC，才能實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)完全的控制功能。為了師生直觀方便的使用，給予上位機(jī)/觸摸屏（圖形監(jiān)控示教器）進(jìn)行監(jiān)控，如圖2所示的控制結(jié)構(gòu)。用于發(fā)訊息的開(kāi)關(guān)如按鈕、光電開(kāi)關(guān)和行程開(kāi)關(guān)作為PLC的輸入信號(hào)，PLC的輸出控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、繼電器和電磁閥，用于完成手臂的升降/伸縮（左右）步進(jìn)電機(jī)、手爪旋轉(zhuǎn)直流電機(jī)和手爪夾緊/放松等控制。

①圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)控制系統(tǒng)的核心是三菱FX1N-24MT型PLC。該P(yáng)LC有14點(diǎn)輸入，10點(diǎn)輸出，輸出接口為晶體管型。步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)與PLC一般是不直接相連的，PLC與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、接觸器或者繼電器的線圈相連。為了實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)及安全互鎖等問(wèn)題，PLC輸出端子接中間繼電器，該繼電器為直流繼電器，具有4對(duì)常開(kāi)常閉觸點(diǎn)，額定電壓為12V，能夠滿(mǎn)足直流電機(jī)互鎖要求。

②圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)的控制系統(tǒng)中有兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)、一個(gè)直流電機(jī)和一個(gè)電磁閥分別控制垂直手臂升降、水平手臂伸縮（左右）、腰部旋轉(zhuǎn)和手爪夾緊/放松。垂直手臂步進(jìn)電機(jī)由升/降步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制上升和下降；水平手臂步進(jìn)電機(jī)由左/右步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制手臂伸出和縮回；腰部旋轉(zhuǎn)直流電機(jī)由繼電器分別控制順時(shí)針轉(zhuǎn)和逆時(shí)針轉(zhuǎn)；手爪夾緊/放松由電磁閥分別控制夾緊和松開(kāi)。同時(shí)為腰部旋轉(zhuǎn)和手爪夾緊/放松輸出端設(shè)置了互鎖，這就實(shí)現(xiàn)了腰部旋轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)、手爪夾緊和放松之間的互鎖，防止輸出相反的兩個(gè)繼電器和電磁閥同時(shí)為“ON”。

③圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)的控制系統(tǒng)還設(shè)置6個(gè)限位開(kāi)關(guān)，分別安裝在機(jī)械手的垂直手臂的最高位和最低位、水平手臂的最長(zhǎng)位和最短位、腰部?jī)蓚?cè)，用于檢測(cè)機(jī)械手的位置，機(jī)械手手爪的夾緊/放松由PLC內(nèi)部的時(shí)間繼電器控制。

④為了便于生產(chǎn)加工和維修、調(diào)整，設(shè)置了工作方式選擇開(kāi)關(guān)。當(dāng)開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”位時(shí)，機(jī)械手將工件從一個(gè)位置搬運(yùn)到指定位置卸下，并返回原位等待下一個(gè)工件到來(lái)，全部自動(dòng)進(jìn)行；置于“手動(dòng)”位時(shí)，通過(guò)按鈕機(jī)械手垂直手臂的升降、水平手臂的伸縮、腰部的旋轉(zhuǎn)、手爪的放松、夾緊等各動(dòng)作流程進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制。同時(shí)，為了保證在緊急情況下（包括PLC發(fā)生故障時(shí)）能可靠地切斷PLC的負(fù)載電源，設(shè)置了交流接觸器，在PLC開(kāi)始運(yùn)行時(shí)按下“負(fù)載電源”按鈕，使交流接觸器線圈得電并自鎖，交流接觸器的主觸點(diǎn)接通，出現(xiàn)緊急情況時(shí)用“緊急停車(chē)”按鈕斷開(kāi)負(fù)載電源。

