七自由度柔性机械臂机构说明
七自由度柔性机械臂机构说明
设计目标
由于人工成本的不断提升，人们的刚性需求也不断的扩大，生产自动化越来越被人们所重视。也是社会发展的必然。让机器人去完成一些高危、肮脏、重复、精度高的工作。由此，设计一款高精度，高灵活性的机器臂显得更为重要。
设计的目标：高精度仿人工业机器人。
运用先进的仿生理论与柔性设计为基础，设计开发用二次式运动反馈来实现其高精度控制，合理的仿人机构来完成动动。
机械臂整体设计方案
一、功能需求：满足实现模仿人类手臂的基本功能，
自由度包括手臂的肩部的抬起，摆动，旋转，肘部的弯曲，腕部的旋转，弯曲，摆动共7个自由度。（图一）
图一图二
二、优化后确定的构型：
自由度包括手臂的肩部的摆动，抬起，大臂旋转，肘部的弯曲，小臂的旋转，腕部的弯曲，摆动共7个自由度。（图二）
三、驱动模块示意设计：（图三）
胡克定律是力学基本定律之一。适用于一切固体材料的弹性定律，它指出：在弹性限度内，
物体的形变跟引起形变的外力成正比。这样增加了力的反馈测量。在弹性材料在弹性限度内形变时，测得其形变量，从而计算出受力与关节下方所处的位置。
1.先进行测试
图三
四、机械臂的具体设计方案，（图四）
五、各关节的受力分析：
基本尺寸图（图五）
图五
L1=426mm，L2=293mm，L3=108mm，L4=442mm。
六、马达的初选
谐波减速器的优点：
Harmonic减速器结构简单，体积小，重量轻、啮合的齿数多、承载能力大、运动精度高、运动平稳、间隙可以调整、传动效率高、同轴性好、可实现向密闭空间传递运动及动力。
瑞士Maxon电机优点：
轴向窜动和径向跳动小、温度范围大、回差小等，并且电机型号全编码器与抱闸与控制器配套全面。
瑞士Maxon电机与日本Harmonic谐波减速器选型需求
示例图片：
图六
马达1：EC90flat 90W扭力：4.67 nm 0.387nm；转速：3190rpm；重量：648g
减速器1：CSG-25-160 减速比：1:160；最大扭力：314nm；正常：176nm；重量：420g
马达2：EC-4pole max30 200W 扭力：3.18 nm 0.112nm；转速：17000rpm；重量：300g
减速器2：CSG-25-160 减速比：1:160；最大扭力：314nm；正常：176nm；重量：420g
马达3：EC max40 170W 扭力：2.66nm0.16nm；转速：9840rpm；重量：580g
减速器3：CSG-17-120 减速比：1:120；扭力最大：112nm；正常：70nm；重量：150g
马达4：EC45flat 70W 扭力：0.82nm0.13nm；转速：4840rpm；重量：110g
减速器4：CSG-20-160 减速比：1:160；最大扭力：191nm；正常：120nm；重量：280g
马达5：EC-4pole max30 100W 扭力：1.24nm 0.0 63nm；转速：17800rpm；重量：210g
减速器5：CSD SHD-17-100 减速比：1:100；最大扭力：71nm；正常：37nm；重量：100g 马达6：EC45flat 70W 扭力：0.13 nm 0.17nm；转速：4840rpm重量：110g
减速器6：CSF-11-100 减速比：1:100；最大扭力：25nm；正常：11nm；重量：50g
马达7：EC-4pole max30 100W 扭力：1.24nm 0.0 63nm；转速：17800rpm；重量：210g
减速器7：CSF-11-100 最大扭力：25nm；正常：11nm；重量：50g
说明：EC45flat 70W要更换为EC-I40 70W+MR
七、受力分析：
有效扭力计算公式：(堵转-连续）*0.3+连续
质量分配：
设大臂小臂均为，外径D=110mm，假设主体为外壁壁厚为L=5mm的铝壳，长度为H=250mm，则体积为：412cm3，铝的密度2.7g／cm3，外壳质量为1.1kg
大臂部分质量有马达3（580g）减速器（150g），外壳（1.1kg）；小臂部分有马达4567（110g，210g，110g，210g），减速器4567（280g，100g，50g，50g），外壳（1.1kg）；
