机械手参考文献
机械手文献综述汇总
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。
机械手毕业设计参考文献
机械手毕业设计参考文献
以下是有关机械手毕业设计的参考文献：
- 《工业机械手设计》：介绍了工业机械手在工业生产中的应用，以及其具有的优点，同时指出工业机械手技术是一个国家工业发展水平的标志。
- 《基于PLC的机械手控制系统设计》：介绍了基于PLC（可编程逻辑控制器）的机械手控制系统设计，包括硬件设计和软件设计。
- 《基于STM32的机械手控制系统设计》：介绍了基于STM32（一种嵌入式微控制器）的机械手控制系统设计，包括系统总体设计、机械手控制系统硬件设计和软件设计。
- 《基于视觉的机械手轨迹跟踪控制方法研究》：介绍了基于视觉的机械手轨迹跟踪控制方法，包括图像处理、轨迹提取和轨迹跟踪控制。
机械手毕业设计文献综述
机械手技术面临的挑战与机遇
技术挑战：提高机械手的精度、速度、稳定性和智能化程度 成本挑战：降低机械手的制造成本和维护成本 应用挑战：拓展机械手的应用领域，如医疗、航天、深海等 机遇：随着人工智能、物联网等技术的发展，机械手技术将迎来新的发展机遇
机械手在实践中 的应用与案例分 析
工业生产领域的应用
工业机械手的结构：包括驱动 系统、控制系统、执行机构等
医疗机械手的结构：包括驱动 系统、控制系统、执行机构等
机械手的驱动方式
电动驱动：通过 电机驱动机械手， 具有速度快、精 度高、稳定性好
等优点
气动驱动：通过 压缩空气驱动机 械手，具有成本 低、结构简单、 维护方便等优点
液压驱动：通过 液压油驱动机械 手，具有输出力 大、控制精度高、 稳定性好等优点
机械手的设计方 法与优化策略
机械手的设计方法
机械结构设计：包括机械手的 运动机构、驱动机构、控制系 统等
控制系统设计：包括传感器、 控制器、执行器等
运动规划设计：包括路径规划、 运动控制等
优化策略设计：包括机械手的 性能优化、效率优化等
机械手的优化策略
提高机械手的精 度和稳定性
优化机械手的运 动轨迹和速度
机械手的研究现 状与发展趋势
国内外研究现状
国内研究现状：主要集中在机械手 的设计、制造和应用方面，取得了 一定的成果
发展趋势：机械手将朝着智能化、 自动化和柔性化方向发展，以满足 不同领域的需求
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国外研究现状：在机械手的智能化、 自动化和柔性化方面取得了显著进 展，具有较高的技术水平
骤
成果展示：机 械手的功能、 性能、应用等
实践经验：遇 到的问题、解 决的方法、收
机械手毕业论文
机械手毕业论文机械手毕业论文摘要：机械手是一种能够模拟人类手臂动作的机器人装置，广泛应用于工业生产线和医疗领域。
本文通过对机械手的结构、控制系统和应用领域进行研究，旨在探讨机械手在未来的发展潜力和应用前景。
引言：机械手作为一种重要的自动化装置，已经在工业生产中发挥着重要的作用。
随着科技的不断进步，机械手的应用领域也在不断扩大。
本文将从机械手的结构、控制系统和应用领域三个方面进行探讨。
一、机械手的结构机械手的结构主要由机械臂、末端执行器和传感器组成。
机械臂是机械手的主体部分，通常由多个关节组成，可以模拟人类手臂的运动。
末端执行器是机械手的手指部分，可以进行抓取、放置和操作物体等动作。
传感器用于感知环境和物体，为机械手提供实时的反馈信息。
二、机械手的控制系统机械手的控制系统是保证机械手正常运行的核心部分。
控制系统通常由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括电机、传感器和控制器等，用于实现机械手的运动和感知。
软件部分则包括控制算法和编程语言等，用于控制机械手的动作和决策。
三、机械手的应用领域机械手在工业生产线上的应用非常广泛。
它可以完成重复、繁琐和危险的工作，提高生产效率和质量。
同时，机械手还被应用于医疗领域。
它可以进行精确的手术操作，减少手术风险和创伤。
此外，机械手还被用于残疾人辅助器具的研发和生产，为残疾人提供更好的生活品质。
四、机械手的未来发展潜力随着科技的不断进步，机械手的未来发展潜力巨大。
首先，机械手可以与人类进行更加复杂和精细的合作。
通过人机协作，机械手可以更好地适应不同的工作环境和任务需求。
其次，机械手可以与人工智能技术相结合，实现更高级的自主决策和学习能力。
最后，机械手还可以应用于更多领域，如军事、航天和探险等，为人类创造更多的可能性。
结论：机械手作为一种重要的自动化装置，已经在工业生产和医疗领域发挥着重要的作用。
通过对机械手的结构、控制系统和应用领域进行研究，我们可以看到机械手在未来的发展潜力和应用前景。
国创项目机械手文献综述
基于机器视觉的仿人三指放书机械手文献综述1、引言随着科技的发展，机器人技术是未来科技的发展方向,尤其是仿人机器人。
但是仿人机器人目前还只停留在实验室阶段，还无法成为一种大规模生产的产品为大家服务。
特别是仿人五指灵巧手，还只是实现了摆出各种动作，而正常的握持物体仍存在困难[1]。
基于此点，我们想设计制作一种多自由度仿人三指取书机械手，一取书动作简单，三指即可实现，而且图书重量并不大，拟实现仿人三指手的稳定握持；二实用性强，特别是此机械手可以帮助残疾人或手部不便利的老人取书架上的图书，制作成服务型机器人可投入量产服务大众。
为此，我们搜集了近几年的文献资料，为该项目的设计提供可行的方案。
机械手是指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。
而仿人多指灵巧手是指模仿人类具有多个手指关节的可按照指令完成人手可以完成的动作的机械装置。
在研究仿人多指灵巧手的时候，会涉及机械设计、机电控制、控制系统、测试系统、材料力学等多个领域多个学科。
本文将从仿人多指灵巧手和机器视觉两个方面介绍当前的研究状况。
2、机械手研究发展概况目前，在日本和欧美等发达国家的工厂和企业中，工业机械手已经被广泛地运用来代替工人完成各类简单和重复性的工作。
这类工业机械手基本上是限定在特定的环境中完成单一的操作。
对于一些在繁重、危险、恶劣、极限或一般的环境下需要人手才能完成的复杂作业而言，例如捏、夹、推、拉、按、剪、切、敲等，普通的工业机械手则显得无能为力。
由于和人手一样带有五个手指和手掌及分布触觉机能的五指形灵巧手具有极强的功能和很高的通用性，它完全可以代替或帮助人类在各种场合下灵巧地完成各类复杂的作业。
例如，机械制造、化工生产、核电维修、军事战备、医疗手术扥。
因此，各发达国家的工厂正迫切地希望研制出高性能的通用型五指灵巧手来完成上述作业[2]。
据目前的资料，最早的多指形机械手出现于1962年[3]。
当时美国制造出来一种类似多指形机械手的手爪，由于该手仅仅是装配有多指的手抓，不能完成灵巧操作，因此它并不能算真正意义上的多指形灵巧手。
机械手设计英文参考文献原文翻译
翻译人：王墨墨山东科技大学文献题目：Automated Calibration of Robot Coordinatesfor Reconfigurable Assembly Systems翻译正文如下：针对可重构装配系统的机器人协调性的自动校准T.艾利，Y.米达，H.菊地，M.雪松日本东京大学，机械研究院，精密工程部摘要为了实现流水工作线更高的可重构性，以必要设备如机器人的快速插入插出为研究目的。
当一种新的设备被装配到流水工作线时，应使其具备校准系统。
该研究使用两台电荷耦合摄像机，基于直接线性变换法，致力于研究一种相对位置/相对方位的自动化校准系统。
摄像机被随机放置，然后对每一个机械手执行一组动作。
通过摄像机检测机械手动作，就能捕捉到两台机器人的相对位置。
最佳的结果精度为均方根值0.16毫米。
关键词：装配，校准，机器人1 介绍21世纪新的制造系统需要具备新的生产能力，如可重用性，可拓展性，敏捷性以及可重构性[1]。
系统配置的低成本转变，能够使系统应对可预见的以及不可预见的市场波动。
关于组装系统，许多研究者提出了分散的方法来实现可重构性[2][3]。
他们中的大多数都是基于主体的系统，主体逐一协同以建立一种新的配置。
然而，协同只是目的的一部分。
在现实生产系统中，例如工作空间这类物理问题应当被有效解决。
为了实现更高的可重构性，一些研究人员不顾昂贵的造价，开发出了特殊的均匀单元[4][5][6]。
作者为装配单元提出了一种自律分散型机器人系统，包含多样化的传统设备[7][8]。
该系统可以从一个系统添加/删除装配设备，亦或是添加/删除装配设备到另一个系统；它通过协同作用，合理地解决了工作空间的冲突问题。
我们可以把该功能称为“插入与生产”。
在重构过程中，校准的装配机器人是非常重要的。
这是因为，需要用它们来测量相关主体的特征，以便在物理主体之间建立良好的协作关系。
这一调整必须要达到表1中所列到的多种标准要求。
(完整word)机械手毕业设计文献综述
吉林化工学院文献综述300X200X120°物料机械手的设计300X200X120° Material mechanical arm design 性质： R毕业设计□毕业论文机电工程学院教学院：系机械电子工程系别：11410209学生学号：学生姓吉国光名：机自1102专业班级：指导教王集思师：职实验师称：起止日2015.3。
1~2015。
3.28期:吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology摘要：在工业生产中,为了提高劳动生产率和自动化程度，工业机械手被广泛应用。
工业机械手可以用于机床间传送工件；各类有自动夹紧、进刀、退刀和松开的功能半自动车床,上下料操作;还可以用于对人体有害的工作环境。
它具有对环境适应性强、持久耐劳、动作准确、通用性好、灵活性好等优点。
而工业机械手技术的高低更是一个国家工业发展水平的标志。
工业机械手的设计能较鲜明地体现机电一体化的设计构思.所谓机电一体化技术，是机械工程技术吸收微电子技术、信息处理技术、传感技术等而形成的一种新的综合集成技术。
工业机械手的设计更是对所学知识的综合运用。
本设计对程控通用机械手进行了较为详细的设计计算.分手部、手腕、手臂、液压驱动系统和电器控制系统五部分，每部分都对各部分的结构进行了较为详细的设计计算，根据要求及相关标准进行了部件材料和器件的选择。
关键词：机械手；手部;手腕；手臂引言:在当前的物料搬运设备中，可分为对大型物件和对小型物件.这两者的搬运设备选择主要针对搬运设备能提起的重量.对于小型物件而言，又可分为不易损坏和易损坏两个类型。
在之前的生产搬运过程中，传统的搬运设备往往不能满足易损坏物品的要求。
因为易损坏的物品对搬运设备的力度、精度、轨迹有着严格的控制，所以企业往往采用人工搬运的方式。
人工搬运虽然可以满足易损坏物件的安全，但是这种搬运方式往往效率低,费用高。
这阻碍企业实现自动化和提高自身竞争力。
