机械手简介

第一篇：机械手简介

机械手简介

能模仿人手和某些动作功能，固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门

历史

它是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的，机械手研究始于20世纪中期，随着计算机和自动化技术的发展，特别是1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。同时，大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，又为机器人的开发奠定了基础。另一方面，核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国于1947年开发了遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手。构成

机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度

分类

机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。

机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。

助力机械手

助力机械手，又称机械手、平衡吊、平衡助力器、手动移载机，是一种新颖的、用于物料搬运及安装时省力

操作的助力设备。它巧妙地应用力的平衡原理，使操作者对重物进行相应的推拉。重物在提升或下降时形成浮动状态。无需熟练的点动操作，操作者用手推拉重物，就可以把重物正确地放到空间中的任何位置。

助力机械手应用

由于具有无重力化、精确直观、操作便捷、安全高效等特点，“平衡吊”广泛应用于现代工业中的物料移载、高频率搬运、精确定位、部件装配等场合。

从接受原材料和物料开始，一直到加工、生产、保管及配送等物料流动过程中的每一个环节，平衡吊的作用是令人瞩目的。

正确使用相应的物料移载手段，对于各行业中，重物的移载、搬运现场的操作人员的健康、安全，作业的合理性、劳动力的节省、生产效率的提高、产品品质的保障等多方面都有极大改善。

系统组成

一套完整的助力机械手装备主要由三部分组成：平衡吊主机、抓取夹具（或机械手）及安装结构。

机械手主机是实现物料（或工件）在空中无重力化浮动状态的主体装置。

机械手则是实现工件抓取，并完成用户相应搬运和装配要求的装置。

安装结构则是根据用户服务区域及现场状况要求以支撑整套设备的机构。

产品系列

为实现物料移载的省力操作，上海永乾公司已推出丰富的平衡吊机型，满足不同行业中不同物料不同工艺要求的搬运需要。

助力机械手

按工作原理不一样，有臂杆式和软索式。其中臂杆式平衡吊又因工作曲线差异，有PBF、PBC等；软索式则因主体执行元件不同，分卷筒式（IRB）和直线气缸式（PBB）、钢丝绳式和链条式等。根据动力源不同，有气动式和电动式（EBC）等。

另外，按系统所采用基座不同，有落地固定式、落地移动式、悬挂固定式、悬挂移动式、附墙式等。

系统组成

主要包括四部分：

1）轨道行走系 统；

2）机械手主机；

3）夹具部分；

4）气路控制系统。轨道系统部分：

本方案采用双排C型铝合金轨道与移动平台小车配合。使整个设备在轨道行程内平稳行走。C型轨道采用进口材料，强度、精度高。

非金属滚轮采用高强度耐磨尼龙材料加工而成，使用寿命长。机械手主机部分：

a）可实现不同重量物料的重力平衡状态，适用于物料的精确移载操作。

b）空载、满载及处理不同工件时，系统可感知其重量变化，并实现载荷在三维空间中的浮动状态，便于精确定位。

c）全程平衡、运动顺滑等特点，使得操作者可以很便捷地实现工件的搬运、定位、装配等操作。

d）刚性手臂可使机械手带工件越过障碍；物料在相关场所进行横向放入、横向取出等动作要求。

e）系统可始终保持机械手头部的水平，发挥高作业性。

f）关节刹车装置，具有多个回转关节，以实现广域范围内的物料取置；配备有刹车装置，操作者可在操作过程中随时中断机械手的运动。气动夹具部分：

a）主机控制与夹具（机械手）集成为一体，方便操作者双手控制工件。主机操作按钮都集成于夹具控制面板上，控制部分及指示灯、指示器等按人体工学原理布置，便于操作及紧急情况的处理。气路控制系统部分

a）设置有元件保护盒，以保护主要精密气动元器件，避免操作时意外撞击及灰尘沉积。气路排布完全按丰田AMS标准执行，方便维修。

b）系统配备二联件、单向阀和储气罐，为系统提供持续稳定的压缩空气，当主供气源意外断气时，可提供一定时间的安全保障，并使系统有足够的动力完成本次操作或将工件卸载。

系统安全

a）配备有负载显示器，指示负载状态，告知操作者：此时物料是否可被提起或被卸载。当系统处于负载状态时，显示器呈红色。

b）配备有负载压力表，指示压缩空气工作状况。

c）配备有安全误操作保护装置，防止误动作对人身或设备造成伤害；在操作者未对安装状况进行确认前，即工件未安装到位前，如果工人误操作松开按钮，工件不能被卸载（限于动力夹具）。