手部主要是灵巧手的质量设为1kg；外加假设载荷6kg。
质量分配示意图如：图七
图七图五
则可得G1=0.58+0.15+1.1=1.83kg；
G2=（0.11+0.21+0.11+0.21）+（0.28+0.1+0.05+0.05）+1.1 =2.22kg
G3=1+6=7kg
则大臂最大转动惯量大臂M1=g*G1*L4/2=9.8*1.83*0.442/2=3.96nm
小臂M2= g*G2*L2/2=9.8*2.22*0.293/2=3.19nm
手M3= g*G3*L3=9.8*7*0.108=7.55nm
总惯量为大臂处M1总=M1+ g*G2*（L2/2+L4）+ g*G3*（L3+L2+L4）
=3.96+9.8*2.22*（0.293/2+0.442）+9.8*7*（0.108+0.293+0.442）
=3.96+12.8+57.83
=74.59nm
小臂处M2总=M2+ g*G3*（L3+L2）=3.19+9.8*7*（0.108+0.293）=30.70nm 八、马达型号确认：
马达1：扭力：4.67 nm 0.387nm，减速比：1:160，最大扭力：314nm；正常：176nm；
则扭矩为，747nm，61.92nm 包含M1总的74.59nm
马达2：扭力：3.18 nm 0.112nm；减速比：1:160最大扭力：314nm；正常：176nm；
则扭矩为，190.8nm，17.92nm 包含M1总的74.59nm
马达3：扭力：2.66nm0.16nm；减速比：1:120；最大扭力：112nm；正常：70nm；
则扭矩为，319.2nm，19.2nm 包含M2总30.70nm
马达4：扭力：0.82nm0.13nm；减速比：1:160；最大扭力：191nm；正常：120nm；
则扭矩为，131.2nm，20.8nm 包含M2总30.70nm
马达5：扭力：1.24nm 0.063nm；减速比：1:100；最大扭力：71nm；正常：37nm；
则扭矩为，124nm，6.3nm 包含M3，7.55nm
马达6：扭力：0.82nm0.13nm；减速比：1:100；最大扭力：25nm；正常：11nm；
则扭矩为，82nm，13nm 大于M3，7.55nm
马达7：扭力：1.24nm 0.0 63nm；减速比：1:100；最大扭力：25nm；正常：11nm；
则扭矩为，124nm，6.3nm 包含M3，7.55nm
结论：马达参数没有异常。
马达报价：
马达一EC90flat 90W+HEDL5540 公开单价5982rmb CSG-25-160-2A-GR 公开单价13246rmb 马达二EC-4pole max30 200W+MR 公开单价7372rmb CSG-25-160-2A-GR 公开单价13246rmb 马达三EC40 170W+HEDL5540 公开单价6259rmb CSG-17-120-2A-R 公开单价9238RMB
马达四EC45flat 70W（最好用EC-I40 70W+MR) 公开单价4302rmb CSG-20-160-2A-GR 公开单价11019rmb
马达五EC40 170W+HEDL5540 公开单价6259rmb CSD SHD-17-100-2A-R 公开单价8393RMB 马达六EC45flat 70W（最好用EC-I40 70W+MR) 公开单价4302rmb CSF-11-100-2A-R 公开单价5308RMB
马达七EC-4pole max30 100W+MR 公开单价6587rmb CSF-11-100-2A-R 公开单价5308rmb 电机是1-4台的价格，大概有7个点幅度，谐波需要和日本确认后，日本才能给我们正式offer，我给你的价格是我别的项目时价格，作为参考，一般有10个点的浮动
如果电单套数量5台，公开价还要低
Harmonic
九、各运动角度计算：
十、结构模型说明
11
1，关节一2，关节一弹性材料3，关节二四连杆，4，关节二连杆5，大臂6，大臂转动关节7，关节四弹性材料8，关节五9关节六弹性材料10，关节六连杆11，
关节七12，关节七弹性材料
整体图
与身体连接法兰
轴承固定零件
柔性材料腔体
抬大臂活动连杆