文献综述-机械手设计
机械手的设计与研究1。
国内外研究现状机械手起源于20世纪50年代，是基于示教再现和主从控制方式，能适应产品种类变更,具有多自由度动作功能的柔性自动化设备［3]，也是典型机电一体化产品.其中，通用机械手具有独立的控制系统，程序多变，动作灵活多变等特点，在中小批量的自动化生产中得到大量应用。
近年来，在我国,随着气动技术的迅速发展,气动元件及气动自动化技术已经越来越多的应用于机械手中，构成了气动机械手。
气动机械手的最大优势就是低成本,模块化和集成化[4］。
气动机械手包含感知部分,控制部分和主机部分三方面。
采集感应信号及控制信号均由智能阀岛处理；气动伺服定位系统代替伺服电机，步进马达或液压伺服系统；汽缸,摆动马达完成原来由液压缸或机械部分所做的执行动作。
主机部分采用了标准型辅以模块化的装配形式，使得气动机械手能拓展成系列化和标准化的产品.在国外，像日本，美国，德国等国家，以微型内置伺服电机作为控制系统主动力的精密机械手，则是世界自动化领域中更深高次的发展。
相对一般的工业领域机械手，这种精密型的机械手具有动作精度高,体积相对小巧,高度智能化的特点［5］，被广泛应用于水下精密作业，人体内部手术作业，农业果实采摘等领域。
由于这种类型的机械手更突出的要求是精密型,故其整体结构为多关节、多驱动型，每个关节都有独立伺服电机作为驱动源，这些伺服电机则由躯干内部的PLC等核心处理器做统一控制管理,以达到灵活多变的控制要求.现今使用的机械手主要可分为极坐标型机械手和关节型机械手，这两种机械手可以提供较大的工作空间[6］，恰好可以满足一般的机械手在工作空间上的要求.韩国最早开发的用于果实采摘的极坐标机械手臂，旋转关节可以自由移动，丝杠关节可以上下移动，从而使作业空间达到3m［7］.日本东都大学也在20世纪80年代研制出了5自由度关节型机械手[8］。
实验表明这种机械手在运动空间上虽然没有极坐标机械手到位，且末端执行器的可操作能力较低，但结构相对简单，工作更加灵活，在不需要较复杂操作的工作环境下,体现出一定优势［9]［10］.京都大学在此基础上又开发出了7个自由度的机械手［11］，解决了其相对极坐标机械手在工作空间上不足的缺点，在关节型机械手领域达到了一个更高的高度.机械手可以模仿人手的某些动作和功能，用固定的程序和轨迹完成抓取、搬运物件等操作.特别是在当前劳工紧缺，劳动力成本日益提高的社会背景下,机械手的使用可以替代人的繁重劳动，实现工业自动化的同时也大大减少了企业的生产成本，提高企业效益.同时，由于它可在高温、高压、多粉尘、易燃易爆、放射性等恶劣或危险环境下，替代人类作业保护工人的人身安全,因而被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能工业等部门［12］。
文献综述(机械手)
文献综述题目机械手概述学院专业班级学号学生姓名任课教师一．前言部分：1.前言随着科学与技术的发展, 机械手的应用领域也不断扩大.目前, 机械手不仅应用于传统制造业如采矿,冶金,石油,化学,船舶等领域,同时也已开始扩大到核能,航空,航天,医药,生化等高科技领域以及家庭清洁,医疗康复等服务业领域中.如,水下机器人,抛光机器人,打毛刺机器人,擦玻璃机器人,高压线作业机器人,服装裁剪机器人,制衣机器人,管道机器人等特种机器人以及扫雷机器人,作战机器人,侦察机器人,哨兵机器人,排雷机器人,布雷机器人等军用机器人都是机械手应用的典型。
机械手广泛应用于各行各业.而且,随着人类生活水平的提高及文化生活的日益丰富多彩,未来各种专业服务机器人和家庭用消费机器人将不断贴近人类生活,其市场将繁荣兴旺。
2.相关概念机械手是一种模拟人手操作的自动机械。
它可按固定程序抓取、搬运物件或操持工具完成某些特定操作。
应用机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化，代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，保证人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
20世纪40年代后期，美国在原子能实验中，首先采用机械手搬运放射性材料，人在安全间操纵机械手进行各种操作和实验。
50年代以后，机械手逐步推广到工业生产部门，用于在高温、污染严重的地方取放工件和装卸材料，也作为机床的辅助装置在自动机床、自动生产线和加工中心中应用，完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作。
二．主题部分：1.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。
机械手相关的外文文献
附件一：A Rapidly Deployable Manipulator SystemAuthor:Christiaan J.J.Paredis,H.Benjamin Brown,Pradeep K.Khosla Abstract:A rapidly deployable manipulator system combines the flexibility of reconfigurable modular hardware with modular programming tools,allowing the user to rapidly create a manipulator which is custom-tailored for a given task.This article describes two main aspects of such a system,namely,the Reconfigurable Modular Manipulator System(RMMS)hardware and the corresponding control software.1 IntroductionRobot manipulators can be easily reprogrammed to perform different tasks,yet the range of tasks that can be performed by a manipulator is limited by mechanicalstructure.Forexample,a manipulator well-suited for precise movement across the top of a table would probably no be capable of lifting heavy objects in the vertical direction.Therefore,to perform a given task,one needs to choose a manipulator with an appropriate mechanical structure.We propose the concept of a rapidly deployable manipulator system to address the above mentioned shortcomings of fixed configuration manipulators.As is illustrated in Figure 1,a rapidly deployable manipulator system consists of software and hardware that allow the user to rapidly build and program a manipulator which is customtailored for a given task.The central building block of a rapidly deployable system is a Reconfigurable Modular Manipulator System(RMMS).The RMMS utilizes a stock of interchangeable link and joint modules of various sizes and performance specifications.One such module is shown in Figure 2.By combining these general purpose modules,a wide range of special purpose manipulators can be assembled.Recently,there has been considerable interest in the idea of modular manipulators,for research applications as well as for industrial applications.However,most of these systems lack the property of reconfigurability,which is key to the concept of rapidly deployable systems.The RMMS is particularly easy to reconfigure thanks to its integrated quick-coupling connectors described in Section 3.Effective use of the RMMS requires,Task Based Design software.This software takes as input descriptions of the task and of the available manipulator modules;it generates as output a modular assembly configuration optimally suited to perform the given task.Several different approaches have been used successfully to solve simpli-fied instances of thisA third important building block of a rapidly deployable manipulator system is a framework for the generation of control software.To reduce the complexity of softwaregeneration for real-time sensor-based