d）系统配备了失气保护装置，当主供气源意外断气时，主机动作，机械手停止作业，避免意外的伤害。

e）设备配套安全控制系统，在操作时，系统不会因为误动作，而突然改变负载或空载压力，因此机械手不会因此快速上升或下降而对人身、设备和产品造成伤害。助力机械手应用

由于具有无重力化、精确直观、操作便捷、安全高效等特点，“平衡吊”广泛应用于现代工业中的物料移载、高频率搬运、精确定位、部件装配等场合。系统组成

一套完整的助力机械手装备主要由三部分组成：平衡吊主机、抓取夹具（或机械手）及安装结构。

机械手主机是实现物料（或工件）在空中无重力化浮动状态的主体装置。

机械手则是实现工件抓取，并完成用户相应搬运和装配要求的装置。

安装结构则是根据用户服务区域及现场状况要求以支撑整套设备的机构。产品系列

为实现物料移载的省力操作，上海永乾公司已推出丰富的平衡吊机型，满足不同行业中不同物料不同工艺要求的搬运需要。

助力机械手 按工作原理不一样，有臂杆式和软索式。其中臂杆式平衡吊又因工作曲线差异，有PBF、PBC等；软索式则因主体执行元件不同，分卷筒式（IRB）和直线气缸式（PBB）、钢丝绳式和链条式等。根据动力源不同，有气动式和电动式（EBC）等。

另外，按系统所采用基座不同，有落地固定式、落地移动式、悬挂固定式、悬挂移动式。

1）轨道行走系 统；

2）机械手主机；

助力机械手

3）夹具部分；

4）气路控制系统。轨道系统部分：

本方案采用双排C型铝合金轨道与移动平台小车配合，平台小车下法兰机械手。使整个设备在轨道行程内平稳行走。C型轨道采用进口材料，强度、精度高。

非金属滚轮采用高强度耐磨尼龙材料加工而成，使用寿命长。机械手主机部分：

a）可实现不同重量物料的重力平衡状态，适用于物料的精确移载操作。

b）空载、满载及处理不同工件时，系统可感知其重量变化，并实现载荷在三维空间中的浮动状态，便于精确定位。

c）全程平衡、运动顺滑等特点，使得操作者可以很便捷地实现工件的搬运、定位、装配等操作。

d）刚性手臂可使机械手带工件越过障碍；物料在相关场所进行横向放入、横向取出等动作要求。

e）系统可始终保持机械手头部的水平，发挥高作业性。

f）关节刹车装置，具有多个回转关节，以实现广域范围内的物料取置；配备有刹车装置，操作者可在操作过程中随时中断机械手的运动。气动夹具部分：

a）主机控制与夹具（机械手）集成为一体，方便操作者双手控制工件。主机操作按钮都集成于夹具控制面板上，控制部分及指示灯、指示器等按人体工学原理布置，便于操作及紧急情况的处理。气路控制系统部分

a）设置有元件保护盒，以保护主要精密气动元器件，避免操作时意外撞击及灰尘沉积。气路排布完全按丰田AMS标准执行，方便维修。

b）

系统配备二联件、单向阀和储气罐，为系统提供持续稳定的压缩空气，当主供气源意外断气时，可提供一定时间的安全保障，并使系统有足够的动力完成本次操作或将工件卸载。

个人感想

通过对机械手详细的学习，并且认真地思考其对日常生活所带的，便利与作用。我明白了，日常我们所学的东西，特别是机械类的知识，只要我们认真地，学习，并且把其运用到以后的学习工作之中去，我们就会发现，每一类知识，或者说每一方面的知识，都有其独特的意义。以前的时候我对于机械各类的知识，总是只能在课本上知道各类机械设备的图画或者其使用的方法。只有当通过了实践，我才明白只有通过实践，才能更好的运用所学的知识，所以片面的学习书本上的知识只是一个开始，只有在以后的实践中认真地学习。发现自己的不足，才能成为机械专业的合格人才。同时也说明了，要想成为合格人才，只有过勤奋的学习，日常生活之中的点点滴滴的搜寻，才能在机械专业上有所建树。

