5. 总结 18

参考文献 19

致谢 20

搬运机械手控制系统设计

1. 绪论

1.1 机械手研究背景及意义 

机械手的发展历史是从十九世纪60年代美国成功开发了电子可编程关节传动装置[1]。二战以后，一种可遥控的机械手由美国国家实验室研究成功。近几年，伴随着社会的发展，科学技术的进步和产业化的进展，机械手已被广泛应用于机械加工，货物装卸和在航空航天领域，生物技术，制造技术也得到了广泛的应用。机械手的研究已经变成一个全面的机械、电子等多方面交叉的学科。 

越来越多的地方开始运用起机械手，同时人们也越来越对机械手更加青睐，其中很大一部分原因是因为机械手快速发展，使得机械手的优越性越来越大，主要概括如下:

（1）机械手能够完成简单而机械式的劳动，能够代替一部分人类劳动解放人们的双手，促进了工业化进程[2]。

（2）机械手能够在非常危险或者恶劣的环境下工作。

（3）机械手极大改善了工作速度，加速了工厂进步的历程。 

采用可编程序控制器实现系统的逻辑控制，灵活、通用的计算比较强，而且减少了布线工作，节省了时间。可编程序控制器由于使用梯形图语言，容易上手，便于理解，能够让工作人员很快入门，提高了效率。这也是为什么可编程控制器能够在工业上有如此强大的运用。 

1.2 机械手发展的现状及前景

随着控制技术的快速发展，和人力资源越来越紧缺，机械手的发展就显得更加重要。机械手在工业应用方面，国内跟国外当下的技术还存在比较大的差距。由于国外对于机械手的发展要比国内早很多，就造成了相对于国外，国内的技术还很不成熟，没有外国的技术领先。国内由于起步较晚，所以在自动化程度、设备精度和控制系统稳定性等方面还有很多能够提高的地方。现代取模机械手最先是有美国联合控制公司20世纪50年代开始研发的，带有现场示教功能[3]。日本在十九世纪七十年代学习了美国的先进技术，在机械手以及自动控制方面也处于世界领先。

机械手已经变成工业上不可或缺的重要机电设备。最主要的体现在下列几个方面:一是由于现代控制技术的不断发展和运用，而且机械手在各个方面的性能都有所提高，特别在准确度和重复的精度上面；二个是操纵者已经演变成机械结构的重建。机械手能够通过所需要的功能从而模块化的进行组装，让同一个机械手实现更多的功能，增大了使用范围；三是环保思想也慢慢进入机械手设计当中。在设计气动机械手时，非润滑组件会用一些新材料来代替，能够使系统得到简化，同时也更加稳定，寿命相对于普通材料也更长。同时对环境的污染也更加的小,能够在工业有更多范围的运用。

虽然国内在自动控制方面较其落后，但中国近年来在机械手方面的发展还是很块的。其发展趋势如下：机械手的成本越来越低，同时机械手的性能越来越好；机械手趋向于模块化，能够根据不同的功能而组成不同功能的机械手；控制系统的基础上的电脑开型控制器的方向[4]。国内的机械手控制大概在二十世纪八十年代以后开始发展的，至于之前一直发展缓慢。目前国内企业通过模仿研发的注塑机机械手还不是很稳定，技术还不是很成熟，所以还有很多值得提高的地方。