文档介绍：----
----
齐鲁工业大学2021届本科毕业设计〔论文〕
三自由度直角坐标机械手设计
作者XX汪增帅
专业机械设计制造及其自动化
指导教师XX付秀琢
专业技术职务
----
----
齐鲁工业大学2021届本科ipulator〕。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，
后来开展到用无线电讯号操作机械手来进展探测月球等。工业中采用的锻造操作
机也属于这一X畴。第三类是专业机械手，主要附属于自动机床或自动生产线上，
用以解决机床上下料和工件传送。这种机械手在国外通常被称之为“Mechanical
Hand〞，它是为主机效劳的，由主机驱动。除少数外，工作程序一般是固定的，
因此是专用的。
机械手按照构造形式的不同又可分为多种类型，其中关节型机械手以其结
构紧凑，所占空间体积小，相对工作空间最大，甚至能绕过基座周围的一些障碍
物等这样一些特点，成为机械手中使用最多的一种构造形式，世界一些著名机械
----
----
齐鲁工业大学2021届本科毕业设计〔论文〕
手的本体局部都采用这种机构形式的机械手。
要机械手像人一样拿取东西，最简单的根本条件是要有一套类似于指、腕、
臂、关节等局部组成的抓取和移动机构——执行机构；像肌肉那样使手臂运动的
驱动－传动系统；像大脑那样指挥手动作的控制系统。这些系统的性能就决定了
机械手的性能。一般而言，机械手通常就是由执行机构、驱动－传动系统和控制
系统这三局部组成，如图1-1所示。
手部
腕部执行机构
臂部
腰部机
器基座部〔固定或移动〕
人
驱动-传动系统
电、液或气驱动装置
单关节伺服控制器
控制系统
关节协调及其它信息交换
计算机
图1-1机械手的一般组成
机械手的机械系统主要由执行机构和驱动－传动系统组成。执行机构是机
械手赖以完成工作任务的实体，通常由连杆和关节组成，由驱动－传动系统提供
动力，按控制系统的要求完成工作任务。驱动－传动系统主要包括驱动机构和传
动系统。驱动机构提供机械手各关节所需要的动力，传动系统那么将驱动力转换为
满足机械手各关节力矩和运动所要求的驱动力或力矩。有的文献那么把机械手分为
机械系统、驱动系统和控制系统三大局部。其中的机械系统又称操作机
(Manipulator)，相当于本文中的执行机构局部。
----
----
齐鲁工业大学2021届本科毕业设计〔论文〕

机械手首先是从美国开场研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台
机械手。它的构造特点是机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机
构，控制系统是示教型的。
日本是工业机械手开展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进两种
典型机械手后，大力从事机械手的研究。
目前工业机械手大局部还属于第一代，主要依靠人工进展控制；控制方式
那么为开环式，没有识别能力；改良的方向主要是降低本钱和提高精度。
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，把感觉到的信息进展反响，
使机械手具有感觉机能。
第三代机械手〔机械手〕那么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，并逐步开展成为柔性制造系统FMS(Flexible
ManufacturingSystem)和柔性制造单元FMC(FlexibleManufacturingCell)
中的重要一环。
随着工业机械手研究制造和应用领域不断扩大，国际性学术交流活动十分
活泼，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。国际工业机械手会议ISIR
决定每年召开一次会议，讨论和研究机械手的开展及应用问题。
目前，工业机械手主要用于装卸、搬运、焊接、铸锻和热处理等方面，无
论数量、品种和性能方面还不能满足工业生产开展的需要。使用工业机械手代替
人工操作的，主要是在危险作业〔广义的〕、多粉尘、高温、噪声、工作空间狭
小等不适于人工作业的环境。
在国外机械制造业中，工业机械手应用较多，开展较快。目前主要应用于
机床、模锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先制订的作业
程序完成规定的操作，但还不具备传感反响能力，不能应付外界的变化。如发生
某些偏离时，就将引起零部件甚至机械手本身的损坏。
随着现代化科学技术的飞速开展和社会的进步，针对于上述各个领域的机
械手系统的应用和研究对系统本身也提出越来越多的要求。制造业要求机械手系
统具有更大的柔性和更强大的编程环境，适应不同的应用场合和多品种、小批量
----
----
齐鲁工业大学2021届本科毕业设计〔论文〕
的生产