control systems,a software paradigm called software assembly has been proposed in the Advanced Manipulators Laboratory at CMU.This paradigm combines the concept of reusable and reconfigurable software components,as is supported by the Chimera real-time operating system,with a graphical user interface and a visual programming language,inplemented in Onika.Although the software assembly paradigm provides thesoftware infrastructure for rapidly programming manipulator systems,it does not solve the programming problem itself.Explicit programming of sensor-based manipulator systems is cumbersome due to the extensive amount of detail which must be specified for the robot to perform the task.The software synthesis problem for sensor-based robots can be simplified dramatically,by providing robust robotic skills,that is,encapsulated strategies for accomplishing common tasks in the robots task domain.Such robotic skills can then be used at the task level planning stage without having to consider any of the low-level detailsAs an example of the use of a rapidly deployable system,consider a manipulator in a nuclear environment where it must inspect material and space for radioactive contamination,or assemble and repair equipment.In such an environment,widely varied kinematic(e.g.,workspace)and dynamic(e.g.,speed,payload)performance is required,and these requirements may not be known a priori.Instead of preparing a large set of different manipulators to accomplish these tasks—an expensive solution—one can use a rapidly deployable manipulator system.Consider the following scenario:as soon as a specific task is identified,the task based design software determinesthe task.This optimal configuration is thenassembled from the RMMS modules by a human or,in manipulator.The resulting manipulator is rapidly programmed by using the software assembly paradigm and our library of robotic skills.Finally,the manipulator is deployed to perform its task.Although such a scenario is still futuristic,the development of the reconfigurable modular manipulator system,described in this paper,is a major step forward towards our goal of a rapidly deployable manipulator system.Our approach could form the basis for the next generation of autonomous manipulators,in which the traditional notion of sensor-based autonomy is extended to configuration-based autonomy.Indeed,although a deployed system can have all the sensory and planning information it needs,it may still not be able to accomplish its task because the task is beyond the system’s physical capabilities.A rapidly deployable system,on the other hand,could adapt its physical capabilities based on task specifications and,with advanced sensing,control,and planning strategies,accomplish the task autonomously.2 Design of self-contained hardware modulesIn most industrial manipulators,the controller is a separate unit housing the sensor interfaces,power amplifiers,and control processors for all the joints of the manipulator.A large number of wires is necessary to connect this control unit with the sensors,actuators and brakes located in each of the joints of the manipulator.The large number of electrical connections and the non-extensible nature of such a system layout make it infeasible for modular manipulators.The solution we propose is to distribute the control hardware to each individual module of the manipulator.These modules then become self-contained units which include sensors,an actuator,a brake,a transmission,a sensor interface,a motor amplifier,and a communication interface,as is illustrated in Figure 3.As a result,only six wires are required for power distribution and data communication.2.1 Mechanical designThe goal of the RMMS project is to have a wide variety of hardware modules available.So far,we have built four kinds of modules:the manipulator base,a link module,three pivot joint modules(one of which is shown in Figure 2),and one rotate joint module.The base module and the link module have no degrees-of-freedom;the joint modules have degree-of-freedom each.The mechanical design of the joint modules compactly fits a DC-motor,a fail-safe brake,a tachometer,a harmonic drive and a resolverThe pivot and rotate joint modules use different outside housings to provide the right-angle or in-line configuration respectively,but are identical internally.Figure 4shows in cross-section the internal structure of a pivot joint.Each joint module includes a DC torque motor and 100:1 harmonic-drive speed reducer,and is rated at a maximum speed of 1.5rad/s and maximum torque of 270Nm.Each module has a mass of approximately 10.7kg.A single,compact,X-type bearing connects the