生产线上各种机械手的应用对工业发展来说有其重要意义。智能机械手主要由 执行部件、驱动机构和控制系统三大部分组成。它可代替人的繁重劳动以实现生产 的机械化和自动化[5]，正因为如此，现代多数企业才采用了各种各样的生产线，从 而提高生产效率；因为机械手能在危险环境下代替人操作生产以保护人身安全，因 而得到广泛的工业应用[6]。而本课题将模糊控制与智能机械手结合起来，利用人们 总结的经验和掌握的控制技术从而通过有效的控制。

智能机械手多数是指程序可更新的、能够独立的智能评估计算、自动抓取、搬 运工件、操作工具的装置，国内流行将它称之为工业机器人，

普通机械手是一种模拟人体上肢功能，工作程序固化的自动化装置。普通机械 手具有结构简单、成本低廉、维修[7]容易的优势，但功能较少，不能较好的适应生 产线的变化。一般人们称之为专用机器人。

作为机械手要实现机械手像人的手一样无阻碍的进行各种动作，首先它要有类 似于手指、手腕、手臂、关节等部分组成的旋转、移动、和抓取的硬件结构——执 行部件；其次要实现机械手抓取时物件的用力程度不同，它需要一个驱动系统；最 后要实现像大脑一样拥有逻辑思维控制，它离不开一个控制系统。总而言之，一个 普通机械手离不开执行动作的硬件系统，决定负载能力的驱动系统，还有一个控制

中心。普通机械手结构如图 1-1 所示。

图 1-1 普通机械手功能结构图

如今模糊控制在工业过程与家电控制中的应用本课题设计的智能机械手在传统 的基础上加上可编程控制器、上位机和模糊控制算法。所以基于模糊控制的智能机 械手控制系统如图 1-2 所示。

图 1-2 智能机械手功能结构图

此次毕业设计课题是基于模糊控制的智能机械手设计，基于模糊控制的智能机 械手在普通机械手上加入了可编程控制器，模糊控制算法，便能更好的实现控制的 智能化；而模糊控制本生是个非常复杂的问题，举个例子：某人来到一间空调房，

此人觉得房间有点热，那么问题来了，空调是应该开启通风模式，还是开启制冷模 式？如果开启制冷模式，那么空调需要将温度下调几度，还有湿度怎么调节，才让 主人感到舒适，所以当该主人来到空调房对空调下达“有点热”这条模糊指令，空调 将无法准确操作，但是假设有很多人来到这间空调房，每个人都感觉有点热，那么 空调控制系统可以对每个人需要控制的温度和湿度以及室外的环境做比较进行归纳 总结，将有点热这条指令通过专家系统过滤，固化为一条模糊指令，这样下次有人 来到这间空调房时，空调可以根据当时室外的环境，接受“有点热”这条模糊指令； 该系统如图 1-3 所示。

图 1-3 模糊指令生成系统图

1。2 国内外研究现状

1。2。1  国内发展现状

我国的机械手产品生产企业比较少，目前沈阳新松机器人股份有限公司、哈尔 滨博实自动化设备有限责任公司和北京机械工业自动化研究所工程中心是三家主要 生产基地，每家企业年产值相比国外企业仍有较大的差距，其中还包括一些机器人 外围产品，没有形成规模化生产，规模经济并不突出。由于机器人在研制、设计和

试验过程中，经常需要对其运动学、动力学性能进行分析以及进行轨迹规划设计， 而机器人又是多自由度、多连杆空间机构，其运动学和动力学问题[8]十分复杂，计 算难度和计算量都很大。若将机械手作为仿真对象，运用计算机图形技术、CAD 技 术和机器人学理论在计算机中形成几何图形，并动画显示，然后对机器人的机构设 计、运动学正反解分析、操作臂控制以及实际工作环境中的障碍避让和碰撞干涉等 诸多问题进行模拟仿真，这样就可以很好地解决研发机器人过程中出现的问题，也 能极大的促进我国机器人技术的发展 。