冶炼智能机械手臂的设计研究

李晓琛

摘 要：随着现代信息技术的不断发展和“智”时代的到来，智能机器人在现代工业生产中实现了广泛应用。冶炼智能机械手臂作为一种智能机械，能够实现更加智能化、高效率、高精度作业，明显提高了传统人工作业的工作效率。本文对智能机械手臂的设计要点进行总结归纳，全面分析冶炼智能机械手臂的设计特点。

关键词：冶炼；智能机械手臂；特点；设计

中图分类号：TP241 文献标识码：A 文章编号：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

随着智能技术的不断发展，智能机器人已被广泛应用于生产生活之中。在冶炼行业，智能机械设备的使用推动了冶炼产业的发展，转变了传统的生产模式。智能机器人依托高精准、高性能的功能设计，能够实现复杂环境的施工作业。冶炼智能机械手臂，就是基于冶炼需求，进行高精度、智能化发展，以满足冶炼的需求。当前，我国智能机器人正处于快速发展的阶段，智能机械手臂的设计应用日益广泛。随着智能机械手臂的应用日益广泛，其技术的成熟成为提高其应用价值的关键所在。因此，本文立足冶炼行业特点，就冶炼智能机械手臂的设计做了以下分析，以更好地强化其在冶炼领域的应用。

1 冶炼智能机械手臂的设计特点

冶炼智能机器手臂的设计，主要在于实现智能化操作，能够在搬运、码垛等领域体现。因此，在信息科技时代，冶炼智能机械手臂的构建，转变了传统作业方式，提高了冶炼作业的效率。本文所探讨的冶炼智能手臂具体如图1所示。

1.1 造型结构

如图1所示，该智能机械手臂实现了更加完善的功能体系，能够在传统机械原理的基础上，最大程度地满足冶炼作业的实际需求。在关节设计中，更加注重机械手臂的灵活度。通过合理的结构比例设计，并在关节的造型、接连等方面追求结构的流畅性与合理性，能够实现更加高效率地工作，摆脱人力。此外，在材料选择上，不仅强调材料的强度，对耐高温性也有较高的要求，以便于机械手臂能够在高温恶劣条件下持续性工作，满足实际作业的需求。

从图1来看，冶炼智能机械手臂主要包括基座、机身、大臂、小臂、手腕、执行器接口6个核心部位。对冶炼智能机械手臂的设计而言，实现更加科学合理的产品形态，是实现手臂机械功能的重要基础。而在该智能机械手臂的设计中，充分考虑到了这点，并在造型等方面进行了优化与创新，突出了手臂关节结构的合理性，并从实际的冶炼作业出发，科学运用传动规律，实现了有效设计。

1.2 造型特点

在造型设计中，不同的产品有着不同的家族化元素。对于该款冶炼智能机械手臂，造型追求审美的同时，也在功能上强调行业特质，能够基于完善的功能结构，更好地满足实际需求。由于不同的作业需求，在机械手臂设计中，重载和轻载两种机械手臂的造型存在较大差异性。

第一，轻载机械手臂。该类型手臂更加注重手臂的灵活性、精确性，在塑造中更加强调线性元素的应用。轻载机械手臂的形态可以实现更加灵动、轻松地作业，便于冶炼作业。第二，重载机械手臂。该类型手臂对力量感十分重要。因此，结构设计更加稳重，注重安全可靠性。在选择设计元素时，突出宽大的面元素和体元素，以更好地实现产品性能。对冶炼作业而言，两种类型的机械手臂都被广泛应用，这就要求针对实际需求，科学合理地设计，以满足实际需求。

2 冶炼智能机械手臂的造型设计

当前，智能机械手臂已广泛应用于工业生产。不同的产品设计，在造型元素的构建中也存在较大差异。这些差异主要体现在形态、质感、色彩等方面。因此，分析冶炼智能机械手臂的造型设计，能够从美学的角度对其造型设计规律进行分析，以实现对智能机械手臂的全面了解。

2.1 运用形态仿生曲线

在智能机械手臂设计技术不断成熟的背景下，形态仿生曲线的运用，可使机械手臂在形态设计中形成美感与力量的双重属性。机械手臂在设计中充分运用形态仿生曲线，能够在实现流程的形态结构的同时，确保机械手臂功能的实现。机械手臂的曲线转折相对较多，且为了更好地实现冶炼作业的功能，在机体轮廓线的处理上要进行削减。在恶劣环境下，机械手臂形态曲线的合理性设计，能够确保机械手臂稳定的工作性能，在持续的恶劣条件下，手臂的形态结构仍十分稳定，进而确保了冶炼作业的实际需求[1]。

2.2 运用色彩

色彩也是造型设计的主要内容，是体现“人性化”设计的重要元素。在色彩的运用过程中，一方面，要强化产品性能的独特性，以彰显品牌的特殊属性；另一方面，色彩的运用，也是对灵动、高效的特征体现。对于冶炼智能机械手臂的设计，色彩的运用应以浅色为主，用于体现智能机械手臂灵动、高效的特征。因此，在智能机械手臂的设计中，要注重色彩的有效应用，这不仅是强化视觉感受的重要基础，也是增强产品色彩节奏感的重要载体，应在设计中充分体现[2]。

2.3 运用材料与质感

由于冶炼作业的特殊性，智能机械手臂在选用材料时，更加注重材料的强度。因此，在设计中，材料的选择尤为重要，既要体现材料的强度要求，又要追求材质的质感。从实际来看，在冶炼智能机械手臂的设计中，采用新型碳纤维加强材料，不仅实现了高强度作业，而且机身质量确保了机械手臂轻质、高效的作业效果。机械手臂若采用高强度的新型材料，手臂的功能会更加完备，能够在恶劣条件下确保手臂结构、性能的稳定性，满足实际需求。

3 结语

在本文的探讨中，智能机械手臂的设计更加注重结构功能体系的构建，能够基于性能与形态的设计，更好地实现智能机械手臂高准度、高效率的设计。在笔者看来，冶炼智能机械手臂的造型设计关键在于做好三方面的設计：一是运用形态仿生曲线，确保机体线条的流畅性；二是运用色彩，增强智能机械手臂的色彩节奏感；三是运用材料与质感，提高智能机械手臂的性能。

参考文献：

[1]魏静，蔡锁宁.智能机械手臂的设计研究[J].自动化仪器仪表，2017（1）：67-69.

[2]杨志龙.智能机械手臂造型设计研究[J].中国机械，2015（3）：63-64.