机械手的设计目的及原理

机械手能够模仿人类的手堂和肘部手腕以及手臂的某些动作，通常是根据设定好的程序进行抓取和搬运物体或者操作工作工具的自动化设备。它是目前认可的最早出现的工业机器人和现代机器人，设计目的是为了代替工人进行繁重重复劳动乃至持久精细工作、实现生产流程的机械化和自动化并且能在对人体有害环境下长时间运作，从而在机械制造、冶金、电子和轻工以及原子能等行业大展身手。
作为一种高度灵活并且可以按照既定程序精准高效进行重复作业的自动化设备，它主要是由控制系统、传感器和执行机构以及电源等系统部件组成。 其中机械手的控制系统是机械手运行的大脑，它是通过编好的程序来控制机械手的对应动作和相应的运动轨迹，同时接收传感器反馈过来的信息，进而形成稳定的闭环控制链，它通常是由单片机或者是5p,等微控制芯片构成的，工作人员主要是通过对其编程来实现所需要的功能;传感器则是机械手的感官器官，物品的位置和形状以及重里等信息都是由传感器进行获取，进而实现精准的抓取和稳要的搬运;再就是执行机构，这是机械手的操作手臂，它是通过电机或者液压以及气动等方式来完成机械手实质运动和具体抓取物品的动作，同时根据被抓持物体的形状只寸和重里以及材料和作业要求而具有多种结构形式，常用的如夹持型、托持型和吸附型等结构。其中执行机构中涵盖运动机构，这个机构主要是使手部能够完
成各种转动或者摆动和移动以及复合运动来实现预定程序的的设定动作，以此来改变被抓持物体的空间位置和抓握姿势。其中有关运动机构这部分的升降和伸缩以及旋转等独立运动的方式，被业内称为机械手的自由度。比如说如果想抓职空间中任意位置和方位的物体，那就需要有6个自由度才可以。由此可见自由度是机械手设计的关键参数，机械手运动机构的自由度越多，那么它的灵活性就越大，通用性也就越广，结构也就相对应的会越复杂。