机械手是什么及其优点

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工业机械手简介

第一章绪论1.1前言用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。

机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。

机械手一般分为三类:第一类：是不需要人工操作的通用机械手。

它是一种独立的不附属于某一主机的装置。

它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定的操作。

它的特点是具备普通机械的性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。

第二类：是需要人工才做的，称为操作机。

它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机来进行探测月球等。

工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。

第三类：是用专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和工件送。

1.2 工业机械手的简史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。

（1）1954年USA工程师德尔沃最早提出机械人的概念；（2）1959年USA德尔沃与英格伯制造了世界上的第一台机械人；（3）1962年USA正式将机械人的使用性提出来，且制造出类似人的手臂；（4）1967年JAN成立了人工手研究会，并召开了首届机械手学术会；（5）1970年在USA召开了第一届工业机械人学术会，并的到迅速普及；（6）1973年辛辛那提公司制造出第一台小型计算机控制的的工业机械人，当时是液压驱动，能载重大成就45KG ；（7）到1980年在JAN 得到普及，并定为“机械人元年”此后在日本机械人得到了前所未有的发展与提升，在就是后来到台湾再到大陆。

第二代机械手正在加紧研制。

它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。

研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。

目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。

第三代机械手（机械人）则能独立地完成工作过程中的任务。

它与电子计算机和电视设备保持联系。

并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。

四自由度机械手(上半部分)

四自由度机械手（上半部分）作为现代工业制造领域中，机器人与自动化领域的核心产品之一，机械手在制造业中扮演着不可替代的角色。

而四自由度机械手便是机械手领域中的重要成员，本文将对其进行详细介绍。

一、四自由度机械手的概念及基本结构四自由度机械手是指由四个自由度的运动副组成的机械手。

其自由度主要分为旋转自由度和直线自由度两种。

旋转自由度可分为绕x、y、z三个轴向旋转自由度，直线自由度可分为x、y、z三个轴向作直线运动的自由度。

四自由度机械手的基本结构由支撑结构、底座、轴承系统、导轨系统、执行器等组成。

其中，支撑结构设在机械手的底部，通过轴承系统与机械手执行器连接，控制机械手的运动方向和范围。

二、四自由度机械手的优缺点四自由度机械手相对于其他机械手类型具有如下优点：1、机械手可根据特定要求进行定制，能够实现弯曲、旋转、伸缩等多种动作，可以适用于较多的工程需求；2、在承载重量较小的情况下，四自由度机械手的成本较低；3、四自由度机械手具有很高的操作精度，可适用于许多需要高精度的操作领域。

但四自由度机械手也有以下缺点：1、四自由度机械手的承载能力较低，仅适用于承载较小的物品；2、机械手无法实现多种操作综合编程。

三、四自由度机械手的应用四自由度机械手在工业制造和自动化生产中具有广泛的应用领域。

其适用于自动化加工、搬运、堆垛、组装、分拣等方面。

在以下几个方面有具体的应用：1、电子工业：四自由度机械手可用于电子元器件的组装、焊接、拆卸等操作。

2、汽车工业：在汽车制造中，四自由度机械手主要用于焊接、装配、喷漆等自动化生产环节。

3、食品加工业：四自由度机械手可用于食品加工中，如包装、封箱等生产步骤。

4、医疗产业：机械手的高精度使其非常适合在医疗领域中用于外科手术等领域中。

总结：四自由度机械手作为机械手领域的成员之一，可用于电子制造、汽车工业、食品加工和医疗行业等领域中的生产流程，并能根据不同的生产需求进行定制和编程。

同时，由于其相对较低的成本和高精度操作的特性，四自由度机械手在现代制造领域中具有重要的应用价值。

机械臂分类知识分享

机械臂分类一、球坐标式机械手1．球坐标式机械手是一种自由度较多、用途较广的机械手。

球坐标式机械手的工作范围包括一个旋转运动、两个旋转运动、两个旋转运动加一个直线运动。

1、球坐标式机械手的基本动作（1）手臂上下运动，即俯仰运动。

（2）手臂左右运动，即回转运动。

（3）手臂前后运动，即伸缩运动。

（4）手腕上下弯曲。

（5）手腕左右摆。

（6）手腕旋转运动。

（7）手爪夹紧运动。

（8）机械手整体移动。

2.球坐标式机械手的特点球坐标式机械手的特点是将手臂装在枢轴上，枢轴又装在叉形架上，能在垂直面内做圆弧状上下俯仰运动，它的臂可做伸缩，横向水平摆动，还可以上下摆动，工作范围和人手的动作类似。