2.3 圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)軟件設(shè)計(jì) 圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)運(yùn)行方式有兩種，首先在控制面板上或圖形監(jiān)控示教器選擇運(yùn)行方式，如果選擇了“手動(dòng)”方式，程序按照手動(dòng)程序運(yùn)行，如果選擇“自動(dòng)”方式，程序首先檢查機(jī)械手是否位于原點(diǎn)位置，也就是滿(mǎn)足初始狀態(tài)，滿(mǎn)足的話(huà)則進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行程序，不滿(mǎn)足的話(huà)先完成回原點(diǎn)程序再進(jìn)行自動(dòng)程序的運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)的流程圖如圖3所示。

2.4 圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（圖形監(jiān)控示教器）

2.4.1 實(shí)現(xiàn)機(jī)圖形監(jiān)控械手教學(xué)平臺(tái)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)演示

組態(tài)軟件集成了圖形技術(shù)，人機(jī)界面技術(shù)，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，控制技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，使控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員不必依靠某種具體的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，只需通過(guò)可視化的組態(tài)方式，就可完成監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)，降低了監(jiān)控畫(huà)面開(kāi)發(fā)難度。組態(tài)軟件擁有豐富的工具箱、圖庫(kù)和操作向?qū)?，使開(kāi)發(fā)人員避免了軟件設(shè)計(jì)中許多重復(fù)性的開(kāi)發(fā)工作，可提高開(kāi)發(fā)效率，縮短開(kāi)發(fā)周期，已成為監(jiān)控系統(tǒng)主要的軟件開(kāi)發(fā)工具之一。

組態(tài)軟件提供了多種控制器件庫(kù)、圖形控制和功能組件，可組態(tài)各種顯示與控制功能，創(chuàng)建畫(huà)面和信息并將其與PLC程序鏈接，以圖形形式顯示系統(tǒng)操作狀態(tài)、當(dāng)前過(guò)程值及故障信息，提供友好的人機(jī)界面來(lái)操作被監(jiān)控的設(shè)備或系統(tǒng)，對(duì)PLC系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、記錄、存儲(chǔ)、處理，滿(mǎn)足各種監(jiān)控要求。

利用組態(tài)軟件創(chuàng)建一個(gè)工程項(xiàng)目，在工程項(xiàng)目中創(chuàng)建一個(gè)“初級(jí)演示”畫(huà)面，在“初級(jí)演示”畫(huà)面上可以設(shè)計(jì)如圖4所示的圖形監(jiān)控械手教學(xué)平臺(tái)監(jiān)控示意圖，再設(shè)置垂直手臂升降、水平手臂伸縮（左右）、手爪夾緊/放松、工件、運(yùn)行標(biāo)志a、次數(shù)a等內(nèi)存變量，設(shè)置矩形A、B、C等圖形部件相關(guān)的動(dòng)畫(huà)組態(tài)，并設(shè)計(jì)初級(jí)演示畫(huà)面的命令語(yǔ)言程序，反復(fù)調(diào)試，完成該工程項(xiàng)目的組態(tài)。

2.4.2 圖形監(jiān)控示教器控制PLC實(shí)現(xiàn)機(jī)械手動(dòng)作 利用組態(tài)軟件在工程瀏覽器中創(chuàng)建一個(gè)“簡(jiǎn)易控制”畫(huà)面，在“簡(jiǎn)易控制”畫(huà)面可以設(shè)計(jì)如圖5所示的圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)控制圖。

將三菱FX系列PLC與計(jì)算機(jī)或觸摸屏的COM口連接，在工程瀏覽器中配置設(shè)備三菱PLC，再設(shè)置放松、夾緊、下移、上移、右移、左移等變量，這些變量分別與三菱PLC的輸出端相關(guān)聯(lián)，設(shè)置運(yùn)行標(biāo)志b、次數(shù)b等內(nèi)存變量。設(shè)置圖形部件、指示燈等圖素相關(guān)的動(dòng)畫(huà)組態(tài)，并設(shè)計(jì)控制畫(huà)面的命令語(yǔ)言程序，反復(fù)調(diào)試，完成“控制”畫(huà)面的組態(tài)。