two joint halves and provides the needed overturning rigidity.A hollow motor shaft passes through all the rotary components,and provides a channel for passage of cabling with minimal flexing.2.2 Electronic designThe custom-designed on-board electronics are also designed according to the principle of modularity.Each RMMS module contains a motherboard which provides the basic functionality and onto which daughtercards can be stacked to add module specific functionality.The motherboard consists of a Siemens 80C166 microcontroller,64K of ROM,64K of RAM,an SMC COM20020 universal local area network controller with an RS-485 driver,and an RS-232 driver.The function of the motherboard is to establish communication with the host interface via an RS-485 bus and to perform the lowlevel control of the module,as is explained in more detail in Section 4.The RS-232 serial bus driver allows for simple diagnostics and software prototyping.A stacking connector permits the addition of an indefinite number of daughtercards with various functions,such as sensor interfaces,motor controllers,RAM expansion etc.In our current implementation,only modules with actuators include a daughtercard.This card contains a 16 bit resolver to digital converter,a 12 bit A/D converter to interface with the tachometer,and a 12 bit D/A converter to control the motor amplifier;we have used an ofthe-shelf motor amplifier(Galil Motion Control model SSA-8/80)to drive the DC-motor.For modules with more than one degree-of-freedom,for instance a wrist module,more than one such daughtercard can be stacked onto由e s创ne motherboard.3 Integrated quick-coupling connectorsTo make a modular manipulator be reconfigurable,it is necessary that the modules can be easily connected with each other.We have developed a quick-coupling mechanism with which a secure mechanical connection between modules can be achieved by simply turning a ring handtight;no tools are required.As shown in Figure 5,keyed flanges provide precise registration of the two modules.Turning of thelocking collar on the male end produces two distinct motions:first the fingers of the locking ring rotate(with the collar)about 22.5 degrees and capture the fingers on the flanges;second,the collar rotates relative to the locking ring,while a cam mechanism forces the fingers inward to securely grip the mating flanges.A ball-transfer mechanism between the collar and locking ring automatically produces this sequence of motions.At the same time the mechanical connection is made,pneumatic and electronic connections are also established.Inside the locking ring is a modular connector that has 30 male electrical pins plus a pneumatic coupler in the middle.These correspond to matching female components on the mating connector.Sets of pins are wired in parallel to carry the 72V-25A power for motors and brakes,and 48V–6A power for the electronics.Additional pins carry signals for two RS-485 serial communication busses and four video busses.A plastic guide collar plus six alignment pins prevent damage to the connector pins and assure proper alignment.The plastic block holding the female pins can rotate in the housing to accommodate the eight different possible connection orientations(8@45 degrees).The relative orientation is automatically registered by means of an infrared LED in the female connector and eight photodetectors in the male connector.4 ARMbus communication systemEach of the modules of the RMMS communicates with a VME-based host interface over a local area network called the ARMbus;each module is a node of the network.The communication is done in a serial fashion over an RS-485 bus which runs through the length of the manipulator.We use the ARCNET protocol[1]implemented on a dedicated IC(SMC COM20020).ARCNET is a deterministic token-passing network scheme which avoids network collisions and guarantees each node its time to access the network.Blocks information called packets may be sent from any node on the network to any one of the other nodes,or to all nodes simultaneously(broadcast).Each node may send one packet each time it gets the token.The maximum network throughput is 5Mb/s.The first node of the network resides on the host interface card,as is depicted in Figure 6.In addition to a VME address decoder,this card contains essentially the same hardware one can find on a module motherboard.The communication between the VME side of the card and the ARCNET side occurs through dual-port RAM.There are two kinds of data passed over the local area network.During the manipulator initialization phase,the modules connect to the network one by one,starting at the base and ending