能自动选择最合理的动作线路，所以工效高。

另外，由于上下摆动，它的相对体积小，而动作范围大。

以行程为203mm工作油缸为例，其手臂的上下移动距离就能达到2450mm。

若采用圆柱坐标式则其高度就要达到2450mm。

因为球坐标式机械手比较灵活如果考虑三维扫描设计的话可以考虑球坐标式机械手二、关节式机械手1.关节式机械手是一种适用于靠近机体操作的传动形式。

它像人手一样有肘关节，可实现多个自由度，动作比较灵活，适于在狭窄空间工作。

2.关节式机械手的特点关节式机械手有大臂与小臂摆动，以及肘关节和肩关节的运动。

为具有人手操作的机能，需要研制最合适的结构。

关节式机械手的传动机构采用齿轮式、齿条式和摆动式。

其传动机构采用哪种形式，主要根据工件的轻重来决定。

若按摆动式扭矩来设计，则油缸将加大，而装载油缸的机架也将随之加大。

特别是靠近关节式前端关节部分的重量对肩部影响很大。

传动机构在承受负荷的同时必须承受自重，因此，传动效率低。

如需要大的转动角，则宜采用摆动油缸。

三、直角坐标式机械手1.直角坐标式机械手是适合于工作位置成行排列或传送带配合使用的一种机械手。

它的手臂可以伸缩，左右和上下移动，按直角坐标形式x、y、z 3个方向的直线进行运动。

其工作范围可以是1个直线运动、2个直线运动或是3个直线运动。

机械手控制总结9篇

机械手控制总结9篇第1篇示例：机械手控制是现代工业自动化领域中非常重要的技术之一，它可以通过程序控制来完成复杂的操作任务，如搬运、装配、焊接等。

在很多工业生产领域，机械手已经取代了人工劳动，提高了生产效率和产品质量。

下面将从机械手控制的原理、分类、控制方法以及优缺点等方面进行总结。

一、机械手控制的原理机械手控制的原理是通过传感器采集目标物体的信息，然后由控制器对其进行处理，最后输出相应的控制信号驱动执行器实现目标动作。

传感器的作用是采集目标物体的位置、形状、颜色等信息，而控制器则根据传感器采集到的信息来计算出目标物体的位置和姿态，再通过控制算法生成相应的控制信号，驱动执行器完成动作。

根据不同的控制原理和结构特点，机械手控制可以分为多种类型，主要包括以下几种：1.基于位置的控制：通过设定目标位置和姿态，控制机械手执行相应的动作。

2.基于力控制：通过力传感器检测执行器以及目标物体之间的力，实现柔性操控和力量适应性。

3.基于视觉的控制：通过相机等视觉传感器采集目标物体信息，实现机械手对目标物体的识别和跟踪。

1.基于PID控制算法：PID控制算法是一种经典的控制算法，通过比例、积分、微分三个控制环节来调节执行器的输出。

2.基于模糊控制：模糊控制是一种适用于非线性系统的控制方法，通过模糊逻辑和模糊推理来实现目标控制。

3.基于神经网络控制：神经网络控制是一种模仿人脑神经元结构和工作原理的控制方法，能够应用于复杂系统的建模和控制。

1.优点：（1）提高生产效率：机械手可以24小时不间断工作，不受疲劳和情绪影响，能够大幅提高生产效率。

（2）提高产品质量：机械手运动精度高、重复性好，可保证产品加工的精度和一致性。

（3）减少人力成本：机械手可以代替人工进行危险、繁重和重复性工作，降低了人力成本。

2.缺点：（1）高成本：机械手的购买、安装和维护都需要巨额投资，对企业资金压力较大。

（2）技术要求高：机械手控制需要专业人员进行研发和维护，对技术人才的要求较高。

使用机械手的优势

机械手的优点节约人工：用机械手取出产品，可节省人工，如配合输送带同时使用，则一名操作工人可以轻松的操作2-3台注塑机。

安全性高：用人工取产品或水口有夹伤手的危险，使用机械手则可確保安全生产。

提高效率：以注塑周期30秒计算，用人工取出一天约为2800模，如使用机械手可将周期缩短到27秒，则用机械手取出一天约3200模，可提高400模左右。

适用范围：适用于塑料成形产品（如：玩具类、手机外壳、瓶胚、汽车零件、导光板、钟表齿输等）。

提升品质：如产品为自动脱模，顶针延时肯定会影响生产效率，且产品自动脱落会造成碰伤，沾到油污而造成不必要的不良品。

如用机械手取出，锁模时间固定，模温正常，可降低产品不良率。

防止模具损坏：人工如未能成功取出产品或水口，合模会造成模具损坏，机械手臂如未能成功取出产品或水口或其中一件，会自动报警停机。

摆脱人工操作的惰性：无论白班还是夜班操作工人长时间的工作都会产生一种惰性和疲劳感，取出时会延长开关模时间。

而机械手则可摆脱人工操作的惰性和疲劳感。

回报快：A：以产品之注塑周期为20秒计算，每班应生产2160模，但一般生产资料显示，很难生产到2000模，尤其夜班更难达到1900模，用机械手生产每班可生产2100模，平均每天可多生产500模，假设每模0.3元计算则每台机可增值150元/天，每月增值4000元左右。