柔性材料驱动
抬臂柔性材料腔体
大臂外铝支架
大臂下轴承固定零件
手腕连杆
手腕万向节
Csd-25-160谐波减速器
2.三自由度平台
3.先做一个刚性的测试平台（零件、两个方案、电机驱动、2.15号测试平台方案）
4.结构发给老师（动力分析建模）
5.提供弹性系数、负载、
6.整个机构的零件质量（动量）与尺寸（力臂）提供模型给···
7.电机、减速机、编码器
8.方案细化
9.节前去采购电机maxon，（编码盘）增量式两套。
10.成本核算-蔡
11.外观设计2月15号之前完成
12.外观设计完成后（2月15号左右）再讨论一次
机械机构自由度计算方法
机构自由度计算方法 机构自由度的计算例子 机 械 原 理 机构自由度的计算是机构的结构分析的重要内容。任何一个机构设计好以后，需要做的第一件事情就是计算机构的自由度。
机构自由度的计算公式是：F=3n-2p l-p h。 公式本身简单，只需要数出活动构件的数目n，低副的数目p l，高副的数目p h,则自由度就很容易计算了。 使用该公式有一个前提，就是要先判断出一些特殊情况：复合铰链，局部自由度和虚约束，在把这些情况都弄清楚后，再用上述公式计算，才可以得到正确的结果。 下面举一个例子，说明机构自由度的计算方法。计算图示机构的自由度，并判断该机构是否具有确定运动。如有复合铰链、局部自由度、虚约束，请直接在题图中标出。 拿到该机构以后，第一步就是找到凸轮M，发现推杆DB尖端有一个滚子，此滚子就是局部自由度。局部自由度几乎永远出现在滚子推杆的凸轮机构中。对于该局部自由度，处理方法是把该滚子B与BD杆焊接在一起，成为一个整体。 接着考察虚约束。虚约束中最常见的就是某一个构件和机架之间有导路重合或者平行的移动副。这里FH构件就在F,G,H三个地方有三个移动副与机架相联，而这三个移动副导
路重合。此时只有一个起作用，其它的就是虚约束。对于虚约束，只保留其中一个，其它的全部拿掉。 最后考虑复合铰链。复合铰链出现在转动副的地方，如果在转动副处有2个以上的构件相联，则该铰链就是复合铰链。从上图可以看出，J点有三个构件IJ,KJ,JL相连，所以J 是复合铰链。对于复合铰链，在计算转动副的数目时，在此处留心即可，注意这里的转动副数目等于相连的构件数目减1. 综上所述，把局部自由度，虚约束，复合铰链表示出来的结果见下图 这样，把滚子B和BD焊接在一起，从而去掉局部自由度；而去掉G，H这两个虚约束；J点有两个转动副。 下面进入公式的计算。 活动构件：齿轮A，齿轮M，连杆IJ,连杆KJ，连杆JL，滑块L，连杆BD(焊接了滚子B)，连杆DE，连杆FH。共计9个。 低副：A, M, I, K, J(2)，L(2), C, D, E, F. 共计12个.{注意，这里L处一个转动副，1个移动副，不能算成复合铰链，所谓铰链是指转动副，复合意味着着多个转动副}高副：齿轮A和齿轮B之间1个，B和凸轮之间1个，共计2个。 则 由于该机构有一个原动件，原动件的数目 = 自由度的数目，所以该机构有确定的运动。
机械臂运动学
机械臂运动学基础 1、机械臂的运动学模型 机械臂运动学研究的是机械臂运动，而不考虑产生运动的力。运动学研究机械臂的位置，速度和加速度。机械臂的运动学的研究涉及到的几何和基于时间的内容，特别是各个关节彼此之间的关系以及随时间变化规律。 典型的机械臂由一些串行连接的关节和连杆组成。每个关节具有一个自由度，平移或旋转。对于具有n个关节的机械臂，关节的编号从1到n，有n +1个连杆，编号从0到n。连杆0是机械臂的基础，一般是固定的，连杆n上带有末端执行器。关节i连接连杆i和连杆i-1。一个连杆可以被视为一个刚体，确定与它相邻的两个关节的坐标轴之间的相对位置。一个连杆可以用两个参数描述，连杆长度和连杆扭转，这两个量定义了与它相关的两个坐标轴在空间的相对位置。而第一连杆和最后一个连杆的参数没有意义，一般选择为0。一个关节用两个参数描述，一是连杆的偏移，是指从一个连杆到下一个连杆沿的关节轴线的距离。二是关节角度，指一个关节相对于下一个关节轴的旋转角度。 为了便于描述的每一个关节的位置，我们在每一个关节设置一个坐标系，对于一个关节链，Denavit和Hartenberg提出了一种用矩阵表示各个关节之间关系的系统方法。对于转动关节i，规定它的转动平行于坐标轴z i-1，坐标轴x i-1对准从z i-1到z i的法线方向，如果z i-1与z i相交，则x i-1取z i?1×z i的方向。连杆，关节参数概括如下： ●连杆长度a i沿着x i轴从z i-1和z i轴之间的距离; ●连杆扭转αi从z i-1轴到zi轴相对x i-1轴夹角; ●连杆偏移d i从坐标系i-1的原点沿着z i-1轴到x i轴的距离; ●关节角度θi x i-1轴和x i轴之间关于z i-1轴的夹角。
