气动机械手的发展

     气动机械手是典型的机、电、气一体化的产物，以其价廉、简单、维护方便、抗污染能力强等优点，在工业自动化领域中得到愈来愈广泛的应用。

    早期的气动机械手,由于无法做到气缸任意位置上的定位,因此气缸的定位是靠选择它的两个终点位置来实现的，并且其运动速度只能靠单向节流阀单一调定的状态,经常无法满足许多设备的自动控制要求。如果需要增加一个停顿位置,或者要改变其中两个位置之间的距离,原来设计的多位气缸便完全失去功能,如果要求停的位置越多,那么它的滑块导向机构设计就越复杂。也有在其外部设立固定挡块来限制位置定位的，但是由于受到挡块本身尺寸的限制,两个相邻的位置的距离必须大于挡块的尺寸,且挡块也经不起重载和高速冲击。

      现代的气动定位系统己经由传统的两点可靠定位,发展到任意位置定位，使气动机械手实现了在任意位置的定位,大大扩展了其在工业自动化领域的应用范围。采用电一气伺服定位系统可非常方便地实现多点无极定位柔性定位和无极调速,此外利用伺服定位气缸的运动速度连续可调性以代替传统的节流阀和气缸端部缓冲方式,可以达到最佳的速度和缓冲效果,大幅度降低气缸的动作时间,缩短工序节拍,提高生产率。日本公司和德国公司等都开发出了可在任意位置定位的气缸。

大国工匠——李斌

    李斌，全国劳模，上海电气液压气动有限公司液压泵厂数控工段长。1980年12月进入上海液压泵厂工作。  进厂27年来，从一名初级技工成长为一位专家型的技术工人。他虚心好学，勤学苦练，从掌握车、钳、磨、铣等金属切削加工技术开始，后来又逐步掌握了工装夹具、机械维修等技术。他利用业余时间，自学了高中课程。1982年，走进上海电视大学，花三年时间攻读机械工艺与设备专业。1998年又进入上海市第二工业大学机械电子工程本科专业学习，又用了三年时间获得工学学士学位。这为他以后的发展打下了良好基础。

    李斌始终立足生产一线，不断学习和掌握当今数控科技领域新技术，以过硬的本领，在数控编程、工艺改进、刀具革新及产品的技术攻关上，创造了可观的经济效益。为解决长期困惑企业的斜轴泵质量问题，以李斌为首的斜轴泵质量攻关小组，在近三年中，通过对缸体工艺的重大改进，使产品能级上了新台阶，为企业产品扩大国内工程机械市场份额、进入国际市场打下了坚实基础。

    多年来，在李斌的带领下，共完成数控编程1600多个，工艺改进230余项，直接创造经济效益1000万元，仅刀具革新就为企业节约了300多万元人民币，还申请了专利；成功开发了5种类型、17台进口设备的加工功能，产品攻关57项，创造了2200多万元的经济效益；他还是编外的数控设备维修工，几乎是人到“病”除。

  中国科学院院士雷天觉

    雷天觉，机械工程专家，中国科学院院士。长期从事机械设计和制造技术的研究。在轴承设计、液压传动、齿轮传动、精密分度与测量方面有多方建树，其“弹性流体静压轴承研究”解决了研制中国同步卫星试验设备高频液压振动台的技术关键。倡导理论联系实际，重视人才培养，为中国机械工业的技术进步与发展作出了贡献。

     雷天觉1913年出生于一个知识分子家庭，由于所受的教育是以爱国主义和艰苦建国为基调，加上家庭的影响，他从小立志发展自己国家的工业，振兴中华，这成为他一生的追求。1935年雷天觉北平大学工学院大学毕业。早在30年代，中国工业正处于萌生状态，虽然不少有志之士想振兴工业，终以受到国际资本的摧残而难有大的作为。抗战开始后，他随当时资源委员会的中央机器厂迁到 昆明，那里与沿海工业区十分隔绝。雷天觉等一批有志青年，在艰苦的条件下，被迫自力更生，开创了中国机械工程的开发、研究工作。在和热处理专家韩云岑及其他人合作下，亲自动手于1940年制成批量的片式成形齿轮铣刀，1941年初制成三种规格的千分尺（分厘尺），以及块规。此外，还承担了很多军工任务，满足了抗战时的急需。上述工作在当时极为艰苦的环境下做出，是很难得的。