至此

第二篇：机械手调查报告

关于机械手的调查了解

机械手是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

它是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的，机械手研究始于20世纪中期，随着计算机和自动化技术的发展，特别是1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。同时，大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，又为机器人的开发奠定了基础。另一方面，核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国于1947年开发了遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手。机械手首先是从美国开始研制的。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手铆接机器人。作为机器人产品最早的实用机型（示教再现）是1962年美国AMF公司推出的‚VERSTRAN‛和UNIMATION公司推出的‚UNIMATE‛。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术领域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。我国塑料机械已成为机械制造业发展最快的行业之一，年需求量在不断的加大。我国塑料机械产业的高速发展主要有以下两个大因素：一是对高技术含量装备的需求所带来的设备更新及陈旧设备的淘汰;二是海内塑料加工产业的高速发展，对塑料机械的需求旺盛。

东莞松山湖长盈精密技术有限公司,是一家生产、销售手机系列连接器、屏蔽件和超精密五金端子及模具的高新技术企业。该公司正在推进的‚无人工厂‛建造体系首期计划投入1000个无人机械手,前期已有100个机械手率先‚上岗‛。该公司常务副总经理任项生介绍,以前人工操作数控机床的产品加工,经常容易出现安全问题,产品质量的稳定性也比较差。‚‘无人工厂’并不是说完全没有人,但会大规模压缩人工数量,甚至可达到90%的水平。‛东莞市经济和信息化局负责人介绍,至今东莞推动传统产业和优势产业‚机器换人‛应用项目达到505个,投资金额达42亿元,可减少企业用工3万余人,企业投资成本有望在两年内收回。事实上,当前劳动力成本上升的情况,决定了东莞等地‚机器换人‛战略实施的必要性。随着珠三角人力成本的迅速上升,企业普遍感到存续压力大,东莞台资企业协会会长翟所领认为,尽管初期工业机器人等基础设施投入较大,但成长性较强的企业有望在几年内收回成本,‚比起人力成本每年增长20%以上的不确定性,还是要划算。‛据深圳众为兴技术股份有限公司市场总监李悦伟说：‚随着一些地区劳动力短缺现象日益严重,机器人的需求将逐渐增加,这也将倒逼机器人科研技术实现更多突破、更多国产化。‛

随着低碳理念的深入人心，机械手的发展也将以无污染、节能为前提，如用一些新型材料可以制造无润滑元件应用于气动机械手当中，不仅使系统简化，且有着稳定的摩擦性能以及较长的寿命。值得重视的是，随着机电一体化的发展，控制系统将向基于PC 机的开放型控制器的方向发展，并且，随着传感器作用的日益加重，由‚可编程控制器、传感器、动作元件‛组成的典型的自动化控制系统依然会是主流发展方向，在此系统中，传统的‚开关控制‛也将转变为‚反馈控制‛，从而进一步提升系统的精度。从1958 年美国联合控制公司研制出第一台机械手，到20 世纪70 年代初期制造业开始引进机械手的使用，再到1972 年我国第一台机械手的开发以及随之而来的全国范围都开始研制和应用机械手，机械手的发展历经了这短短几十年，迎来的是制造业的全新面貌。并且机械手依旧在发展，在进步，其应用领域更在向着非制造业和服务业发展，可以预见，机械手一定会继续蓬勃发展，为其涉及的行业做出更大的贡献。

第三篇：机械手PLC控制程序

附录3

1.主程序：

2.油泵电机保护及启停：

3.手动：

4.单步：

5.单周期：

6.自动：

7.回原点：

8.获取位置：

9.子单周期：

10.SBR_8:

第四篇：机械手 年终总结

年终总结

2014年即将逝去，回顾2014年河南区域工作中的一年，在公司领导的关怀和帮助下取得了客户的一致认可但是也有些不足之处。具体如下

一: 河南区域客户现状：

河南区域在今年一年中新客户主要增加了河南瑞孚实业、郑州翼宇汽车零部件、洛阳莱普生生物科技、河南源德福科技这几家，整个河南区域客户比较分散，客户人员使用和接受机械手能力比较低，致使客户处往返和培训比较多。其中在整年中整个区域没有出现重大问题，二：区域机器典型状况

1’河南鹤壁方圆馨宇T1300ws-s3 泰志达三轴固定式 频繁出现开模完后 两次下行取物，经系统排查后系干扰所致。

2‘郑州卓达汽车使用的T2200ws-s3 2014年4月机器 MZ线轨螺丝整体断裂

3’郑州卓达T1300ws-s3 出厂日期2014年MZ轴松下驱动器损坏

4‘新乡海宝电器T1300ws-s3 2013年机器 两次出现模具在闭合状态下 下行，系统排查后系客户海天注塑机开模完信号在模具闭合状态下有给予我司机械手信号所致 5，郑州全兴工业T1700WS-s3机器Y轴线轨螺丝基本上整体断掉

