PLC液压驱动通用机械手设计(2)
1.1 机械手的概述
机械手为什么可以不断进入到我们生活中，因为它是一种可以吸收人的各种机能并结合机器的特性的一种拟人化的自动化机械装置。它掌握了人对外界环境的灵敏反应和判断分析的能力。此外，作为机械，它又有人类所无法做到的持续长时间持的工作、较高的准确度、可抵抗各种恶劣环境。可以说，它是工业发展中的过程产物，是未来日常生活的好伙伴，更是先进制造技术领域独一无二的机电一体化设备。
机械手一般主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓取工件(或工具)的部件，根据被抓取物件的材料、重量、尺寸、形状和环境要求而有多种结构形式，如夹钳型、吸附型和专用型等。运动机构，使手部完成各种转动(摆动)、伸缩、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓取物件的位置和姿势。运动机构的旋转、俯仰、升降、伸缩等独立运动方式，称为机械手的自由度 。为了可以抓取空间中任意地方的物体，需有6个自由度。在机械手设计中，自由度是不可或缺的重要参数。自由度越多，机械手的灵活性就越大，活动范围越广，通用性越强，其结构也越复杂。所以一般专用机械手有2～3个自由度。
1.1.1 机械手的种类
(1) 按其驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式；
(2) 按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；
(3) 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等；
(4) 按应用可分为工业机械手、极限作业机械手和娱乐机械手。
(5)按控制方式有操作机械手、程序机械手、示教再现机械手、智能机械手和综合机械手。
1.1.2 机械手的特点
(1) 大大减少了劳动力费用；
(2) 全面提高了生产效率；
(3) 增加制造过程的柔性；
(4) 减少的各种材料的浪费；
(5) 控制并加快了库存的周转；
(6) 让人们远离危险和恶劣的劳动岗位。
1.2 文献综述(国内外现状和发展趋势)
目前工业机械手主要用于机床加工、铸造、热处理等方面，无论数量、品种和性能方面还是不能满足工业发展的需要。
我国国内，现在的首要的任务是加大对机械手应用范围，全力研制并发展热处理、铸造方面的机械手，这样工作强度将被大大减轻，重复作业条件也会被改善。此外，除了大量研制制造专用机械手，通用型机械手也需要大量投入工业中，因为只有当通用型的机械手占据工厂时，才能真正意义上实现工业自动化。如果现实条件允许的话，还要研制智能机械手、示教再现机械手和综合机械手等。让各种各样的机械手帮助人们教育后代、解决技术难题等等。根据人手各个部分的运动机能，如举手、伸手、握手、放手等，把机械手设计成具有上述功能的典型的通用机构，然后根据不同的作业环境，选择不同类型的手抓部分机构，就可以组成各种不同用途的机械手。如搬运用、焊接用、装配用、喷漆用等机械手。这样也便于设计制造和工件的更换，使机械手变得更加多功能化。
另外记忆型、研究伺服型，以及具有视觉、触觉等功能的机械手也需要慢慢投入人力和财力进行研发，并要考虑与计算机联系在一起设计，使它们的联合体融入整个机械制造系统中。
在国外，工业机械手在机械制造业中的发展已经很成熟、应用更是普及化。当前在机床和横锻压力机的上下料，以及喷漆、点焊等作业方面的应用比较多，它可按照事先给定的程序来完成规定的操作，加工出期望的工件，并可以反复操作。
与此同时，世界上机械手的研发历程正向某种智能型机械手发展，让机械手像人手一样具有传感能力，可以根据外界环境的变化做出相应的反映并做调整，例如：当机械手碰到墙壁的时候，能自动避开；位置发生微量偏差时，能更正并自行检测。在智能的研究道路上，视觉和触觉功能至关重要。目前国际上已经做出了一定的成果。
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