B：使用机械手和输送带每一名操作工人可以操作2-3台注塑机，则可省去人工1-2人，按每人1500元/月计算，则此项又可节省1500元-3000元/月。

A＋B则每台机械手每月可增收5500-7000元。

提高竟争力：使用机械手，提升企业形象，品质得到保证，更可精确的计算产量。

无形之中在很大程度上提高了企业的竟争优势。

使用机械手的优势：安全性高；节省人工；提高效率和品质；延长注塑机寿命；降低产品不良率；即防模具损坏；节省原料，降低成本；节省人力以及使用机械手可增强企来的竞争力，更是一种趋势等等。

生产车间机械手方案优缺点对比表模板

生产车间机械手方案优缺点对比表模板1. 引言在生产车间中，机械手方案是自动化生产的关键。

不同的机械手方案在操作、成本、效率等方面都有不同的优缺点。

本文将对几种常见的机械手方案进行对比，以帮助读者更好地了解各种方案的特点和适用场景。

2. 机械手方案对比2.1 传统工业机械手优点：•成本较低，易于维护。

•适用于简单重复的操作。

•技术成熟，市场稳定。

缺点：•灵活性较差，难以应对多变的生产需求。

•需要人员进行操控，效率相对较低。

•对环境要求较高，不适用于特殊场景。

2.2 六轴工业机械臂优点：•灵活性强，可适用于多种复杂操作。

•自动化程度高，无需人员直接操控。

•适用于狭小空间和复杂环境。

缺点：•成本较高，维护复杂。

•需要专业人员进行编程和维护。

•对操作环境要求高，需要考虑安全因素。

2.3 双臂协作机器人优点：•可实现高度灵活的协作操作。

•适用于多种复杂的装配和加工任务。

•可提高生产效率和质量。

缺点：•技术要求高，研发和维护成本较高。

•对工作环境的要求较高，需要定制化设计。

3. 总结在生产车间中，选择合适的机械手方案需要综合考虑成本、灵活度、自动化程度等因素。

传统工业机械手适用于简单重复操作，成本较低；六轴工业机械臂适用于复杂操作，但成本较高；双臂协作机器人可以实现高效协作操作，但技术要求和成本都较高。

针对不同的生产需求，可以选择合适的机械手方案，以提高生产效率和质量。

4. 个人观点和理解个人认为，在当前智能制造的大背景下，充分利用机械手方案可以提高生产效率、降低成本、改善劳动环境，具有非常重要的意义。

随着技术的不断发展，相信机械手方案会在生产车间中发挥越来越大的作用。

结语希望通过本文的对比分析，读者能够更清晰地了解各种机械手方案的优缺点，并在实际生产中做出更合适的选择。

机械手方案的不断创新和发展，也将为生产车间的自动化进程注入新的活力。

以上是我根据你提供的主题撰写的文章，希望能对你有所帮助。

5. 新兴机械手方案分析除了传统工业机械手、六轴工业机械臂和双臂协作机器人，近年来还出现了一些新的机械手方案，这些方案融合了先进的技术和创新的理念，为生产车间带来了更多的选择。

机械手应用场景

机械手应用场景机械手是一种能够模拟人手运动的机械装置，广泛应用于工业生产、医疗护理、军事科研等领域。

随着科技的进步，机械手的功能越来越强大，应用场景也越来越多样化。

本文将介绍机械手的一些应用场景。

1. 工业生产机械手在工业生产中起到了重要的作用。

它可以替代人手完成一些重复性、危险性较高的工作，提高生产效率和质量。

例如，在汽车制造中，机械手可以完成车身焊接、零部件装配等工作；在电子制造中，机械手可以完成芯片封装、电路板组装等工作。

机械手的应用不仅提高了生产效率，还减少了人力成本和劳动强度。

2. 医疗护理机械手在医疗护理领域也有广泛应用。

它可以用于手术辅助、康复训练等方面。

例如，在微创手术中，机械手可以通过微小的切口进入人体，精确操作，减少手术创伤和恢复时间；在康复训练中，机械手可以辅助瘫痪患者进行肌肉训练，促进康复。

机械手的应用使医疗技术更加精细化和可控化，提高了手术的安全性和疗效。

3. 军事科研机械手在军事科研中也有重要的应用。

它可以用于无人机操作、爆炸物处理等任务。

例如，在无人机操作中，机械手可以控制无人机进行精确的操作，完成侦察、打击等任务；在爆炸物处理中，机械手可以用于探测和处理危险物品，保护人员的安全。

机械手的应用使军事行动更加高效和安全。

4. 科学研究机械手在科学研究中也有广泛应用。

它可以用于实验操作、样品处理等方面。

例如，在生物科学研究中，机械手可以用于样品的分装、搅拌等操作，提高实验的准确性和效率；在化学研究中，机械手可以用于试剂的加注、混合等操作，减少了对人员的危害。

机械手的应用使科学研究更加自动化和精确化。

5. 日常生活除了工业生产和科学研究，机械手在日常生活中也有一些应用。

例如，在家庭中，机械手可以用于物品的搬运、清洁等任务；在餐饮行业，机械手可以用于食材的加工和烹饪等工作。

机械手的应用使日常生活更加便捷和舒适。

机械手的应用场景非常广泛，涉及工业生产、医疗护理、军事科研、科学研究和日常生活等多个领域。

机械手工作原理

机械手工作原理
机械手是一种可以模拟人手动作的机器设备，其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 传感器感知：机械手通常配备了各种传感器，如视觉传感器、力传感器、触摸传感器等，用于感知外界环境和操作对象的信息。

