2.3 发展态势

(1)机械臂多功能，一臂多用 这说明可以实现多种动作是依托多重目标的操作的，适用于各种用途，实现创新功能。 (2)人的动作具有高度模拟 例如研发双臂机械臂，而使它想人的状态，能够灵活作业一样，实现各种功能。因为

人机能够结合，使得通信完备准确，适用于不同工况。 (3)高精度的定位

各种传感器已经综合而准确的反映目标精确的位置了，对按照目前对目标操作物精准 的操作，只有一种方式就是提高机械臂的定位精度。

(4)实现人工智能 研究的系统能够对目标进行结构性分析是关键，目前已经有智能化的反应。例如研发

的系统设备具有类似于人的听觉、触觉、嗅觉、视觉和味觉等功能，关键性自行分析、判 断和保持处理，将有低成本和高要求，高水准，高效率的系统设计。

2.4 机械手的应用文献综述

伴随科学技术的发展，机械手的应用越来越多。在机械行业，铸造，锻造，焊接，铆 接，冲压，热处理，机加工，装配，检验，喷漆，电镀等的应用中都有应用。建筑业，轻 工业，国防工业和机械工业等部门中也均有应用，应用机械手的主要目的是：

(1)可以提高生产过程的自动化程度 机械手的应用，有利于传输，装卸工件，刀具的更换和机械装配自动化，可以提高生

产率和降低生产成本。 (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、有毒性污染以及工作空间狭窄等 场合中，用人手直接操作时有危险。而应用机械手可以部分乃至全部代替人的完成作业， 使劳动条件得以改善。 在一些简单的，重复的，特别是较重的操作，以代替手工操作， 可以避免由于过度劳作或疏忽意外而造成的事故引起的人体伤害。

（3）可以显著减少人力，便于有节奏的生产 使用机械手代替手工，这直接减少了人力，也由于机械手的应用可连续工作，这是对

人类有帮助的一个侧面了。因此，在自动机床和综合加工自动线上，几乎都有机械手，以 减少人力和更准确的控制生产节奏，便于有节奏地进行生产。因此，机械手的有效应用是 行业发展的必然趋势。

2.5 机械手的组成

(1)自由度及关节 该机械臂具有两个自由度，即肩关节、肘关节，还有一个用于夹持物料的机械手。 (2)基座 基座是整个机器人本体的支撑。为保证机器人运行的稳定性，采用两块实心铸铁作支

撑。基座上面是接线盒子，所有电机的驱动信号和反馈信号都从中出入。接线盒子外面， 有一个引入线出口和一个引出线出口。

(3)机械抓 工业机械手也被称为末端执行器。它使机器人能抓住（吸附）的专用工具，如喷枪，

扳手，焊接工具，喷嘴和其他操作部件。它安装在机械臂的前端具有模仿人体运动的功能。 由于其形状，尺寸，重量，材料和工件表面状态，因此工业机器人的末端是不同的。大致 可分为以下几类：（A）夹钳式取料手（B）吸附式取料手（C）专用操作器及转换器（D） 仿生多指灵巧手

本文设计对象为物料搬运机械臂如图 2-1，并不需要复杂的多指人工指，只需要设计 能抓取工件的夹钳型指。

手指是直接与工件接触的部件。手指松开和抓取工件，是通过手指的张开与闭合来实 现的。该设计采用两个手指来夹取物件。

2.6 机械手驱动的选择

机械手的全部动作由步进电机和直流电机进行驱动控制。步进电机的运动需要驱动 器，步进电机只有脉冲输入时才会动作，步进电机只有在每当脉冲由低变高的时候才会走 一步；如果要改变电机转向，需要另外再加方向信号，电机才会反转。通过控制这两个步 进电机的正反转就能控制机械手的上升和下降、左移和右移。机械手的放松/夹紧由两个 线圈两控制，控制电机的正反转来控制机械手放松和夹紧。