机械工业是一个相当重要的产业，它是国家快速发展的前提和风向标，我 们生活中用到的各种工具都离不开它。不同时期、不同类型的产业发展都需要以 各种各样的机械装备作为支撑，机械工业制造的机械装备的优劣展现了国家技术 的水平，而机械装备的质量和成本则会对国家的经济效益产生很大的影响，所以， 机械工业是促进各国经济发展的战略重点之一[2]。

在最近的几十年里，现代机器人作为高科技产品在不断的发展，而机械手则 是现代机器人的主要组成部分并且应用范围更加广泛，所以它的发展也相当的迅 速。机械手可以通过编程来完成相应的功能，因此它具有很高的适用性。机械手 工作拥有的精确性和它在各种各样复杂环境中的可行性，使它在许多的领域中都 有着良好的发展前景。它的应用领域非常的广泛，除了可以在工业方面发挥巨大 作用外，它在农业方面也有着重要的作用：蔬菜的采摘、农作物的搬运和储藏、 农药的喷洒等等[3]。目前，以下几个方面展现了机械手的价值和主要的应用：

（1） 特殊的工作环境

在环境比较恶劣而且人身安全没办法得到保障的地方，机械手可以作为人的 替代品进行作业，减少这种环境对人身体的伤害。比如在一些有放射的环境中， 可以通过人的远程操作或者设定程序对机械手进行控制，使其能完成要求的任务， 在某种程度上能完成的更加精确和可靠。

（2） 危险的作业场合 这种场合是不能用人力去进行作业的，只能用特殊材料制造的机器作为媒介。

如月球上的采样车和航天器上的机械臂（RMS）等都能完成人力无法达成的任 务。由加拿大 SPAR 航天公司设计并制造的操作臂是全球最大的关节式机器人。 除此之外，海底深处、极地和狭窄的区域等都需要机械手来代替人进行操作。

（3） 自动化领域 工业机械手基本上都集中在生产自动化生产领域，主要有装配、焊接、材料

搬运和检测等几个方面。因为装配机械手有着较为复杂的装配操作，并且还有实 时检测错误并改正，所以它必须拥有很高的操作精度和多自由度；焊接机械手的 应用领域主要是在车辆生产工业，在车辆生产的流水线上，机械手可以对承重大 梁和车身进行焊接，它拥有 6 个自由度，这保证了它进行焊接的准确性和可操作 性；本次设计的就属于搬运机械手，可以用来进行物料的搬运，相对于其他种类 的机械手要简单一些 ，只有 3 个自由度，如果需要定向作业，则可以通过增加 自由度使其更加灵活；检测机械手主要是用来检查产品尺寸的误差是否在可接受 的范围内，确保成品的质量没有问题，除此之外还可以用来检测成品的分类 [4-5]。

1。2 机械手的发展历程及现状

1。2。1 国外机械手发展

从二十世纪六十年代到现在，机械手的发展经过了不同的阶段，但始终保持 着高速的发展，如今，它的重要地位在工业生产中体现的越来越明显。美国是机 械手研制的开创者，第一台机械手就是由美国联合控制公司研制成功的。它有示 教形的控制系统，在机械手的主体上安装了一个回转长臂，物料的抓取和松开机 构装在主体顶部。美国联合控制公司在 1962 年又成功研制出了一台数控示教再 现型机械手。它的商名为 Unimate（即万能自动）。它以塔克的炮台为原型建立

了运动系统，控制系统则是通过磁鼓来存储。这也是很多球坐标型机械手发展的 原型。在这一年，美国机械制造公司也通过不断的实验之后成功制造了一种叫 Vewrsatran 机械手。国外工业机械手的发展就是以这两种出现在六十年代初的机 械手为基础的。