運(yùn)行該工程項(xiàng)目，打開(kāi)“簡(jiǎn)易控制”畫(huà)面，可實(shí)現(xiàn)圖形監(jiān)控械手教學(xué)平臺(tái)控制運(yùn)行的仿真動(dòng)態(tài)演示。運(yùn)行過(guò)程中，伴隨機(jī)械手的動(dòng)作，相關(guān)的指示燈點(diǎn)亮或熄滅。

2.4.3 實(shí)現(xiàn)圖形監(jiān)控示教器與PLC聯(lián)動(dòng)的仿真教學(xué) 利用組態(tài)軟件在工程瀏覽器中創(chuàng)建一個(gè)“仿真控制”畫(huà)面，在“仿真控制”畫(huà)面可以設(shè)計(jì)如圖6所示的圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)仿真控制圖。

設(shè)置運(yùn)行標(biāo)志c、次數(shù)c等內(nèi)存變量。打開(kāi)圖庫(kù)，選擇開(kāi)關(guān)圖形，在六個(gè)指示燈旁放置六個(gè)開(kāi)關(guān)。根據(jù)簡(jiǎn)易機(jī)械手的控制要求，在PLC內(nèi)編制圖形監(jiān)控械手教學(xué)平臺(tái)控制程序。設(shè)置圖形部件、指示燈、開(kāi)關(guān)等圖素相關(guān)的動(dòng)畫(huà)組態(tài)，并設(shè)計(jì)仿真控制畫(huà)面的命令語(yǔ)言程序，反復(fù)調(diào)試，完成“仿真控制”畫(huà)面的組態(tài)。

運(yùn)行PLC程序，運(yùn)行圖形監(jiān)控械手教學(xué)平臺(tái)控制組態(tài)工程，用組態(tài)軟件實(shí)時(shí)顯示圖形監(jiān)控械手教學(xué)平臺(tái)的動(dòng)作過(guò)程，用PLC控制圖形監(jiān)控械手教學(xué)平臺(tái)步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)和電磁閥，實(shí)現(xiàn)組態(tài)軟件與PLC聯(lián)動(dòng)的仿真教學(xué)。

2.5 圖形監(jiān)控機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)運(yùn)行調(diào)試 為了保存所有的組態(tài)設(shè)置，就需要關(guān)不所有組態(tài)監(jiān)控程序。這時(shí)候?qū)LC程序下傳到PLC裝置中讓其運(yùn)行，為了進(jìn)入組態(tài)工程運(yùn)行界面，就需要切換到離線狀態(tài)，然后在啟動(dòng)組態(tài)軟件。在運(yùn)行過(guò)程中，我們可以通過(guò)按鈕的操作檢測(cè)出所編的程序是否正確。經(jīng)過(guò)運(yùn)行測(cè)試后，該教機(jī)械手教學(xué)平臺(tái)控制系統(tǒng)的動(dòng)作才能進(jìn)行有效監(jiān)控，PLC程序才能達(dá)到控制要求。

3 結(jié)論

圖形監(jiān)控對(duì)機(jī)械手控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控的時(shí)候，要以最少的人員配置來(lái)加強(qiáng)對(duì)機(jī)械手的管理，這樣能夠提供較為清晰、準(zhǔn)確的機(jī)械手運(yùn)行狀態(tài)，以此來(lái)為維修和故障診斷提供多方面的可能性，充分提高系統(tǒng)的工作效率。本文通過(guò)介紹圖形監(jiān)控機(jī)械手對(duì)教學(xué)有很好的輔助作用，機(jī)械手控技術(shù)既是一項(xiàng)復(fù)雜的隨機(jī)系統(tǒng)又是一項(xiàng)綜合型的技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司.MCGS用戶(hù)指令.