传感器可以实时监测各种物理量的变化，并将这些变化转化为电信号。

2. 控制系统：机械手的控制系统通常由计算机和控制算法组成。

传感器感知到的信号会被传输给计算机，然后计算机通过控制算法进行数据处理和决策，生成相应的控制指令。

这些指令会通过驱动系统传递给机械手的各个关节，控制其运动。

3. 驱动系统：机械手的驱动系统主要由电动机、减速器和传动机构组成。

电动机通过电力驱动，通过减速器和传动机构将电机的旋转运动转化为机械手关节的运动。

通常采用的驱动方式有直线驱动和旋转驱动，可以实现机械手的各种运动方式，如抓取、旋转、抬升等。

4. 手指和工具：机械手的手指和工具是机械手进行操作的关键部件。

手指通常由多个关节组成，可以实现各种灵活的运动方式。

机械手可以根据任务需求更换不同的工具，如夹爪、吸盘、切割刀等，以适应不同的操作场景。

综上所述，机械手工作原理主要依靠传感器感知外界环境和操作对象的信息，并通过控制系统生成相应的控制指令，驱动系
统将指令转化为机械手的运动，实现各种操作。

机械手的手指和工具起着重要的作用，可以根据任务需求进行灵活的操作。

机械手的设计

机械手的设计机械手是一种具有高度灵活性和准确性的自动化设备，广泛应用于工业生产线、医疗手术、装配和包装等领域。

机械手的设计需要考虑多方面因素，包括机械结构、电气控制和运动学算法等，下面我将从这几个方面详细介绍机械手的设计。

一、机械结构机械结构是机械手设计的核心，主要包括机械臂、关节和执行器三部分。

机械臂是机械手的主体，负责完成各种运动和动作。

关节是连接机械臂的组件，能够使机械臂在多个方向进行运动。

执行器负责将机械臂传输的运动信号转化为物理动作，例如抓取、旋转等。

机械结构的设计需要考虑以下因素：1. 功能需求：根据机械手的应用需求，确定机械手需要具备哪些功能和动作，例如抓取、旋转、移动等。

2. 机械臂的结构：机械臂的结构决定了机械手的可达性、波动和抗外力等性能。

通常有三种设计方式：串联式、并联式和混合式。

3. 关节和执行器选型：需要考虑负载、精度、速度、控制方式等因素，选择合适的关节和执行器。

4. 材料选择和加工：需要根据机械手的负载、速度和精度要求，选择合适的铝合金、碳纤维等材料，并采用先进的加工技术进行制造。

二、电气控制电气控制是机械手的另一个重要组成部分。

它负责将机械手进行的任何运动和动作转换为电信号，从而实现自动化控制和精确调节。

电气控制主要包括传感器、执行器和控制系统三个方面。

电气控制的设计需要考虑以下因素：1. 传感器：传感器能够感知机械手周围的环境信息，例如位置、速度、力矩等。

需要选择合适的传感器，避免传感器数据的误差，提高机械手的运动精度和稳定性。

2. 执行器：执行器是将电信号转换为物理动作的组件。

采用先进的执行器能够提高机械手的运动速度和精度。

3. 控制系统：控制系统是机械手的大脑，负责控制机械手的运动和动作。

需要采用先进的控制系统来保证机械手的运动稳定性和精度。

三、运动学算法运动学算法是机械手设计的重要组成部分。

它的作用是根据机械手的运动学模型，计算机械手各关节的运动轨迹和角度，从而实现机械手的各种动作和运动。

机械手自动控制设计

机械手自动控制设计摘要机械手是一种能够模拟人的手臂运动的工具。

通过自动控制机制，机械手能够实现精确的动作，广泛应用于工业生产线、医疗机器人和服务机器人等领域。

本文将介绍机械手自动控制设计的相关内容，包括机械手的结构和原理、自动控制系统的设计和应用场景等。

1. 机械手的结构和原理机械手由多个关节组成，每个关节可以作为一个独立的自由度进行运动。

常见的机械手结构包括串联型、并联型和混合型。

串联型机械手的关节依次连接，可以实现复杂的运动轨迹；并联型机械手的关节通过平行连接，可以实现较高的稳定性和刚度；混合型机械手采用串并联结构的组合，兼具了串联型和并联型的优点。

机械手的运动是由电机驱动的。

电机将电能转换为机械能，通过传动装置驱动机械手的关节运动。

常见的电机类型包括直流电机、步进电机和伺服电机。

直流电机结构简单，控制方便，适用于低功率和低速应用；步进电机能够精确控制转角，适用于高精度应用；伺服电机能够实现闭环控制，在高速、高精度应用中表现出色。

2. 自动控制系统的设计机械手的自动控制系统包括感知、决策和执行三个层次。

感知层负责获取环境信息，包括视觉、力觉和位置等；决策层根据感知信息做出决策，确定机械手的动作；执行层控制机械手的关节运动，完成决策层指定的任务。

2.1 感知层设计感知层主要通过传感器获取环境信息。

常用的传感器包括摄像头、力传感器和位置传感器等。

摄像头可以获取图像信息，用于机械手对工件的识别和定位；力传感器可以测量机械手与工件之间的力和压力，用于力控制和力反馈；位置传感器可以测量机械手的关节位置，用于位置控制和位置反馈。