机械设计基础总结
机械设计基础总结 第一章平面机构的自由度和速度分析 1.1 构件——独立的运动单元零件——独立的制造单元 运动副——两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的连接。 机构——由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统。 机器——由零件组成的执行机械运动的装置。 机器和机构统称为机械。构件是由一个或多个零件组成的。 机构与机器的区别： 机构只是一个构件系统，而机器除构件系统之外还包含电气，液压等其他装置； 机构只用于传递运动和力，而机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量，物料，信息的功能。 1.2运动副——接触组成的仍能产生某些相对运动的联接。 运动副元素——直接接触的部分（点、线、面） 运动副的分类： 1）按引入的约束数分有： I级副（F=5）、II级副（F=4）、III级副（F=3）、IV级副（F=2）、V级副（F=1）。 2）按相对运动范围分有： 平面运动副——平面运动 空间运动副——空间运动 平面机构——全部由平面运动副组成的机构。 空间机构——至少含有一个空间运动副的机构 3）按运动副元素分有： 高副（）——点、线接触，应力高；低副（）——面接触，应力低 1.3机构：具有确定运动的运动链称为机构 机构的组成：机构＝机架＋原动件＋从动件 保证机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数称为机构的自由度。 24y 原动件＜自由度数目：不具有确定的相对运动。原动件＞自由度数目：机构中最弱的构件将损坏。 1.5局部自由度：构件局部运动所产生的自由度。出现在加装滚子的场合，计算时应去掉Fp。 复合铰链——两个以上的构件在同一处以转动副相联。m个构件, 有m－1转动副虚约束对机构的运动实际不起作用的约束。 计算自由度时应去掉虚约束。 出现场合：1两构件联接前后，联接点的轨迹重合，2.两构件构成多个移动副，且
1章机构自由度计算
第1章习题 1-1 绘出图1-7所示的唧筒机构的机构运动简图。 1-2 绘出图1-8所示叶片式油泵的机构运动简图。 1-3 绘出图1-9所示回转柱塞泵的机构运动简图。 1-4 绘出图1-10所示冲床架机构的机构运动简图。 1-5 试判断图1-11、图1-12所示运动链能否成为机构，并说明理由。若不能成为机构，请提出修改办法。 1-6 计算图1-13至图1-20所示各机构的自由度，并指出其中是否含有复合铰链、局部自由度或虚约束，说明计算自由度时应做何处理。 1-7 计算图1-21至图1-26所示各机构的自由度，用低副代替高副，并确定机构所含杆组的数目和级别以及机构的级别。
第1章综合测试题 1-1 填空题及简答题 (1)平面机构中若引入一个高副将带入个约束，而引入一个低副将带
入人约束。 （2）高副低代必须满足的条件是，。 （3）何谓运动链？运动链具备什么条件才具有运动的可能性？具备什么条件才具有运动的确定性？运动链具备什么条件才能成为机构？ （4）何谓机构运动简图？绘制的步骤如何？ （5）机构具有确定运动的条件是什么？ （6）在计算平面机构自由度时应注意哪些事项？ （7）杆给具有什么特点？如何确定杆组的级别？ （8）如果确定机构的级别？选择不同原动件对机构的级别有无影响？ 1-2 画出图1-27所示油泵的机构运动简图，并计算其自由度。 1-3 判别图1-28、图1-29所示运动链能否成为机构，并说明理由。如果有复合铰链、局部自由度或虚约束，需一一指出。 1-4 试用低副代替图1-30所示机构中的高副，并说明高副低代的一般方法。