[2]朱慧玲.教學(xué)機(jī)器人的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)[J].機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，2007，20（2）：17.

篇9

一、機(jī)械手的系統(tǒng)工作原理

機(jī)械手的工作原理：機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及壓力檢測(cè)裝置等所組成。在程序控制的條件下，采用氣壓傳動(dòng)與電機(jī)傳動(dòng)的混合傳動(dòng)方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)部位發(fā)生規(guī)定要求的，有順序，有運(yùn)動(dòng)軌跡，有一定速度和時(shí)間的動(dòng)作。同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，必要時(shí)可對(duì)機(jī)械手的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。壓力檢測(cè)裝置隨時(shí)將機(jī)械手反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進(jìn)行比較，然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度達(dá)到設(shè)定位置.

二、機(jī)械手的整體設(shè)計(jì)方案

為了使機(jī)械手的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，機(jī)械手的手部采用了夾持型的設(shè)計(jì)，它是連桿機(jī)構(gòu)在氣缸的帶動(dòng)下繞其回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)來(lái)帶動(dòng)手指的開(kāi)閉的，優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作靈敏，結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，精度高，一定的承載能力等特點(diǎn)。

1. 機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。按照抓取工件的要求，本機(jī)械手的手臂有三個(gè)自由度，即手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和降（或俯仰）運(yùn)動(dòng)。對(duì)于手臂的升降，我們?cè)诳紤]到平穩(wěn)性和安全性以及升降的準(zhǔn)確性之后，決定利用絲杠進(jìn)行傳動(dòng)。同時(shí)考慮到手臂的轉(zhuǎn)動(dòng)以及回轉(zhuǎn)體的特性，我們?cè)诹⒅紫掳惭b一臺(tái)小型步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)來(lái)完成機(jī)械手的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，手臂的橫移通過(guò)氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2. 機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)。我們選擇了電機(jī)驅(qū)動(dòng)和氣壓傳動(dòng)，目前步進(jìn)電機(jī)的最小轉(zhuǎn)角完全能實(shí)現(xiàn)1.8°/s，的最小轉(zhuǎn)角。而且步進(jìn)電機(jī)的成本不高，進(jìn)一步增加了機(jī)械手的通用性。氣動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏，阻力損失和泄漏較小，成本低廉因此也是比較合理的傳動(dòng)方式。

3. 機(jī)械手的控制方案設(shè)計(jì)?？紤]到機(jī)械手的通用性，同時(shí)使用點(diǎn)位控制，因此我們采用單片機(jī)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制。當(dāng)機(jī)械手的動(dòng)作流程改變時(shí)，只需改變程序即可實(shí)現(xiàn)，非常方便快捷。

4. 機(jī)械手的主要技術(shù)參數(shù)

一、機(jī)械手的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù)，由于是采用氣壓方式驅(qū)動(dòng)，因此考慮抓取的物體不應(yīng)該太重

二、基本參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)械手主要的基本參數(shù)，影響機(jī)械手動(dòng)作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉(zhuǎn)的速度

三、手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1. 夾持式手部結(jié)構(gòu)

1.1手指的形狀和設(shè)計(jì)

夾持式是最常見(jiàn)的一種，本文采用兩指式夾取。

1.2手部夾緊氣壓缸的設(shè)計(jì)

（1）手部驅(qū)動(dòng)力計(jì)算。假設(shè)夾起質(zhì)量最大為1KG的工件，在1s內(nèi)水平勻速直線運(yùn)動(dòng)0.3m，設(shè)兩手指原始間隔40mm當(dāng)手指間隔為20mm時(shí)觸碰工件并夾緊，夾持點(diǎn)距轉(zhuǎn)軸的力臂大約為800mm.