2.2 决策层设计决策层主要包括机械手的轨迹规划和动作生成。

轨迹规划是指给定起始点和目标点，确定机械手的运动路线；动作生成是指根据轨迹规划生成机械手的具体动作序列。

常用的算法包括插补算法、路径规划算法和运动学算法等。

2.3 执行层设计执行层主要由控制器和执行器组成。

控制器通过对电机的控制来驱动机械手的关节运动；执行器负责将电机的转动转化为机械手的关节运动。

机械臂分类

机械臂分类Newly compiled on November 23, 2020一、球坐标式机械手1．球坐标式机械手是一种自由度较多、用途较广的机械手。

球坐标式机械手的工作范围包括一个旋转运动、两个旋转运动、两个旋转运动加一个直线运动。

1、球坐标式机械手的基本动作（1）手臂上下运动，即俯仰运动。

（2）手臂左右运动，即回转运动。

（3）手臂前后运动，即伸缩运动。

（4）手腕上下弯曲。

（5）手腕左右摆。

（6）手腕旋转运动。

（7）手爪夹紧运动。

（8）机械手整体移动。

能自动选择最合理的动作线路，所以工效高。

另外，由于上下摆动，它的相对体积小，而动作范围大。

以行程为203mm工作油缸为例，其手臂的上下移动距离就能达到2450mm。

若采用圆柱坐标式则其高度就要达到2450mm。

它像人手一样有肘关节，可实现多个自由度，动作比较灵活，适于在狭窄空间工作。

2.关节式机械手的特点关节式机械手有大臂与小臂摆动，以及肘关节和肩关节的运动。

为具有人手操作的机能，需要研制最合适的结构。

关节式机械手的传动机构采用齿轮式、齿条式和摆动式。

其传动机构采用哪种形式，主要根据工件的轻重来决定。

若按摆动式扭矩来设计，则油缸将加大，而装载油缸的机架也将随之加大。

特别是靠近关节式前端关节部分的重量对肩部影响很大。

传动机构在承受负荷的同时必须承受自重，因此，传动效率低。

如需要大的转动角，则宜采用摆动油缸。

三、直角坐标式机械手1.直角坐标式机械手是适合于工作位置成行排列或传送带配合使用的一种机械手。

它的手臂可以伸缩，左右和上下移动，按直角坐标形式x、y、z3个方向的直线进行运动。

机械手的发展史

机械手发展概述机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备,它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用;1机械手发展史机械手是在机械化,自动化生产过程中发展起来的一种新型装置;它是机器人的一个重要分支;它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性;在现代生产过程中,机械手被广泛的运用于自动生产线中,机械手虽然目前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;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;它的结构是：机体上安装一个回转长臂,顶部装有电磁块的工件抓放机构,控制系统是示教形的;1962年,美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手;商名为Unimate即万能自动;运动系统仿照坦克炮塔,臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动；控制系统用磁鼓作为存储装置;不少球坐标通用机械手就是在这个基础上发展起来的;同年,美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手;该机械手的中央立柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型;这两种出现在六十年代初的机械手,是后来国外工业机械手发展的基础;1978年美国Unimate公司和斯坦福大学,麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制,用于装配作业,定位误差小于±1毫米;联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手,采用关节式结构和程序控制;目前,机械手大部分还属于第一代,主要依靠人工进行控制；改进的方向主要是降低成本和提高精度;第二代机械手正在加紧研制;它设有微型电子计算控制系统,具有视觉、触觉能力,甚至听、想的能力;研究安装各种传感器,把感觉到的信息反馈,使机械手具有感觉机能;第三代机械手则能独立完成工作中过程中的任务;它与电子计算机和电视设备保持联系,并逐步发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中的重要一环节;2.机械手的组成分类及驱动机械手的组成一般来说,机械手主要有以下几部分组成：1.手部或称抓取机构包括手指、传力机构等,主要起抓取和放置物件的作用;2.传送机构或称臂部包括手腕、手臂等,主要起改变物件方向和位置的作用;3.驱动部分它是前两部分的动力,因此也称动力源,常用的有液压气压电力和机四种驱动形式;4.控制部分它是机械手动作的指挥系统,由它来控制动作的顺序程序、位置和时间甚至速度与加速度等;5.其它部分如机体、行走机构、行程检测装置和传感装置等;机械手的分类机械手从使用范围、运动坐标形式、驱动方式以及臂力大小四个方面的分类分别为：1. 按使用范围分类：1专用机械手一般只有固定的程序,而无单独的控制系统;它从属于某种机器或生产线用以自动传送物件或操作某一工具,例如“毛坯上下料机械手”、“曲拐自动车床机械手”、“油泵凸轮轴自动线机械手”等等;这种机械手结构较简单,成本较低,适用于动作比较简单的大批量生产的场合;2通用机械手指具有可变程序和单独驱动的控制系统,不从属于某种机器,而且能自动完成传送物件或操作某些工其的机械装置;通用机械手按其定位和控制方式的不同,可分为简易型和伺服型两种;简易型只是点位控制,故属于程序控制类型,伺服型可以是点位控制,也可以是连续轨迹控制,一般属于数字控制类型;2. 