1-5 图1-31所示为一机构的初拟设计方案，试从机构自由度的概念分析其设计是否会理，并提出修改措施。又问，在此初似设计方案中，是否存在复合铰链、局部自由度和虚约束？ 1-6 计算图1-32所示机构的自由度，并在高副低代后，确定机构所含杆组的数目和级别并判断机构的级别。 第1章习题参考答案 1-5 F=0，机构不能运动 F=0，机构不能运动
具有冗余自由度的机械手臂的构型优化
具有冗余自由度的机械手臂的构型优化作者贾腾赵宪良崔金超安少杰李朝阳赵士欣 摘要: 利用 Pro /E软件建立了机械手臂的三维模型, 并通过插件 MECHAN IS M /Pro对模型进行刚体定义, 把模型导入ADAMS进行后续的约束和驱动添加, 从而获得机械手臂的虚拟样机。然后对机械手臂的虚拟样机的工作域进行求解分析,并通过运动仿真模拟了机械手臂关节在实际作业过程中的驱动情况, 得出其运动曲线, 并分析和验证了所建立的机械手臂的运动方程的正确性。 关键词：Pro/E; 运动学分析；机械手；ADAMS;优化； 0引言 冗余自由度机械臂具有灵活性高、避障能力强、以及抗故障风险等优点，可以在保证末端操作器位姿不变的前提下实现避奇异、避障、避关节极限、关节力矩优化及抑制振动等运动学和动力学层面的优化。随着计算机技术和加工制造业的飞速发展, 机器人技术的发展速度越来越快, 其智能化程度越来越高, 已经应用并扩展到经济发展的诸多领域, 成为现代生产和高科技研究中的一个不可或缺的组成部分。目前, 随着机器人技术研究领域的不断发展, 机器人计算机仿真系统作为机器人设计和研究的灵活方便的工具, 发挥着重要的作用。机器人计算机仿真系统在机器人技术研究的许多方面都有应用。ADAMS软件具有十分强大的运动学和动力学分析功能, 但由于ADAMS的建模能力相对薄弱, 前处理模块中的几何建模功能不强, 无法完成复杂模型的建模, 因此降低了结构分析结果的可信度。作者利用基于特征的参数化设计软件 Pro/E建立五自由度的机械手臂结构并赋予与实际相应的各种属性, 然后利用M echanism /Pro模块将虚拟样机模型导入到 ADAMS环境下, 进行运动学仿真分析, 并根据 D-H 方法对其进行数学模型的建立, 进行正向运动学和逆向运动学分析, 利用仿真结果来验证所建立的机械手臂的运动方程。 一机械手臂的仿真建模 1.1 机械手臂的三维模型建立 机械手采用 Pro/E来进行建模, 其 Pro/E模型如图 1所示。该机械手臂参照人体手臂的结构, 采用开链连杆式的关节型结构, 分为前臂、上臂、手腕和手爪等结构, 以及能够旋转的腰关节、肩关节、肘关节、腕关节和手爪关节。机械手臂拥有 5个自由度,但由于机械手臂可以安装在移动的车体上而增加额外的自由度, 故总体自由度为 6以上, 使手臂末端执行器能实现空间中的任何位姿。
《机械设计基础》自由度
第一章平面机构的运动简图及自由度 一、填空题 1.两构件之间通过面接触形成的运动副称为(低副)，两构件之间通过点或线接触组成的运动副称为（高副）。 2.组成机构的构件，根据运动副性质可分为三类：（固定构建/机架）、（主动件/原动件）、（从动件）。 3.具有两个摇杆的铰链四杆机构称为（双摇杆机构） 4.在机构中与其他约束重复而不起限制运动作用的约束称为（虚约束） 5.四杆机构中是否存在死点位置，决定于（从动件是否与连杆共线 6.作用力F与速度Vc之间所夹的锐角称为（压力角） 7.平面机构的自由度是该机构中各构件相对于机架所具有的（独立运动）的数目 8.计算如图所示机构的自由度(F=3×4+2×5+1×0=2) 9. 组成机构的构件根据运动副性质可分为三类：（固定构 架主动件从动件） 10. 计算自由度的公式：（F=3n-2Pl-Ph) 二、简答题 （一）急回特性的条件 输入件等速整周转动、输出件往复运动、极位夹角大于0 （二）在一个铰链四杆机构中，试问如何判定它必为双曲柄结构？ 满足格拉肖夫判别式、以最短杆为机架 （三）试述铰链四杆机构曲柄存在的条件？ 答：（1）连架杆和机架中必有一杆为最短杆； （2）最短杆和最长杆之和应小于或等于其他两杆长度之和。 （四）铰链四杆机构有几种基本类型？