at the end-effector.On joining the network,each module sends a data-packet to the host interface containing its serial number and its relative orientation with respect to the previous module.This information allows us to automatically determine the current manipulator configuration.During the operation phase,the host interface communicates with each of the nodes at 400Hz.The data that is exchanged depends on the control mode—centralized or distributed.In centralized control mode,the torques for all the joints are computed on the VME-based real-time processing unit(RTPU),assembled into a data-packet by the microcontroller on the host interface card and broadcast over the ARMbus to all the nodes of the network.Each node extracts its torque value from the packet and replies by sending a data-packet containing the resolver and tachometer readings.In distributed control mode,on the other hand,the host computer broadcasts the desired joint values and feed-forward torques.Locally,in each module,the control loop can then be closed at a frequency much higher than 400Hz.The modules still send sensor readings back to the host interface to be used in the computation of the subsequent feed-forward torque.5 Modular and reconfigurable control softwareThe control software for the RMMS has been developed using the Chimera real-time operating system,which supports reconfigurable and reusable software components.The software components used to control the RMMS are listed in Table 1.The trjjline,dls,and of the RMMS,such as the number of degrees-of-freedom,the Denavit-Hartenberg parameters etc.During the initialization phase,the RMMS interface establishes contact with each of the hardware modules to determine automatically which modules are being used and in which order and orientation they have been assembled.For each module,a data file with a parametric model is read.By combining this information for all the modules,kinematic and dynamic models of the entire manipulator are．After the initialization,the rmms software component operates in a distributed control mode in which the microcontrollers of each of the RMMS modules perform PID control locally at 1900Hz.The communication between the modules and the host interface is at 400Hz,which can differ from the cycle frequency of the rmms softwarecomponent.Since we use a triple buffer mechanism for the communication through the dual-port RAM on the ARMbus host interface,no synchronization or handshaking is necessary.Because closed form inverse kinematics do not exist for all possible RMMS configurations,we use a damped least-squares kinematic controller to do the inverse kinematics computation numerically.6 Seamless integration of simulationTo assist the user in evaluating whether an RMMS con-figuration can successfully complete a given task,we have built a simulator.The simulator is based on the TeleGrip robot simulation software from Deneb Inc.,and runs on an SGI Crimson which is connected with the real-time processing unit through a Bit3 VME-to-VME adaptor,as is shown in Figure 6.A graphical user interface allows the user to assemble simulated RMMS configurations very much like assembling the real pleted configurations can be tested and programmed using the TeleGrip functions for robot devices.The configurations can also be interfaced with the Chimera real-time softwarerunning on the same RTPUs used to control the actual hardware.As a result,it is possible to evaluate not only the movements of the manipulator but also the realtime CPU usage and load balancing.Figure 7 shows an RMMS simulation compared with the actual task execution.7 SummaryWe have developed a Reconfigurable Modular Manipulator System which currently consists of six hardware modules,with a total of four degrees-of-freedom.These modules can be assembled in a large number of different configurations to tailor the kinematic and dynamic properties of the manipulator to the task at hand.The control software for the RMMS automatically adapts to the assembly configuration by building kinematic and dynamic models of the manipulator;this is totally transparent to the user.To assist the user in evaluating whether a manipulator configuration is well suited for a given task,we have alsobuilt a simulator.AcknowledgmentThis research was funded in part by DOE under grant DE-F902-89ER14042,by Sandia National Laboratories under contract AL-3020,by the Department of Electrical and Computer Engineering,and by The Robotics Institute,Carnegie Mellon University.The authors would also like to thank Randy Casciola,Mark DeLouis,Eric Hoffman,and Jim Moody for their valuable contributions to the design of the RMMS system.附件二：可迅速布置的机械手系统作者：Christiaan J.J.Paredis,H.Benjamin Brown,Pradeep K.Khosla摘要：一个迅速可部署的机械手系统，可以使再组合的标准化的硬件的灵活性用标准化的编程工具结合，允许用户迅速建立为一项规定的任务来通常地控制机械手。