按运动坐标型式分类：1直角坐标式机械手臂部可以沿直角坐标轴X、Y、Z三个方向移动,亦即臂部可以前后伸缩定为沿X方向的移动、左右移动定为沿Y方向的移动和上下升降定为沿Z方向的移动；2 圆柱坐标式机械手手臂可以沿直角坐标轴的X和Z方向移动,又可绕Z轴转动定为绕Z轴转动,亦即臂部可以前后伸缩、上下升降和左右转动；3球坐标式机械手臂部可以沿直角坐标轴X方向移动,还可以绕Y轴和Z轴转动,亦即手臂可以前后伸缩沿X方向移动、上下摆动定为绕Y轴摆动和左右转动仍定为绕Z轴转动；4多关节式机械手这种机械手的臂部可分为小臂和大臂;其小臂和大臂的连接肘部以及大臂和机体的连接肩部均为关节铰链式连接,亦即小臂对大臂可绕肘部上下摆动,大臂可绕肩部摆动多角,手臂还可以左右转动;3. 按驱动方式分类：1液压驱动机械手以压力油进行驱动；2气压驱动机械手以压缩空气进行驱动；3电力驱动机械手直接用电动机进行驱动；4机械驱动机械手是将主机的动力通过凸轮、连杆、齿轮、间歇机构等传递给机械手的一种驱动方式;4. 按机械手的臂力大小分类：1微型机械手臂力小于1㎏；2小型机械手臂力为1－10㎏；3中型机械手臂力为10－30㎏；4大型机械手臂力大于30㎏;机械手的驱动如前所述,机械手有四种驱动方式,而当中的液压与气压跟机械和电力相比,具有以下优点：1. 空间布局安装不受严格的空间限制,能构成其它方法难以组成的复杂驱动系统;2．液压与气压驱动传递的运动均匀平稳,易于实现快速启动、制动和频繁的换向;3. 操作控制方便,省力,易于实现自动控制、中远距离控制、过载保护;与电气控制、电子控制结合,易于实现自动工作循环和自动过载保护;4. 液压与气压元件属机械工业基础件,标准化、系列化和通用化程度较高,有利于缩短设计、制造和降低制造成本;基于以上几点,液压与气压驱动在生产中应用最为广泛;液压与气压作为机械手的两种常见驱动方式,其发展也对机械手的应用具有一定的促进作用;液压与气压都是以流体液压油液或压缩空气为工作介质进行能量传递和控制的;液压的优点是单位质量输出功率大,因为液压传动的动力元件可以采用很高的压力一般可达32MPa,个别场合更高,因此,在同等输出功率下具有体积小、质量轻、运动惯性小、动态性能好的特点;而气压传动的突出优点是：介质李源极为方便,输出力小,气动动作迅速,结构简单,成本低;但是,由于空气具有可压缩的特性,工作速度的稳定性较差,冲击大,而且起源压力较低,因此,气压机械手抓重一般在30公斤以下,在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大,所以一般适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作;相比之下,液压一般用于低速,重载和低污染的环境下;众所周知,液压驱动多年来一直以矿物型液压油为工作介质,然而油压存在着污染环境、易燃烧、浪费能源的严重问题,一方面有背于当今制造业环保、节能的发展方向,另一方面在一定程度上限制了液压技术的发展和应用,;随着科学技术的进步和人类环保、能源危机意识的提高,除了继续使用高水基液作为液压介质外,促使人们重新认识和研究以纯水不含任何添加剂的天然水含海水和淡水作为工作介质的“绿色”液压技术一纯水液压传动技术,并在近20年来使其不论在理论上还是在应用研究上,都得到了持续稳定地复苏和发展;纯水液压传动具有无污染危害,阻染性与安全性好、温升小,介质经济性好,维护监测成本较低,黏度对温度变化不敏感,压力损失小,发热小,传动效率高,流量稳定性好,系统的刚性大等技术优势;虽然纯水液压传动还存在泄漏与磨损、气蚀、液压冲击、振动和噪声、材料腐蚀与老化等技术难题,但随着新工艺、新材料以及新技术的不断出现和发展,终将会得以解决;未来,预计纯水液压将会是主要的发展热点和方向;3. 机械手的应用意义及发展趋势机械手应用意义机械工业是国民的装备部,是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业;机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志;因此,世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一;新世纪,生产水平及科学技术的不断进步与发展带动了整个机械工业的快速发展;现代工业中,生产过程的机械化,自动化已成为突出的主题;然而在机械工业中,加工、装配等生产是不连续的;单靠人力将这些不连续的生产工序衔接起来,不仅费时而且效率不高;同时人的劳动强度非常大,有时还会出现失误及伤害;显然,这严重影响制约了整个生产过程的效率和自动化程度;机械手的应用很好的解决了这一情况,它不存在重复的偶然失误,也能有效的避免了人身事故;在机械工业中,机械手的应用具有以下意义：1.可以提高生产过程的自动化程度应用机械手,有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度,从而可以提高劳动生产率,降低生产成本,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐;2.可以改善劳动条件、避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中,用人手直接操作是有危险或根本不可能的;而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业,大大地改善了工人的劳动条件;同时,在一些动作简单但又重复作业的操作中,以机械手代替人手进行工作,可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故;3.可以减少人力,便于有节奏的生产应用机械手代替人手进行工作,这是直接减少人力的一个侧面,同时由于应用机械手可以连续地工作,这是减少人力的另一个侧面;因此,在自动化机床和综合加工自动生产线上目前几乎都设有机械手,以减少人力和更准确地控制生产的节拍,便于有节奏地进行生产;机械手的发展趋势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;国外机械数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,量产产品达到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;4.总结目前我国机械手的研发和应用还处在一个发展的阶段,跟美国日本等发达国家相比还有很大的差距,很多产品还需进口,特别是高灵活、高精度的机械手;要使我国机械工业更进一步在发展壮大,就必须提高其自动化程度和生产效率,将人手操作变为机械手操作;同时,国家应加大对机械手及机器人的研发投入,积极开发出拥有自主知识产权的产品,从根本上解决对国外产品的进口需求;。