　　全国解放初，他在华东工业部及虬江机器厂（ 上海机床厂前身）从事新中国机床工业的创建工作。当时，在与西方国家外交隔绝、封锁、禁运的条件下，在十分困难的环境中，他为了新中国机械工业的发展，攻克了许多工艺技术难关，先后开发出“磨齿机”、“氮化炉”、“万能磨床”。在很短的时间内，生产出重工业建设急需的“φ75卧式镗床”，取得出色成果。此外，还开发了不用球轴承的内圆磨床。同时，也培养和训练出大批新中国第一代正式机床制造技术工人和技术人员，建立了过去没有过的工种。当时生产的“φ75卧式镗床”曾到瑞士展出，使西方世界各国大为送惊。中国自力史生地生产出了所需要的机床，打破了西方国家的封锁。与此同时，在生产管理上，他领导制订出一整套科学管理生产和工人培训的制度，为上海机床厂的生产打下了良好的基础，成为开创中国机床工业的先驱。

       雷天觉院士是一位备受广大群众崇敬的机械工程专家和德高望重的教育家；也是一位关心国家事业，反映人民呼声的社会活动家。

大质量高频液压振动台

       1978年雷天觉任机械院自动化研究所总工程师。在研制中国同步 卫星试验设备——大质量高频液压振动台任务中，花费了他大部分精力。这是一项对中国绝对封锁的技术。经过大家共同努力一个个问题逐渐解决了，但最后剩下一个问题——导向轴承在高频下的微动磨损。那时世界上生产液压振动台主要有三家，这轴承都用静压轴承。后来不约而同的都改成了 塑料轴承。显然他们也碰到了同样的困难。但改用塑料轴承要作出一牺牲，即没有静压作用，空心刚度低。为了两者优点可得而兼、雷天觉想能否利用塑料在压力下的变形使它自动形成产生静压作用所需形状？他立即投入工作，结构构思、计算验证一共只用几天时间，试验时一次成功，从未发生故障。这是他晚年一项较重大发明、创造，可利用机械零件在工作下的微量变形来变成用加工方法很难达到的复杂形状。他在论文中称之为“弹性流体静压轴承”，事实上超过这范围，现在正在研究用这种方法来大大提高蜗轮传动的效率。为此，雷天觉与有关同志共同获得“弹性流体静压轴承”专利（专利号86107653•2）。

模块化现代气动机械手

     现代气动机械手的基本结构是由感知部分、控制部分、主机部分和执行部分四个方面组成。采集感知信号及控制信号均由智能阀岛来处理,气动伺服定位系统代替了伺服电机步进马达或液压伺服系统;气缸、气动马达、摆动马达完成原来由液压缸或机械所作的执行动作；主机部分采用了标准型材辅以模块化的装配形式,使得气动机械手能拓展成系列化、标准化的产品。人们根据应用工况的要求,选择相应功能和参数的模块,像积木一样随意的组合,这是一种先进的设计思想,代表气动技术今后的发展方向,也将始终贯穿着气动机械手的发展及实用性。

   仿生柔性手臂 由于采用模块化设计而极其灵活，因而可以将多个气动波纹管组成段和旋转驱动器组合在一起。仿生柔性手臂 的长度可以配备最多七个气动驱动器，具体根据需要而定，因而在范围和移动性方面具有极大的灵活性。这使得实现标准机器人难以实现的应用变得非常容易。

    因此，仿生柔性手臂也可在极其狭小的空间中绕过障碍物工作。因而可实现直接的人机协作，正如在传统 SCARA 应用中一样，例如抓放工作。无需使用笼子或光栅之类的昂贵安全设备，缩短了修改时间，并且机器人可在不同位置灵活使用 — 使得生产过程极为灵活且具有成本效益。