假設(shè)綜合摩擦系數(shù)為u=0.15，由G=mg得G=9.8N，又G=2uF可得F=32.67N （F為手指對(duì)工件的家?jiàn)A持力）

則夾持距為：M=F?S=32.67x0.8=26.13N?m

（2）確定氣缸內(nèi)徑。根據(jù)豎直臂的工作載荷以及初選的工作壓力，缸徑D可以利用下述的公式計(jì)算出，當(dāng)活塞桿收縮克服載荷做功時(shí)：

其中：D為氣缸的內(nèi)徑（m）；F1為作用于氣缸活塞上的推力（N）；P為初選的工作壓力（Pa）；n為總機(jī)械效率（當(dāng)氣缸動(dòng)態(tài)性能要求和工作頻率較高時(shí)，n=0.3一0.5.

（3）水平伸縮氣缸內(nèi)徑的計(jì)算。對(duì)于氣缸伸縮運(yùn)動(dòng)，利用流體的知識(shí)，v=Q/s，Q為流體流量，S為底面積，暫定v=0.05m/s，s=2πr2=2×π0.012=6.28×10-4m2，

所以Q=VS=

氣缸收縮時(shí)所承受的外力F 20N，水平伸縮的行程為30mm，伸出或縮回的時(shí)間為0.5s.

取d/D=0.5，P=0.5Mpa， =0.4代入公式得

≈0.0239m=23.9mm

2. 電機(jī)絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)

底座的圓周運(yùn)動(dòng)采用電機(jī)帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)，機(jī)械手的上下運(yùn)動(dòng)為絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)和氣缸伸縮運(yùn)動(dòng)。

經(jīng)過(guò)查閱市面上的伺服電機(jī)減速器一體設(shè)備的輸出轉(zhuǎn)速為1200r/min，暫定機(jī)械手的上下運(yùn)動(dòng)的速度為0.05m/s左右，接下來(lái)我們計(jì)算絲桿螺距。

已知n=1200r/min即為20r/s，而v=0.05m/s。

又有，即，

四、傳感器的選取

壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的，這樣的傳感器也稱(chēng)為壓電傳感器，特點(diǎn)：小型輕便、響應(yīng)快、在線性好、可靠性高。

我們選擇小尺寸微型稱(chēng)重拉壓力傳感器傳感器的滿(mǎn)量程輸出電壓（MAX mv）=傳感器的拱橋電壓（5到15VDC的范圍內(nèi)，）X傳感器的靈敏度（例如：1MV/V或者2MV/V）

傳感器所受到的力與傳感器的輸出電壓呈線性關(guān)系滿(mǎn)足：Ymv=a*Xf

產(chǎn)品參數(shù)：精度：0.1%F?S；工作溫度范圍：-20～+65℃；靈敏度：1～2 ±0.1mv/v

五、機(jī)械手的控制系統(tǒng)

對(duì)于機(jī)械手，我們采用單片機(jī)進(jìn)行控制。單片機(jī)具有集成度高、功能強(qiáng)、速度快、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等特點(diǎn)在對(duì)價(jià)格和性能的考慮下，我們選擇了80C51系列的增強(qiáng)型單片機(jī)80C522單片機(jī)。

六、結(jié)論

1.采用電機(jī)和氣缸的混合傳動(dòng)，動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏，能實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，便于自動(dòng)控制。工作環(huán)境適應(yīng)性好，不會(huì)因環(huán)境變化影響傳動(dòng)及控制性能。阻力損失和泄漏較小，不會(huì)污染環(huán)境。同時(shí)成本低廉。

2.機(jī)械手采用單片機(jī)進(jìn)行控制，有很高的安全性和可靠性，同時(shí)也很方便去改動(dòng)程序，是的機(jī)械手的通用性更強(qiáng)。