圆柱坐标式机械手优缺点

圆柱坐标式机械手优缺点优点1.灵活性高：圆柱坐标式机械手具有较高的灵活性，可以在各个方向上运动，因此适用于各种不同的应用场景。

它可以执行多种复杂的动作，包括抓取、搬运、装配等。

2.可实现较大的工作区域：圆柱坐标式机械手的机械臂结构使其能够实现较大的工作区域。

由于其圆柱形状的设计，机械臂能够在水平和垂直方向上延伸，从而扩大了其可操作的范围。

3.高负载能力：圆柱坐标式机械手由于其结构较为牢固，能够承受较大的负载。

这使得它适用于处理重物和承载大型物体的任务。

例如，在汽车制造业中，圆柱坐标式机械手常被用于搬运汽车零部件和组装大型汽车。

4.节省空间：与其他类型的机械手相比，圆柱坐标式机械手通常占用的空间较小。

它的圆柱形状设计使得其能够更好地适应不同的工作环境，节省了宝贵的空间资源。

缺点1.精度相对较低：圆柱坐标式机械手相对于其他类型的机械手来说，其定位精度相对较低。

这是由于其圆柱形状的设计，在运动过程中存在更多的机械结构弯曲和摩擦，这可能导致运动精度的损失。

2.受限于工作环境：由于其特殊的圆柱形状设计，圆柱坐标式机械手在某些特殊的工作环境中可能受限。

例如，当需要处理或操作非平面物体或需要进行类似人体操作的任务时，其灵活性和适应性可能受到限制。

3.构造复杂度较高：相比于其他类型的机械手，圆柱坐标式机械手的结构较为复杂。

这增加了机械结构的制造难度，同时也增加了维护和保养的成本。

4.运动速度较慢：由于其机械结构的特殊性，圆柱坐标式机械手的运动速度较慢。

这限制了它在某些需要高速操作的应用场景中的应用。

总结起来，圆柱坐标式机械手具有灵活性高、工作区域大、负载能力强和节省空间等优点。

然而，它也存在一些缺点，如精度相对较低、受限于工作环境、构造复杂度高和运动速度较慢等。

因此，在选择使用圆柱坐标式机械手时，需要根据具体的应用场景和需求进行综合考虑。

机械手的发展史

机械手技术发展概述摘要:机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。

本文参阅了大量的国内外期刊杂志，论述了机械手的发展历程、组成和分类，同时对国内外机械手的研究现状和发展趋势做了一定的了解。

另外，本文还对机械手的常见驱动方式做了一番分析，并预测了它的发展趋势。

关键词：机械手；液压气压驱动；发展1机械手发展史机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

它是机器人的一个重要分支。

它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性（王希敏，1992）。

在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械手虽然目前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。

（王承义，1995）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。

它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的。

1962年，美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。

商名为Unimate（即万能自动）。

运动系统仿照坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动；控制系统用磁鼓作为存储装置。

不少球坐标通用机械手就是在这个基础上发展起来的。

同年，美国机械制造公司也实验成功一种叫V ewrsatran机械手。

该机械手的中央立柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型。

这两种出现在六十年代初的机械手，是后来国外工业机械手发展的基础。

1978年美国Unimate公司和斯坦福大学，麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差小于±1毫米。