三：区域使用情况建议：

经过一年半河南区域客户使用和反应，一点不成熟建议如下：

1，TRC1300系统所适配的A系列机器电源开关和启动按钮位置建议更改下，所负责区域客户反应其现在的位置在电控箱部位，但是过高并且在机器尾部使用时不方便。

2，TRC1300系统 在手动状态下客户在调试位置时 如果开模完消失 其允许关模和模区安全信号无法复归只有关电重启解决致使客户使用不方便，希望能改进。

3，客户培训方面，建议公司能出几个培训视频，各个机台系列尽量都有，这样方便新客户快速学习使用减少我司来回培训客户的成本

这一年工作还有许多要改进，希望在即将到来的2015年终能更好的为公司，和客户服务。

河南办：康清华

2014年12月19日

第五篇：机械手文献综述

燕 山 大 学

本科毕业设计（论文）文献综述

课题名称： 顺序动作机械手 学院（系）： 机械工程学院 年级专业： 机电控制 学生姓名： 杨忠合 指导教师： 郑晓军 完成日期： 2014.03.25

一、课题国内外现状

目前国内机械于主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面，数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。所以，在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。

国外机械手在机械制造行业中应用较多，发展也很快。目前主要用于机床、横锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如位置发生稍许偏差时，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得一定成绩。目前世界高端工业机械手均有高精化，高速化，多轴化，轻量化的发展趋势。定位精度可以满足微米及亚微米级要求，运行速度可以达到3M/S，量新产品达到6轴，负载2KG的产品系统总重已突破100KG。更重要的是将机械 手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。同时，随着机械手的小型化和微型化，其应用领域将会突破传统的机械领域，而向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展。

二、研究主要成果

机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。

搬运机械手仿真设计和制作，机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的气缸来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作，两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转，从而实现小车的进退运动，并利用ADAMS 软件对搬运机械手进行建模，对其进行运动学及动力学仿真，检查机械手在运动工作过程中的正确性和准确性，同时获得各部件机械手结构设计及其受力情况是否合理，为机械手设计提供参考。并在此基础上成功研制出物理样机，通过仿真设计提高了设计质量并缩短了设计周期。

采摘机械手虚拟设计与仿真系统的研究，在产品虚拟设计与仿真系统的开发中，为了实现智能设计，虚拟设计与企业产品设计的协同性、同一性和可重用性，实体建模属性的统一规范和标准定义十分必要。第一，首次提出和制定了可以用于虚拟产品建模与仿真的命名规则标准，为虚拟机械产品的设计提供参考。第二，构建水果采摘机械手虚拟设计与仿真系统的体系结构，建立了机械手机构设计模块，它包括机构的参数化设计和知识重用；第三，构建了机械手设计知识库和三维仿真模块；第四，已知机械手视觉获取目标的三维坐标，用软件实现反求机械手运动及其算法，并实现虚拟环境下的机械手对目标定位和采摘的三维仿真；第五，开发了水果采摘机械手虚拟设计与仿真系统。最后，通过三维仿真和实验样机对关键技术进行了验证。

工业机器人机械手设计，在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的专用机床是大批量生产自动化的有效办法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。工业机器人多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置。机器人是一种具有人体上肢的部分功能工作程序固定的自动化装置。机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器人。

假肢用机械手的机构设计与运动学分析，一般而言,人们所称的“手”有两种意义,一是指整个的上肢,二是腕部到指尖的部分,也就是所谓的手部。人类的单只手臂以机械学的形式分析,可以用大约27 个自由度的连杆机构来表示。但其中大约20 个自由度集中在手部[1 ]。文中着重于假肢的手部设计。在假肢的手部应用方面,目前主流的应用是一种具有手形状的假手,市场上销售的假手大都已经具有一个自由度,可以利用拇指、食指、中指进行三指的抓取动作,自由度位于手指的根部,手指本身并没有关节。文中所设计的假手也有三个手指,除指根部的关节外,拇指另有一个关节,其余二指有两个关节,而且假手的腕部有2 个自由度,可以完成腕部的屈伸和回转。