机械手参考文献
机械⼿参考⽂献设计（论⽂）题⽬: 机械⼿控制学⽣姓名 DT 专业班级指导⽼师系主任评阅⼈2011年 04 ⽉⽇摘要随着社会和科学技术的发展，⼯业⽣产的操作⽅式也发⽣着⾰命性的变化，从⼿⼯作坊式的劳动，逐渐演变成⾃动化、智能化的⽣产⽅式，⼈类也逐渐⽆法完成某些⽣产过程，所以为了适应⽣产的需要出现了特殊的⽣产⼯具——机械⼿。
与此同时也出现了⼀些新的⽣产活动，在这些⽣产活动中，有些是属于⾼危险的，对⼈体伤害较⼤，有些领域不适宜⼈类⼯作，机械⼿则正好适应这类⼯作。
在当今⼤规模制造业中，企业为提⾼⽣产效率，保障产品质量，普遍重视⽣产过程的⾃动化程度，⼯业机器⼈作为⾃动化⽣产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采⽤。
⼯业机器⼈的技术⽔平和应⽤程度在⼀定程度上反映了⼀个国家⼯业⾃动化的⽔平，⽬前，⼯业机器⼈主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极⼤的⼯作，⼯作⽅式⼀般采取⽰教再现的⽅式。
机械⼿是模仿着⼈⼿部的部分动作，按照给定程序、轨迹和要求通过PLC系统控制实现⾃动抓取、搬运或操作的⾃动机械装置。
关键词：⼯业,机械⼿,⾃动化,PLCAbstractWith the social and scientific and technological development, industrial production mode of operation is also undergoing a revolutionary change, from the workshop-style hand-labor, and gradually evolved into automation, intelligent production methods, human beings are increasingly unable to complete some of the production process, So there in order to meet the needs of the production of a special production tools - mechanical hand. At the same time there have been some newproduction activities in these production activities, there is a high risk of bodily harm grea ter in some areas unfit for human work, the robot is just to adapt to such work.In today's large-scale manufacturing enterprises to improve production efficiency, ensure product quality, attention to the production process in general the degree of automat ion, industrial robots, automated production line as an important member of gradually being recognized and adopted by enterprises. Industrial robot technology and applications to some extent, reflect the extent of a country's level of industrial automation, at present, industrial robot is mainly responsible for the welding, coating, handling and stacking, and labor intensity greatly repetitive work, work Way to teach the general way of reproduction.Robot is modeled on the part of staffing the Department ac tion, according to a given program, track and control system required by PLC automatic capture, handling or operation of the automatic mechanical devices.Keywords: industrial, mechanical hand, automation, PLC⽬录摘要 (2)Abstract (3)⽬录 (4)第⼀章 PLC简介 (6)1.1 PLC的定义 (6)1.2 PLC的由来及发展 (7)1.3 PLC的特点及⽤途 (7)1.3.1 PLC具有以下⼏个主要特点 (8)1.3.2 可编程控制器的应⽤领域 (8)1.4 PLC的主要技术指标 (9)1.5总体控制系统框图 (10)第⼆章机械⼿简介 (11)2.1 机械⼿的定义与分类 (11)2.2 机械⼿应⽤及组成结构 (11)2.3 机械⼿的发展趋势 (13)2.4 机械⼿的⼯程应⽤ (13)2.5机械⼿设计的要求及⽬的和意义 (14)2.5.1 机械⼿的设计要求 (14)2.5.2 机械⼿设计的⽬的和意义 (14)第三章系统设计 (15)3.1 功能 (15)3.2 主令单元 (16)3.2.1 编程元件 (16)3.2.2 编程语⾔ (18)3.2.2.1梯形图 (18)3.2.2.2指令语句表 (18)3.2.2.3 PLC的I/O接线图及控制系统外部电机原理图 (21)第四章设计逻辑顺序功能图、梯形图、指令表程 (24)4.1.1 ⾃动控制程序的顺序功能图 (24)4.1.2 ⾃动控制程序的指令表 (25)4.1.3 ⾃动控制程序的梯形图 (27)4.1.4 ⾃动控制程序的设计说明 (29)4.1.6 ⼿动控制程序的梯形图 (31)4.1.7 ⼿动控制程序说明 (34)结束语 (35)致谢 (36)参考⽂献 (37)第⼀章 PLC简介1.1 PLC的定义可编程控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，它具备了模拟量控制、过程控制以及远程通信等强⼤功能，所以美国电⽓制造商协会将其正式命名为可编程控制器（Programmable Controller）,简称PC。
机械手的文献综述
气动机械手文献综述摘要：随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点! 气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业" 本文就气动机械手的应用现状和发展前景作了简单概述关键词:气动技术气动机械手应用与发展0前言随着工业的机械化和自动化的发展和气动技术本身的一些优点，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。
近20年来，气动技术的运用领域快速拓宽，特别是在各种自动化生产线上得到广泛应用。
电气可编程控制技术与气动技术相结合，使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵活,性能更加可靠；气动机械手、柔性自动生产线的迅速发展，对气动技术提出了更多更高的要求；微电子技术的引入，促进了电气比例伺服技术的发展,现代控制理论的发展，使气动技术从开关控制进入闭环比例伺服控制，控制精度不断提高；由于气动脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能力强和成本低廉等特点,国内外都在大力开发研究。
1气动机械手的国内外研究现状从各国的行业统计资料来看，近30多年来，气动行业发展很快.20世纪70年代，液压与气动元件的产值比约为9:1,而30多年后的今天，在工业技术发达的欧美、日本等国家，该比例已达到6:4，甚至接近5:5。
我国的气动行业起步较晚，但发展较快。
从20世纪80年代中期开始，气动元件产值的年递增率达20％以上，高于中国机械工业产值平均年递增率。
随着微电子技术、PLC技术、计算机技术、传感技术和现代控制技术的发展与应用,气动技术已成为实现现代传动与控制的关键技术之一。
2气动机械手的发展前景和方向气动技术是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递或信号传递的工程技术，是实现各种生产控制、自动控制的重要手段之一。
在气动机械手的发展研究中有一下几个主要的方向和要求。
1)重复精度要求精度是指机器人、机械手到达指定点的精确程度，它与驱动器的分辨率以及反馈装置有关。
重复精度是指如果动作重复多次,机械手到达同样位置的精确程度。
机械手的PLC控制(完整)
江苏信息职业技术学院毕业设计报告毕业设计报告课题：机械手的PLC控制系部：机电系专业：电气自动化班级：电气1332姓名：王琪学号：2013321026指导老师：贾君贤2016-6摘要机械手是工业自动化系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。
机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成；电气方面有交流电机、传感器、等电子器件组成。
该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。
本文介绍的机械手是由PLC 输出三路脉冲，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给PLC主机；位置信号由接近开关反馈给PLC主机，通过交流电机的正反转来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。
本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。