如何判定？ 答：曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构，具有两个曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构，具有两个摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。（五）含有一个移动副的四杆机构的类型及特点？ 1,曲柄滑块机构以最短杆的邻边为机架且滑块在其上移动 2.曲杆转动导杆机构以最短杆为机架滑块在最长杆上移动且与次杆连接。 3.曲柄摆动导杆机构以最短杆的邻边为机架滑块在最长杆上移动且与最短杆连接。 4.曲柄摇块机构以最短杆邻边为机架滑块在最长杆上移动且与机架相连 5.定块机构以滑块为机架在最长杆上移动且与次杆相连。 三、画机械简图 3-1 3-2 3-3
7自由度机械臂底座计算
7自由度机械臂的底座计算机械臂实物： CAD图：
重心简化模型： 最大伸展状态下最大扭矩时负重 {关节2作为输出力矩最大的旋转关节，额定力矩150N*M，力矩tol和负载m函数： G=mg=1KG*10N/kg(9.8N/kg)=10N(9.8N) Tol= 65mm*3.5kg*10N/kg*0.001m/mm+311*2.7/100+675*10/100+m*858/100 = 78.1720+m*8.58<150 ：仅考虑关节2不全面 m<8.3716 （最大扭矩安全系数一般安全系数可取1.05） 但是关节1会受到同等大小的力矩，产生的对应剪切力矩，轴向上剪切力的估计值3500N+} 当额定载荷1kg时，同样算法的估计值78.1720+1*8.58)*1000/42.5约2000N （3关节末端10kg，6关节末端2kg，随着的末端力臂的增长，负载减少）
最大伸展半径为857.6，额定载荷1kg，得到此临界条件下，底座半径x与底座质量M的关系：质量M=-((x-65)*3.5+(x-311)*2.7+(x-675)*10+7.5*x+(x-858)*1)/x 底座半径在100至200间时：
工作空间所需高度与人机工程学共同决定底座高度 参考402机械臂参数： 末端伸展长度70cm~80cm,底座尺寸，与机械臂相连处45*40，与地面通过螺栓连接，尺寸（45+9*2）*（40+9*2），底座半径最小处29. 机械臂高度：1.2m~1.3m，底座高度22+，但是有木地板，提升了水平地面的高度。 情况1：最低（掉电？直流供电？有断电保护功能，有软硬件限位功能）： 293-395-396=-498；减少地面干涉对工作空间干涉，同时也是地面夹取最大高度 最高：333+293+396+395=1417 情况2：333+293=626，关节4最大高度 333+293+396= 1022，关节4最大高度 满足需求：能从地面拿物件，常用工作空间在合适的位置上（站着使用的工作表面的最舒适高度是低于人的肘部高度7.6cm,约1m）。 尺寸类似实验室的6自由度移动机械手，该机械手底座60cm，大关节一60cm，大关节二60cm。工作高度与402机械臂类似，基本符合人机工程学。 情况3：从地面水平夹持所需最低高度396-292.5=100，情况1+3：100~500mm之间 综合情况2，水平夹取100+工件高度1000，仍需要工作台配合: 300？~400？之间 工作半径和加工难易程度选择底座形状，底座体积和所需重量决定选材，考虑安全系数1.圆盘 接地半径30cm，表面积(pi*0.3^2+0.3^2+0.3*0.35*2)*7.9*10=46 (kg/cm),厚度1cm，密度7.9g/cm^3，质量46kg，安全系数
机械设计基础答案解析
《机械设计基础》作业答案 第一章平面机构的自由度和速度分析1－1 1－2 1－3 1－4 1－5 自由度为： 1 1 19 21 1 )0 1 9 2( 7 3 ' )' 2( 3 = -- = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L