玩具机械手原理

玩具机械手原理
玩具机械手是一种模拟真实机械手臂的儿童玩具，它能够移动、抓取物品等操作。

它的原理主要涉及以下几个方面：
1. 动力源：玩具机械手通常使用电池作为动力源。

电池通过电线与电机连接，在电机的驱动下提供动力。

2. 电机：机械手通常搭载多个电机，用于控制手臂的运动。

每个电机通过不同的方式与手臂相连，实现不同的运动功能。

3. 齿轮系统：为了增加机械手的力量和灵活性，玩具机械手通常采用齿轮系统。

齿轮系统能够将电机提供的动力转化为适合机械手运动的力量。

4. 控制器：玩具机械手通常配备一个遥控器或按钮控制器。

这些控制器通过无线信号或有线连接方式，将指令传输到机械手的电机，从而实现对机械手的操作。

5. 机械结构：玩具机械手的机械结构包括手臂、手指、关节等。

这些部件通常由塑料或金属制成，具备柔韧性和稳定性，以模拟真实机械手的运动。

综上所述，玩具机械手的原理主要包括动力源、电机、齿轮系统、控制器和机械结构。

这些部件协同工作，使机械手能够实现不同方向的运动和抓取物品的操作。

机械手优势有哪些

机械手优势有哪些？
一．节省人工
机械手替代以往的人工从注塑机模内取物，节省人工，防止工人流动或疲劳作业造成产品交期的延误
随着现在中国新劳动法的推出，工人工资的不断上涨，工人的流动性越来越高，企业将来的缺工问题会越来越严重，机械手可以节省工人，提升工人的素质，保证更好的工作品质。

二．提升企业形象
自动化生产车间与注塑业先进企业接轨，方便了管理，也稳定了高品质的客户定单。

随着中国工业的发展，自动化生产已经成为了塑胶工
业的必然趋势，也是客户选择优秀供应商的首要条件之一。

三．提高产能
机械手24小时稳定快速（0.7秒每模）的取物时间，可提升产能20%到30%左右，特别作业疲劳，喝水、吃饭等造
成的时间浪费.
四．稳定品质
稳定的生产周期可防止原料炭化造成的产品不良及人
员取物不当造成的损坏等．
五．确保生产安全
机械手双重锁模安全保护，确保机械手取物安全，也可防止工人作业不慎造成工伤．
且机械手产品取出确认，可防止产品取出不良压伤模具．。

机械手

第1章绪论1.1工业机械手简介机械手是模仿人的手部动作，按照给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置，它是机械化、自动化的重要手段。

因此，获得了日益广泛的应用，特别在高温、高压、危险、易燃、易爆、放射性等恶劣环境，以及笨重、单调、频繁的操作中，它代替了人的工作，具有重要的意义。

在机械加工中，冲压、铸、锻、焊、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输、国防工业等各方面，也已愈来愈引起人们的重视。

机械手一般由执行机构、驱动机构、控制机构以及位置检测装置等组成，驱动系统可采用液压传动、气动传动、电气传动和机械传动等形式，而多数采用电液机联合传动。

该机械手是将圆柱形零件从传送带上夹装到专用机床上，待加工完毕后再夹装回传送带的专用机械手(见示意图)。

机械手总体设计分为夹持器、伸缩臂、升降臂和底座四大部件设计及二个系统：PC电控系统与液压控制系统设计。

夹持器安装于伸缩臂上，伸缩臂安装在升降臂上，升降臂安装在底座上。

连接方式均为法兰盘螺栓连接。

1.2机械手的组成和工作程序机械手的动作要求分为14步。

从原位开始——伸出——下降——夹紧——上升——回缩——下降——正转——上升——下降——松开——上升——缩回——反转——到原位停止，准备下次循环。

圆柱形零件的尺寸为直径80毫米，高为150毫米，机械手回转角度为90度，升降高度为500mm，伸缩长度为300mm。

本设计为工业机器人机械手的夹持器设计，机器人通过夹持器的松紧动作，实现工件的加紧与放松。

第2章机械手设计2.1设计参数和性能要求（1）所要抓紧的工件直径为80mm。

放松动作时两爪间最大距离为110-120mm。

抓持速度为20mm／s，夹持器从运输车上抓取待加工的坯料送到加工机械上及把加工好的工件送回到运输车上。

（2）抓持速度为20mm／s（3）工件重约6㎏，材质：45＃钢，（4）加紧动作平稳，起动和终止无刚性冲击；由运动分析及所需夹持力得到机构各部分尺寸。

机械手的发展史

机械手的发展史机械手发展概述机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用1机械手发展史机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

它是机器人的一个重要分支。

它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。

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。

它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的。

1962年，美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。

商名为Unimate （即万能自动）。

运动系统仿照坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动；控制系统用磁鼓作为存储装置。

不少球坐标通用机械手就是在这个基础上发展起来的。

同年，美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。

该机械手的中央立柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型。

这两种出现在六十年代初的机械手，是后来国外工业机械手发展的基础。

1978年美国UniUnimatemate公司和斯坦福大学，麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差小于土1毫米。

联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制目前，机械手大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；改进的方向主要是降低成本和提高精度。

第二代机械手正在加紧研制。

它设有微型电子计算控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。