关键词：机械手 PLC 交流电机目录摘要 (1)引言 (3)第一章机械手机械结构 (4)1．1传动机构 (4)1．2机械手夹持器和机座的结构 (6)第二章机械手PLC及电机的应用 (8)2．1 PLC简介 (8)2．2 PLC内部原理 (10)2．3 机械手PLC选择及参数 (12)2．4 机械手电机的选用 (13)第三章机械手PLC控制系统设计 (14)3．1 机械手的工艺过程 (14)3．2PLC控制系统 (16)致答谢词 (21)参考文献 (21)引言在现代工业中，随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。
同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。
机械手的研究与应用毕业论文
机械手的研究与应用毕业论文1.绪论1.1机械手概述工业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。
工业机械手的是工业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。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
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邻域，迅速发殿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。
机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。
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。
这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动；除少数以外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。
在国外，目前主要是搞第一类通用机械手，国外称为机器人。
工业机械手文献综述
工业，它的过去与未来1约翰霍兰德每年春天，大学和学院产生很多工科学生在令人兴奋的自主机器人领域找到了一席之地。
有些人选择他们认为可以获得此职位的技术学科，而另外一些进入了特别的学校，因为这些学校在机器人上提供程序和学位。
很少有人意识到，至少直到他们真正的开始工作，几乎不存在真正的这样的工作。
因此，那些最坚定的机器人工程师为了提供他们的思想生活最终走出去形成机器人公司。
坏消息是，对这些努力成功的统计数字是暗淡。
好消息是，为了赢得胜利金戒指仍然存在！我在这一章的目的是为了说明正在考虑探索的勇敢的心灵，有可能的话，给你如何面对商界的启示。
要意识到的最重要的东西是你至少在机器人设计上有你商业策略的创意。
如果这一挑战不能让你兴奋，它不是激发团队或者个人，就是浪费你的精力。
在这项技术的讨论中，我们不断重复观察到得模式。
这在生意上也是真的，所以抽出时间去研究过去，很可能有助于未来我们的成功。
为了了解我们再哪里，我们还必须明白，我们从何处来，又是如何走到这里。
1 机器人的历史今天,单词“机器人”是用来描述令人眼花缭乱的硬件和软件。
如果我们接受这个定义：一台机器可以通过编程做有用的工作，那么机器人的历史是用世纪来衡量而不是用年。
比如，约瑟夫在1801年发明了利用打孔卡编程的纺织机。
机器人这个名字不会再另外一个120年里被创造，然而，当捷克剧作家卡雷尔恰佩克利用“罗博陶”来形容一个机械仆人。
在捷克单词“罗博陶”是转换农奴和努力之间的事。
不久以后关于机器人的漫画，科幻书籍和电影开始出现，如果不是经济，机器人这个词在当地被牢固的建立。
人们通常认为现代工业机器人的发明人是乔治迪沃尔，在1954年创建了通用可编程机械手。
在1956年，德沃尔和恩格伯格形成尤尼梅申，从此一个产业诞生了。
恩格伯格虽然是一名工程师，他在促销宣传上也有天赋。
使用机器人一词描述这些机械臂后来才成为市场营销的新方法之一。
经过多年试图通过传统的工业销售营销渠道出售这些革命性的设备，恩格伯格带着公司的机器人之一出现在约翰尼卡森的“今夜秀”节目，反应是完全不可想象的。
文献综述(机械手)
文献综述题目机械手概述学院专业班级学号学生姓名任课教师一．前言部分：1.前言随着科学与技术的发展, 机械手的应用领域也不断扩大.目前, 机械手不仅应用于传统制造业如采矿,冶金,石油,化学,船舶等领域,同时也已开始扩大到核能,航空,航天,医药,生化等高科技领域以及家庭清洁,医疗康复等服务业领域中.如,水下机器人,抛光机器人,打毛刺机器人,擦玻璃机器人,高压线作业机器人,服装裁剪机器人,制衣机器人,管道机器人等特种机器人以及扫雷机器人,作战机器人,侦察机器人,哨兵机器人,排雷机器人,布雷机器人等军用机器人都是机械手应用的典型。
机械手广泛应用于各行各业.而且,随着人类生活水平的提高及文化生活的日益丰富多彩,未来各种专业服务机器人和家庭用消费机器人将不断贴近人类生活,其市场将繁荣兴旺。
2.相关概念机械手是一种模拟人手操作的自动机械。
它可按固定程序抓取、搬运物件或操持工具完成某些特定操作。
应用机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化，代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，保证人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
20世纪40年代后期，美国在原子能实验中，首先采用机械手搬运放射性材料，人在安全间操纵机械手进行各种操作和实验。
50年代以后，机械手逐步推广到工业生产部门，用于在高温、污染严重的地方取放工件和装卸材料，也作为机床的辅助装置在自动机床、自动生产线和加工中心中应用，完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作。
二．主题部分：1.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。
【文献综述】机械手
文献综述随着工业突飞猛进的发展，机械手扮演着越来越重要的角色。
机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置。
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。
(1)机械手的具体应用国内外机械工业、铁路部门中机械手主要应用于以下几方面：1.热加工方面的应用热加工是高温、危险的笨重体力劳动，很久以来就要求实现自动化。
为了提高工作效率，和确保工人的人身安全，尤其对于大件、少量、低速和人力所不能胜任的作业就更需要采用机械手操作2.冷加工方面的应用冷加工方面机械手主要用于柴油机配件以及轴类、盘类和箱体类等零件单机加工时的上下料和刀具安装等。
进而在程序控制、数字控制等机床上应用，成为设备的一个组成部分。
最近更在加工生产线、自动线上应用，成为机床、设备上下工序联接的重要于段。
3.拆修装方面拆修装是铁路工业系统繁重体力劳动较多的部门之一，促进了机械手的发展。
目前国内铁路工厂、机务段等部门，已采用机械手拆装三通阀、钩舌、分解制动缸、装卸轴箱、组装轮对、清除石棉等，减轻了劳动强度，提高了拆修装的效率。
近年还研制了一种客车车内喷漆通用机械手，可用以对客车内部进行连续喷漆，以改善劳动条件，提高喷漆的质量和效率。
近些年，随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用，工业机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。
(2)机械手的应用意义目前国内工业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。
因此，国内主要是逐步扩大机械手应用范围，重点发展铸锻、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，相应地发展通用机械手，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式机械手等。
将机械手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构，以及适于不同类型的夹紧机构，设计成典型的通用机构，以便根据不同的作业要求，选用不用的典型部件，即可组成各种不同用途的机械手。
机械手文献综述
文献综述1. 机械手概述工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。
机械手涉及到机械学、力学、自动控制技术、电器液压技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。
机械手的快速发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：一、它能部分的代替人工操作；二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、位置和时间来完成工件的传送与装卸；三、它能操作必要的工具进行装配和焊接，从而大大的改善了作业员的劳动条件，提高了劳动生产率，加快了实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。
尤其是在高温、高压、噪音、粉尘以及带有放射性和污染的场合，应用更为广泛。
在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的重视。
机械手是一种能自动控制并可重新编程以变动的多功能机器，它有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。
机械手的结构形式开始比较简单，专用性比较强。
但随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。
由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的应用。
2. 机械手发展史现代工业机械手起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化。
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：机体上安装回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。