水下机器人-机械手系统构建与研究，近年来, 随着海洋资源开发和海洋科学研究需求的不断提高, 人们对水下机器人的作业能力提出了挑战, 如进行定点取样、水下结构的建造与维护、管线铺设、援潜救生以及军事应用等。水下机器人2机械手系统(U nderw aterV eh i2cle2M anipulato r System , UVM S)是配备机械手的水下机器人系统, 是水下作业系统的一个重要分支, 对其的科学和军事、民用应用研究逐渐受到重视。受水下机器人发展的影响, 早期的UVM S 研究主要集中于遥控水下机器人(ROV)与搭载的液压机械手系统之间的研究, 随着自主水下机器人技术的成熟, 研究热点转移至自治水下机器人2机械手系统的研究上。如斯坦福大学开展的自治水下机器人(A utonomous U nderw ater V eh icles, AUV)与单关节机械 手的协调控制研究[1 ] , 日本开展的水下电动机械手与Tw in2Burger AUV 之间的控制技术研究[2 ] , 另有部分单位对半自主作业型AUV 展开研究, 如夏威夷大学启动的SAUV IM [3 ](Sem i2A utonomousU nderw aterV eh icle fo r In2tervent ionM issions)项目, 韩国海洋系统发展中心开展的半自主作业型水下机器人计划, 法国Cyber2net ix 公司进行的轻作业型AUV 开发, 美国Woods Ho le 海洋学研究所着手研制的半自主作业型11 000 m 混合型遥控水下机器人[4 ] , 均对半自主水下机器人系统进行载体和机械手的开发设计。

三、发展趋势：

目前工业机械手的应用逐步扩大，技术性能在不断提高。由于发展时间较短，人们对它有一个逐步认识的过程，机械手在技术上还有一个逐步完善的过程，其目前的发展趋势是：

(一)扩大机械手在热加工行业上的应用，国内机械手应用在机械工业冷加工作业中的较多，而在铸、锻、焊、热处理等 热加工以及装配作业等方面的应用较少。因热加工作业的物件重、形状复杂、环境温度高等，给机械手的设计、制造带来不少困难，这就需要解决技术上的难点，使机械手更 好地为热加工作业服务。同时，在其它行业和工业部门，也将随着工业技术水平的不断提高，而逐步扩大机械手的使用。

(二)提高工业机械手的工作性能

机械手工作性能的优劣，决定着它能否正常地应用于生产中。机械手工作性能中的重复定位精度和工作速度两个指标，是决定机械手能否保质保量地完成操作任务的关键因素。因此要解决好机械手的工作平稳性和快速性的要求，除了从解决缓冲定位措施入手外，还应发展满足机械手性能要求价廉的电液伺服阀，将伺服控制系统应用于机械手上。(三)发展组合式机械手

从机械手本身的特点来说，可变程序的机械手更适应产品改型、设备更新，多品种 小批量的要求，但是它的成本高，专用机械手价廉，但适用范围又受到限制。因此，对一些特殊用途的场合，就需要专门设计、专门加工，这样就提高了产品成本。为了适应 应用领域分门别类的要求，可将机械手的结构设计成可以组合的型式。组合式机械手是将一些通用部件(如手臂伸缩部件，升降部件、回转部件和腕部回转、俯仰部份等>根据作 业的要求S选择必要的能完成预定机能的单元部件，以机座为基础进行组合，配上与其业的要求S选择必要的能完成预定机能的单元部件，以机座为基础进行组合，配上与其相适应的控制部分，即成为能完成特殊要求的机械手。它可以简化结构，兼顾了使用上的专用性和设计上的通用性，便于标准化、系列化设计和组织专业化生产，有利于提高机械手的质量和降低造价，是一种有发展前途的机械手。

(四)研制具有“视觉’’和“触觉”的所谓“智能机器人”

对于需用人工进行灵巧操作及需要进行判断的工作场合，工业机械手很难代替人的劳动。如在工作过程中出现事故、障碍和情况变化等，机械手不能自动分辨纠正，而只能停机，待人们排除意外事故后才能继续工作。因此，人们对机械手提出了更高的要求，希望使其具有“视觉”、“触觉”等功能，使之对物件进行判断、选择，能连续调节以适应变化的条件，并能进行协调动作。这就需要一个能处理大量信息的计算机，要求人与机器“对话”进行信息交流。这种带“视觉"、“触觉”反馈的，由计算机控制的，具有人的部分“智能”的机械装置称为“智能机器人”。所谓“智能”，是包括。识别、学习、记忆、分析判断的功能。

四、存在问题

(一)应具有足够的握力(HP夹紧力)在确定手指的握力时，除考虑工件重量外，还应考虑在传送或操作过程中所产生的惯性力和振动，以保证工件不致产生松动或脱落。(二)手指间应具有一定的开闭角

