【正文】 多功能機(jī)器，它有多個(gè)自由度，可用來(lái)搬運(yùn)物體以完成在各個(gè)不同環(huán)境中工作。在工資水平較低的中國(guó)，塑料制品行業(yè)盡管仍屬于勞動(dòng)力密集型，機(jī)械手的使用已經(jīng)越來(lái)越普及。那些電子和汽車(chē)業(yè)的歐美跨國(guó)公司很早就在它們?cè)O(shè)在中國(guó)的工廠中引進(jìn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。但現(xiàn)在的變化是那些分布在工業(yè)密集的華南、華東沿海地區(qū)的中國(guó)本土塑料加工廠也開(kāi)始對(duì)機(jī)械手表現(xiàn)出越來(lái)越濃厚的興趣，因?yàn)樗麄円鎸?duì)工人流失率高，以及為工人交工傷費(fèi)帶來(lái)的挑戰(zhàn)。隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，特別是改革開(kāi)發(fā)以后，自動(dòng)化程度的迅速提高，實(shí)現(xiàn)工件的裝卸、轉(zhuǎn)向、輸送或操作釬焊、噴槍、扳手等工具進(jìn)行加工、裝配等作業(yè)自化，已愈來(lái)愈引起我們重視。機(jī)械手是一種定位控制可以是自動(dòng)的，并且可以被重新編程的多功能機(jī)，它具有多自由度可用于攜帶一個(gè)對(duì)象，以完成該工作在不同的環(huán)境來(lái)改變。低工資的中國(guó)，塑料制品業(yè)，雖然仍然是一個(gè)勞動(dòng)力密集型，機(jī)械手的使用已經(jīng)越來(lái)越普及。電子和汽車(chē)行業(yè)，歐洲和美國(guó)的跨國(guó)公司很早就在他們的工廠在中國(guó)，引進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)。但現(xiàn)在的變化是那些在工業(yè)密集的中國(guó)南方發(fā)現(xiàn)，中國(guó)東部沿海地區(qū)，當(dāng)?shù)氐乃芰霞庸S也出現(xiàn)了機(jī)械表開(kāi)始變得越來(lái)越有興趣，因?yàn)樗麄円鎸?duì)工人流失率高，以及職工繳工商費(fèi)帶來(lái)的挑戰(zhàn)。隨著中國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，特別是改革開(kāi)放以后迅速增加自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)釬焊的工件裝卸，轉(zhuǎn)向，傳動(dòng)和操作的快速發(fā)展，噴槍?zhuān)馐值裙ぞ哌M(jìn)行加工裝配業(yè)務(wù)以來(lái)，已經(jīng)越來(lái)越多的吸引了我們的重視。機(jī)械手是模仿人手部的動(dòng)作，根據(jù)給定的程序，跟蹤和自動(dòng)捕捉需求，處理或自動(dòng)抓取、搬運(yùn)的自動(dòng)機(jī)械設(shè)備。在現(xiàn)實(shí)生活中的操作，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)問(wèn)題。在機(jī)械加工車(chē)間，零件加工是很煩的，和勞動(dòng)生產(chǎn)率不高，生產(chǎn)的成本大，有時(shí)人為的事故會(huì)發(fā)生，從而導(dǎo)致人員受傷。想想看，只要有幾個(gè)人加工時(shí)進(jìn)行巡視，并能24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)飽和，人行嗎？答案是肯定的，但機(jī)械手可以代替他。生產(chǎn)中使用機(jī)械手可以提高產(chǎn)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率的自動(dòng)化水平，可降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。特別是在高溫，高壓，低溫，低壓，粉塵，易爆，有毒和放射性氣體，如環(huán)境惡劣可以代替正常工作的人。在這里，我愿意這樣想設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人在實(shí)際生產(chǎn)中。為什么選擇設(shè)計(jì)機(jī)械手用氣動(dòng)來(lái)提供動(dòng)力：氣動(dòng)機(jī)械手指的是壓縮空氣為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手。隨著壓力驅(qū)動(dòng)和其他能源驅(qū)動(dòng)比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：，用之不竭的，后來(lái)用排入大氣，不需要回收和處理，不污染環(huán)境。 （環(huán)保概念），管道壓力損失?。ㄍǔ１葹r青氣路壓力的千分之一下降較少），便于長(zhǎng)途運(yùn)輸。 （一般為4至8千克/每平方厘米），因此，移動(dòng)元件材料和制造精度的要求可以降低。 ，其更迅速的行動(dòng)和反應(yīng)，這是氣動(dòng)優(yōu)秀的優(yōu)點(diǎn)之一。 ，它不會(huì)變質(zhì)，不易堵塞管道。但也有它美中不足的地方：，造成工作不良的空氣動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性，導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)作為速度的精度和不容易控制。 ，輸出功率也不能過(guò)大。為了增加輸出功率被綁定到整個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)的大小增加的結(jié)構(gòu)。用氣壓傳動(dòng)與其他能源驅(qū)動(dòng)比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：空氣取之不盡，用之不竭的，后來(lái)用排入大氣，沒(méi)有回收和處理，不污染環(huán)境。