作者簡(jiǎn)介：門(mén)柯平，西南交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院。

向順，西南交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院。

篇10

【關(guān)鍵詞】 風(fēng)濕??；“虛邪瘀”理論；治療原則；用藥經(jīng)驗(yàn)；婁多峰

婁多峰教授認(rèn)為，虛、邪、瘀既是風(fēng)濕病的病因病機(jī)，也可以作為辨證綱領(lǐng)，進(jìn)而確立“虛邪瘀”治療原則：扶正、祛邪、通絡(luò)兼顧。即正虛者扶正為主，邪實(shí)者祛邪為主，瘀血者通絡(luò)為主[1]。婁多峰教授臨證遵循“虛邪瘀”治療原則治療風(fēng)濕病，并指導(dǎo)臨床用藥，每獲良效?，F(xiàn)將其“虛邪瘀”治痹原則及用藥經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)如下。

1 扶正原則

即針對(duì)虛的治療。婁多峰教授認(rèn)為，正虛是痹病發(fā)病的內(nèi)在因素，起著決定性作用，《內(nèi)經(jīng)》云：“邪氣所湊，其氣必虛?！鼻绎L(fēng)濕病多為慢性病，病久多虛；因此在虛、邪、瘀三者中，婁多峰教授把“虛”放在第一位。在臨床用藥上尤其重視扶助正氣，婁多峰教授認(rèn)為，用藥如用兵，正氣旺盛，外寇難侵，內(nèi)患易除，即“正氣存內(nèi)，邪不可干”，有邪也易于祛除；正氣旺盛，氣行則血行，氣血通暢，不易致瘀。因此，顧護(hù)正氣是治痹之本，非常重要[2]。如臨床見(jiàn)乏力、汗多等氣虛明顯者，多大劑量使用黃芪、太子參；血虛明顯者，多用當(dāng)歸、熟地黃、白芍；陰虛明顯者，多用生地黃、玄參、玉竹、石斛；陽(yáng)虛明顯者，多用杜仲、羊藿、巴戟天。扶正治療中，更為重視脾胃，脾胃為后天之本，氣血生化之源。對(duì)于那些因服藥過(guò)多過(guò)雜損傷脾胃者，首先調(diào)理脾胃，常以茯苓、白術(shù)、焦三仙等健運(yùn)中州；同時(shí)強(qiáng)調(diào)扶正用藥的原則是扶正不礙邪，如益氣藥多用黃芪，既益氣又通絡(luò)[1]；另外強(qiáng)調(diào)活血祛痰通絡(luò)的用藥，不能傷正氣，不能礙祛邪。

2 祛邪原則

即針對(duì)邪的治療。當(dāng)邪實(shí)明顯而正氣不虛的情況下，婁多峰教授重用祛邪主藥[3]，如見(jiàn)發(fā)熱、關(guān)節(jié)紅腫熱痛明顯者，用清熱藥忍冬藤、生石膏等多至60～90 g；膝關(guān)節(jié)腫脹明顯者，用祛濕藥薏苡仁、菝葜、萆薢等多至45～60 g。因?yàn)轱L(fēng)濕病是慢性病，患者已服用無(wú)數(shù)藥物，風(fēng)、寒、濕等邪膠結(jié)難解，故臨證時(shí)非大劑量藥物而不能奏效，每多選用大劑量藥物。只要辨證準(zhǔn)確，1劑藥物?？蛇_(dá)0.5 kg

之多。當(dāng)然，使用祛邪藥，也是中病即止。而在正虛邪戀之時(shí)，祛邪多用不傷正之品，如多用忍冬藤、獨(dú)活、桑寄生、桂枝、防風(fēng)等，而少用黃柏、蒼術(shù)等苦寒傷正之品，以免損傷胃氣。