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设计（论文）题目: 机械手控制学生姓名 DT 专业班级指导老师系主任评阅人2011年 04 月日摘要随着社会和科学技术的发展，工业生产的操作方式也发生着革命性的变化，从手工作坊式的劳动，逐渐演变成自动化、智能化的生产方式，人类也逐渐无法完成某些生产过程，所以为了适应生产的需要出现了特殊的生产工具——机械手。
与此同时也出现了一些新的生产活动，在这些生产活动中，有些是属于高危险的，对人体伤害较大，有些领域不适宜人类工作，机械手则正好适应这类工作。
在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。
工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。
机械手是模仿着人手部的部分动作，按照给定程序、轨迹和要求通过PLC系统控制实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
关键词：工业,机械手,自动化,PLCAbstractWith the social and scientific and technological development, industrial production mode of operation is also undergoing a revolutionary change, from the workshop-style hand-labor, and gradually evolved into automation, intelligent production methods, human beings are increasingly unable to complete some of the production process, So there in order to meet the needs of the production of a special production tools - mechanical hand. At the same time there have been some new production activities in these production activities, there is a high risk of bodily harm grea ter in some areas unfit for human work, the robot is just to adapt to such work.In today's large-scale manufacturing enterprises to improve production efficiency, ensure product quality, attention to the production process in general the degree of automat ion, industrial robots, automated production line as an important member of gradually being recognized and adopted by enterprises. Industrial robot technology and applications to some extent, reflect the extent of a country's level of industrial automation, at present, industrial robot is mainly responsible for the welding, coating, handling and stacking, and labor intensity greatly repetitive work, work Way to teach the general way of reproduction.Robot is modeled on the part of staffing the Department ac tion, according to a given program, track and control system required by PLC automatic capture, handling or operation of the automatic mechanical devices.Keywords: industrial, mechanical hand, automation, PLC目录摘要 (2)Abstract (3)目录 (4)第一章 PLC简介 (6)1.1 PLC的定义 (6)1.2 PLC的由来及发展 (7)1.3 PLC的特点及用途 (7)1.3.1 PLC具有以下几个主要特点 (8)1.3.2 可编程控制器的应用领域 (8)1.4 PLC的主要技术指标 (9)1.5总体控制系统框图 (10)第二章机械手简介 (11)2.1 机械手的定义与分类 (11)2.2 机械手应用及组成结构 (11)2.3 机械手的发展趋势 (13)2.4 机械手的工程应用 (13)2.5机械手设计的要求及目的和意义 (14)2.5.1 机械手的设计要求 (14)2.5.2 机械手设计的目的和意义 (14)第三章系统设计 (15)3.1 功能 (15)3.2 主令单元 (16)3.2.1 编程元件 (16)3.2.2 编程语言 (18)3.2.2.1梯形图 (18)3.2.2.2指令语句表 (18)3.2.2.3 PLC的I/O接线图及控制系统外部电机原理图 (21)第四章设计逻辑顺序功能图、梯形图、指令表程 (24)4.1.1 自动控制程序的顺序功能图 (24)4.1.2 自动控制程序的指令表 (25)4.1.3 自动控制程序的梯形图 (27)4.1.4 自动控制程序的设计说明 (29)4.1.5 手动控制程序的指令表 (29)4.1.6 手动控制程序的梯形图 (31)4.1.7 手动控制程序说明 (34)结束语 (35)致谢 (36)参考文献 (37)第一章 PLC简介1.1 PLC的定义可编程控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，它具备了模拟量控制、过程控制以及远程通信等强大功能，所以美国电气制造商协会将其正式命名为可编程控制器（Programmable Controller）,简称PC。
但是个人计算机（Personal Computer）也简称PC，为了避免混淆，将用于逻辑控制的可编程控制叫做PLC（Programmable Logic Controller）.PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，它其实就是一台计算机，它采用可以编制程序的存储器，在其内部执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，它以接入式CPU为核心，通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备，都是很容易与工业控制系统形成一个整体，容易扩展其功能的。
可编程控制器是一种工业现场用计算机。
它是为工业环境下应用而设计的，工业环境一般办公环境有较大的区别。
由于PLC的特殊构造，使它能在高粉尘、高噪音、强电磁干扰和温度变化剧烈的环境下正常工作。
为了能控制机械或生产过程，它要能很容易的与工业控制系统形成一个整体，这些都是个人计算机无法比拟的。
可编程控制器是一种通用的工业控制计算机。
它能控制各种类型的工业设备及生产过程。
它的功能能够很容易地扩展，它的程序是可以根据控制对象的不同，让使用者来编制的。
也就是说，可编程控制器较其以前的工业控制计算机，如单片机工业控制系统，具有更大的灵活性，它可以方便地应用在各种场合。
通过以上定义还可以了解到，相对一般意义上的计算机，可编程控制器不仅具有计算机的内核，它还配置了许多使其适用于工业控制的器件。
它实质上是经过一次开发的工业控制计算机。
从另一个方面来说，它是一种通用机，经过二次开发，它可以在任何具体的工业设备上使用。
它在很大程度上使的工业自动化设计从专业设计院走进工厂和矿山，变成了普通工程技术人员甚至普通电气工人力所能及的工作。
再加上体积小、工作可靠性高、抗干扰能力强、控制功能完善，适应性强，安装接线简单等众多优点，可编程控制器在短短的30年中获得了突飞猛进的发展，在工业控制领域获得了非常广泛的应用。
1.2 PLC的由来及发展1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台可编程序控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC），在美国通用汽车公司的自动装配线上使用，取得了巨大的成功。
20世纪70年代初出现了微处理器。
人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，成为真正具有计算机特征的工业控制装置。
为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。
因而人们称可编程控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。
20世纪70年代中末期，可编程控制器进入了实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。
更高的运算速度、超小型的体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。
20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得了广泛的应用。
例如，在世界第一台可编程控制器的诞生地美国，1982年的统计数字显示，大量应用可编程控制器的工业厂家占美国重点工业行业厂家总数的82%，可编程控制器的应用数量已位于众多的工业自控设备之首。
这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。
这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。
许多可编程控制器的生产厂家已闻名于全世界。
20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业控制的需要。
从控制规模上来说，这个时期发展了大型机及超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元，通讯单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。