偶然的或少量的泄漏不會(huì)對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。空氣粘性較小，管道的壓力損失也很小，壓縮空氣易于長(zhǎng)距離輸送。壓縮空氣需要較低的工作壓力，因此對(duì)氣動(dòng)元件材料和制造精度的要求可以降低。在一般情況下，往復(fù)運(yùn)動(dòng)推力在1~ 2噸以下采用氣動(dòng)推力經(jīng)濟(jì)較好。與液壓傳動(dòng)相比，其更快的操作和反應(yīng)，是氣壓傳動(dòng)的突出優(yōu)點(diǎn)之一。它不會(huì)變質(zhì)，管路不會(huì)堵塞。它可以安全地使用在易燃，易爆，粉塵大的場(chǎng)合。也易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)過(guò)載保護(hù)。空氣介質(zhì)清潔，亦不會(huì)變質(zhì)，管路不易堵塞。它可安全地應(yīng)用在易燃、易爆和粉塵大的場(chǎng)合。又便于實(shí)現(xiàn)過(guò)載自動(dòng)保護(hù).二﹑機(jī)械手的組成機(jī)械手的形式是多種多樣的，有的較為簡(jiǎn)單，有的較為復(fù)雜，但基本的組成形式是相同的，一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔助裝置組成。1. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由手、手腕、手臂、支柱組成。手是抓取機(jī)構(gòu)，用來(lái)夾緊和松開(kāi)工件，與人的手指相仿，能完成人手的類(lèi)似動(dòng)作。手腕是連接手指與手臂的元件，可以進(jìn)行上下、左右和回轉(zhuǎn)動(dòng)作。簡(jiǎn)單的機(jī)械手可以沒(méi)有手腕。支柱用來(lái)支撐手臂，也可以根據(jù)需要做成移動(dòng)。2. 傳動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作要由傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。常用機(jī)械手傳動(dòng)系統(tǒng)分機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)和電力傳動(dòng)等幾種形式。3. 控制系統(tǒng)機(jī)械手控制系統(tǒng)的主要作用是控制機(jī)械手按一定的程序、方向、位置、速度進(jìn)行動(dòng)作，簡(jiǎn)單的機(jī)械手一般不設(shè)置專(zhuān)用的控制系統(tǒng)，只采用行程開(kāi)關(guān)、繼電器、控制閥及電路便可實(shí)現(xiàn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求進(jìn)行動(dòng)作．動(dòng)作復(fù)雜的機(jī)械手則要采用可編程控制器、微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。三﹑ 機(jī)械手的分類(lèi)和特點(diǎn)機(jī)械手一般分為三類(lèi)：第一類(lèi)是不需要人工操作的通用機(jī)械手。它是一種獨(dú)立的不附屬于某一主機(jī)的裝置。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項(xiàng)規(guī)定的操作。它的特點(diǎn)是具備普通機(jī)械的性能之外，還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。第二類(lèi)是需要人工才做的，稱(chēng)為操作機(jī)。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過(guò)操作機(jī)來(lái)完成特定的作業(yè)，后來(lái)發(fā)展到用無(wú)線電訊號(hào)操作機(jī)來(lái)進(jìn)行探測(cè)月球等。工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。第三類(lèi)是用專(zhuān)用機(jī)械手，主要附屬于自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)線上，用以解決機(jī)床上下料和工件送。這種機(jī)械手在國(guó)外稱(chēng)為“Mechanical Hand”，它是為主機(jī)服務(wù)的，由主機(jī)驅(qū)動(dòng)；除少數(shù)以外，工作程序一般是固定的，因此是專(zhuān)用的。主要特點(diǎn)：(1) 機(jī)械手（上下料機(jī)械手、裝配機(jī)械手、搬運(yùn)機(jī)械手、堆垛機(jī)械手、助力機(jī)械手、真空搬運(yùn)機(jī)、 真空吸吊機(jī)、省力吊具、氣動(dòng)平衡器等）。(2) 懸臂起重機(jī)（懸臂吊、電動(dòng)環(huán)鏈葫蘆吊、氣動(dòng)平衡吊等） (3) 導(dǎo)軌式搬運(yùn)系統(tǒng)（懸掛軌道、輕型軌道、單梁起重機(jī)、雙梁起重機(jī)）(4) 工業(yè)機(jī)械手的應(yīng)用機(jī)械手是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置。近年來(lái)，隨著電子技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門(mén)的重視，并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用，例如：(1) 機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動(dòng)化車(chē)床、組合機(jī)床上使用較為普遍。(2) 在裝配作業(yè)中應(yīng)用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來(lái)裝配印制電路板，在機(jī)械行業(yè)中它可以用來(lái)組裝零部件。