3 通絡(luò)原則

即針對(duì)瘀的治療。婁多峰教授認(rèn)為，無(wú)瘀不成痹，不通貫穿痹病病機(jī)始終，因此臨證時(shí)每于藥方中加用通絡(luò)之品。尤為常用活血通絡(luò)之品當(dāng)歸、丹參、雞血藤，因3藥活血不傷正，且有補(bǔ)血作用，針對(duì)痹病各期均可使用。婁多峰教授常用藤類(lèi)藥，如青風(fēng)藤、海風(fēng)藤、絡(luò)石藤、寬筋藤等以祛風(fēng)通絡(luò)。理氣通絡(luò)常用香附、陳皮等，香附理氣活血，陳皮既健脾理氣又化痰除濕，兩者在方中又可作佐使之用，引導(dǎo)藥物直達(dá)病所。對(duì)于病程日久痰瘀阻絡(luò)者，常加用蟲(chóng)類(lèi)藥如全蝎、蜈蚣、地龍等搜風(fēng)通絡(luò)。因蟲(chóng)類(lèi)藥久用損傷脾胃，故臨證時(shí)病情好轉(zhuǎn)即要停用。另外，婁多峰教授善用馬錢(qián)子，馬錢(qián)子有消腫止痛的作用，既可通絡(luò)，又可祛邪，和扶正藥相伍又有提高正氣作用，虛、邪、瘀三者明顯的患者均可使用，為治痹之要藥，但要嚴(yán)格炮制。婁多峰教授一般把馬錢(qián)子入藥制成中成藥，以便于服用且又安全[4]。婁多峰教授強(qiáng)調(diào)痹病“以通為用”，如活血藥多用丹參，既活血又養(yǎng)血[1]。

風(fēng)濕病病因病機(jī)由于虛、邪、瘀三者相互影響，互為因果，所以，在組方時(shí)要把握扶正、祛邪、通絡(luò)兼顧的原則，這樣才能逐漸打破虛、邪、瘀三者之間的雙向惡性循環(huán)[1]。

另外，婁多峰教授強(qiáng)調(diào)風(fēng)濕病應(yīng)雜合以治。婁多峰教授在給予口服藥物治療的同時(shí)，多配合外治法，如其經(jīng)典外用方二草二皮湯[5]，用大劑量的伸筋草、透骨草、海桐皮、五加皮等熏洗患處；婁多峰教授研制的外敷藥粉、消腫定痛擦劑、痹證膏等外用藥物，療效均顯著[4]；治療時(shí)還可配合針灸、推拿及各種理療等，靈活運(yùn)用，有機(jī)結(jié)合，近期療效明顯。

4 小 結(jié)

婁多峰教授在臨床實(shí)踐中創(chuàng)立“虛邪瘀”痹病理論體系，把“虛邪瘀”做為辨證綱領(lǐng)、治療原則，指導(dǎo)臨床用藥。針對(duì)“虛邪瘀”的病機(jī)特點(diǎn)，分別采用扶正、祛邪、通絡(luò)的治則，抓住主要矛盾進(jìn)行論治，其遣方用藥，無(wú)不圍繞“虛邪瘀”[6]。在治療風(fēng)濕病時(shí)，尤重視扶正，強(qiáng)調(diào)祛邪，不忘通絡(luò)。并以“扶正不礙邪”“祛邪不傷正”“以通為用”為原則，臨床療效顯著，值得進(jìn)一步學(xué)習(xí)和挖掘。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 婁玉鈐，婁高峰，婁多峰，等.基于“虛邪瘀”理論的風(fēng)濕病學(xué)科體系建立及相關(guān)研究[J].風(fēng)濕病與關(guān)節(jié)炎，2012，1（1）：10-15.

[2] 李滿(mǎn)意.婁多峰教授治痹思想淺識(shí)[J].江蘇中醫(yī)藥，2010，42（10）：15-16.

[3] 曹玉舉，婁伯恩，秦濤，等.婁多峰教授治療痹證用藥經(jīng)驗(yàn)[J].中醫(yī)研究，2010， 23（4）：59-61.

[4] 李滿(mǎn)意，婁玉鈐，賈軍輝.熱痹清片治療虛熱型類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎138例臨床報(bào)告[J].風(fēng)濕病與關(guān)節(jié)炎， 2012，1（2）：45-46.