两手指张开与闭合的两个极限位置所夹的角度称为手指的开闭角。手指的开闭角应保证工件能顺利进入或脱开。若夹持不同直径的工件，应按最大直径的工件考虑。对于移动型手指只有开闭幅度的要求。(三)应保证工件准确定位

为使手指和被夹持工件保持准确的相对位置，必须根据被抓取工件的形状，选择相应状。例如圆柱形工件采用带“V”形面的手指，以便自动定心。(四)应具有足够的强度和刚度

手指除受到被夹持工件的反作用力外，还受到机械手在运动过程中所产生的惯性力和振动的影响，要求有足够的强度和刚度以防折断或弯曲变形，但应尽量使结构简单紧凑，但出尽重傥玷嗣间早紫暌，目重轻，并使手部的重心在手腕的回转轴线上，使手指开闭角示意图手腕的扭转力矩最小为佳。

(五)应考虑被抓取对象的要求

1．抓取形状手指形状应根据工件形状而设计。如工件为圆柱形，则采用“V”形手指，圆球状工件用圆弧形三指手指方料用平面形手指；细丝工件用尖指勾形或细齿钳爪手指。总之应根据工件形状来选定手指形状。2．抓取部位抓取部位的尺寸尽可能是不变的，若加工后尺寸有变化，手指应能适应尺寸变化的要求，否则不允许定为抓取部位。对于工件表面质量要求高的，抓取时尽 量避开高质量表面或在手指上加软质垫片(如橡皮、泡沫塑料、石棉衬垫等)以防夹持时损坏工件。

3．抓取数量若用一对手指抓取多个工件，为了不发生个别工件的松动或脱落现 象，在手指上可增加弹性衬垫，如橡皮、泡沫塑料等。

(六)应考虑手指的多用性

手指是专用性较强的部件，为适应小批量多品种工件的不同形状和尺寸的要求，可制成组合式的手指。对于这种手指要求结构简单，安装维修方便，更换简便。

五、主要参考文献

［1］王建军.搬运机械手仿真设计和制作，2012-9.［2］李明.单臂回转式机械手设计，2004-9.［3］程明.弹簧式机械手设计原理，2005-12.［4］张军.多工步搬运机械手设计，2000-4.［5］黄贤新.工业机器人机械手设计，2013-3.［6］吴志敏，熊锐.工业机械手运动学仿真，2009-1.［7］蔡卫国.关节型搬运机械手设计，2008-11.［8］张海英，陈子珍，翟志永.基于PLC的物料搬运机械手设计，2010-5.［9］李明，栗全庆.基于PLC的液压搬运机械手设计，2009-8.［10］张慧鹏，刘小琴，贾毅朝.基于PLC控制的工业机械手设计，2009-8.[11] 李湘伟，卿艳梅，梁荣.基于PLC控制的教学型五自由度气动机械手的设计，2008-1.[12] 王宏，姬彦巧，赵长宽.基于肌肉电信号控制的假肢用机械手的设计，2006-9.[13] 姬彦巧，王宏，赵长宽.假肢用机械手的机构设计与运动学分析，2006-6.[14] 张奇峰，唐元贵，张爱群.水下机器人_机械手系统构建与研究，2007-3.[15] 杨永清，郭虹，纪玉杰.液压摆动机机械手设计，2008-1.[16] De Xu,Carlos A.Acosta Calderon,John Q.Gan.An Analysis of the Inverse Kinematics for a 5-DOF Manipulator.[17] FENG Fei,LIU Hong,CAI Hegao.Design Schemes and Comparison Research of the End-effector of Large Space Manipulator,2012.[18] GUAN Liwen,WANG Jinsong,WANG Liping.Dynamic Feedforward Control of a Novel 3-DOF Parallel Manipulator,2011.[19] ZHU Xiaorong,SHEN Huiping.Optimal design lf the link lengths for a planar parallel manipulator,2012-12.[20] GE Hao,GAO Feng.Type Design for Heavy-payload Forging Manipulators,2012.指导教师审阅签字：

年 月 日

说明：

1.文献综述版面设置为：B5纸，上下页边距分别为2.5cm和2cm，左右页边距分别为2.4cm和2cm。

2.文献综述正文标题及内容，宋体，小四号，行间距为固定值20磅。3.本科毕业设计（论文）文献综述一般不少于1000字。

4.查阅文献资料篇数，按《燕山大学关于本科生毕业设计（论文）工作的规定》执行。

5.以上结构格式为参考格式。6.页面不够可加页。