(3) 可在勞動(dòng)條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動(dòng)。(4) 可在危險(xiǎn)場(chǎng)合下工作，如軍工品的裝卸、危險(xiǎn)品及有害物的搬運(yùn)等。(5) 宇宙及海洋的開(kāi)發(fā)。(6) 軍事工程及生物醫(yī)學(xué)方面的研究和試驗(yàn)。助力機(jī)械手:又稱(chēng)平衡器、平衡吊、省力吊具、手動(dòng)移載機(jī)等，是一種無(wú)重力化手動(dòng)承載系統(tǒng)，一種新穎的、用于物料搬運(yùn)時(shí)省力化操作的助力設(shè)備,屬于一種非標(biāo)設(shè)計(jì)的系列化產(chǎn)品。針對(duì)客戶(hù)應(yīng)用需求，量身定制的個(gè)案創(chuàng)作。一種模擬人手操作的自動(dòng)機(jī)械，它可按固定程序抓取﹑搬運(yùn)物件或操持工具完成某些特定操作。應(yīng)用機(jī)械手可以代替人從事單調(diào)﹑重復(fù)或繁重的體力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，代替人在有害環(huán)境下的手工操作，改善勞動(dòng)條件，保證人身安全。20世紀(jì)40年代后期，美國(guó)在原子能實(shí)驗(yàn)中，首先采用機(jī)械手搬運(yùn)放射性材料，人在安全室操縱機(jī)械手進(jìn)行各種操作和實(shí)驗(yàn)。50年代以后，機(jī)械手逐步推廣到工業(yè)生產(chǎn)部門(mén)，用于在高溫﹑污染嚴(yán)重的地方取放工件和裝卸材料，也作為機(jī)床的輔助裝置在自動(dòng)機(jī)床﹑自動(dòng)生產(chǎn)線和加工中心中應(yīng)用，完成上下料或從刀庫(kù)中取放刀具并按固定程序更換刀具等操作。機(jī)械手主要由手部機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。手部機(jī)構(gòu)隨使用場(chǎng)合和操作對(duì)象而不同，常見(jiàn)的有夾持﹑托持和吸附等類(lèi)型。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般由液壓﹑氣動(dòng)﹑電氣裝置驅(qū)動(dòng)。機(jī)械手可獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)伸縮﹑旋轉(zhuǎn)和昇降等運(yùn)動(dòng)，一般有2～3個(gè)自由度。機(jī)械手廣泛用于機(jī)械製造﹑冶金﹑輕工和原子能等部門(mén)。能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門(mén)。 機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒(méi)有獨(dú)立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門(mén)操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱(chēng)為機(jī)械手。機(jī)械手主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。手部是用來(lái)抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)......機(jī)械手是在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中使用的一種具有抓取和移動(dòng)工件功能的自動(dòng)化裝置，它是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置。近年來(lái)，隨著電子技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手能代替人類(lèi)完成危險(xiǎn)、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類(lèi)勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)力。機(jī)械手越來(lái)越廣泛的得到了應(yīng)用，在機(jī)械行業(yè)中它可用于零部件組裝 ，加工工件的搬運(yùn)、裝卸，特別是在自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床上使用更普遍。目前，機(jī)械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中一個(gè)重要組成部分。把機(jī)床設(shè)備和機(jī)械手共同構(gòu)成一個(gè)柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元，它適應(yīng)于中、小批量生產(chǎn)，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，而且適應(yīng)性很強(qiáng)。當(dāng)工件變更時(shí)，柔性生產(chǎn)系統(tǒng)很容易改變，有利于企業(yè)不斷更新適銷(xiāo)對(duì)路的品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量，更好地適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要。而目前我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離，應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低，機(jī)械手的研究和開(kāi)發(fā)直接影響到我國(guó)自動(dòng)化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。因此，進(jìn)行機(jī)械手的研究設(shè)計(jì)是非常有意義的。