或： 1 1 8 2 6 3 2 3 = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－6 自由度为 1 1 )0 1 12 2( 9 3 ' )' 2( 3 = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 22 24 1 11 2 8 3 2 3 = -- = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－10 自由度为：
1 128301)221142(103')'2(3=--=--?+?-?=--+-=F P P P n F H L 或： 1 22427211229323=--=?-?-?=--=H L P P n F 1－11 2 2424323=-?-?=--=H L P P n F 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1334313141P P P P ?=?ωω 1 4 1314133431==P P P P ωω
1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 s mm P P v v P /20002001013141133=?===ω 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 1224212141P P P P ?=?ωω 1 2 12141224212r r P P P P ==ωω 1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知：s mm l AB /100=，s mm l BC /250=， s rad /101=ω，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。 在三角形ABC 中， BCA AB BC ∠= sin 45sin 0 ，52sin = ∠BCA ，5 23cos =∠BCA ，
六自由度机械手设计
机械设计课程设计说明书 六自由度机械手 上海交通大学机械与动力工程学院专业机械工程与自动化 设计者：李晶（5030209252） 李然（5030209316） 潘楷（5030209345） 彭敏勤（5030209347） 童幸（5030209349） 指导老师: 高雪官 2006.6.16
前言 在工资水平较低的中国，制造业尽管仍属于劳动力密集型，机械手的使用已经越来越普及。那些电子和汽车业的欧美跨国公司很早就在它们设在中国的工厂中引进了自动化生产。但现在的变化是那些分布在工业密集的华南、华东沿海地区的中国本土制造厂也开始对机械手表现出越来越浓厚的兴趣，因为他们要面对工人流失率高，以及交货周期缩短带来的挑战。 机械手可以确保运转周期的一贯性，提高品质。另外，让机械手取代普通工人从模具中取出零件不仅稳定，而且也更加安全。同时，不断发展的模具技术也为机械手提供了更多的市场机会。 可见随着科技的进步，市场的发展，机械手的广泛应用已渐趋可能，在未来的制造业中，越来越多的机械手将被应用，越来越好的机械手将被创造，毫不夸张地说，机械手是人类是走向先进制造的一个标志，是人类走向现代化、高科技进步的一个象征。因此如何设计出一个功能强大，结构稳定的机械手变成了迫在眉睫的问题。
目录 一.设计要求和功能分析 4 二.基座旋转机构轴的设计及强度校核 5 三.液压泵俯仰机构零件设计和强度校核 8 四.左右摇摆机构零件设计和强度校核 11 五.连腕部俯仰机构零件设计和强度校核 14 六.旋转和夹紧机构零件设计和强度校核 19 七.机构各自由度的连接过程 25 八.设计特色 28 九.心得体会 28 十.参考文献 30 十一.任务分工 31 十二.附录（零件及装配图） 31
7自由度工业机器人机械结构毕业设计
摘要 7 自由度工业机器人以工作范围大、动作灵活、结构紧凑、能抓取靠近机座的物体等特点备受设计者和使用者的青睐。由于有一个冗余自由度，很容易在确保最佳焊接姿势的同时，避免工件以及夹具对机器人工作臂的干扰。 本论文首先根据机器人持重3kg、工作范围1434mm、本体重量150kg，确立机器人为S腰部回转、L小臂摆动、E大臂回转、U臂部俯仰、R腕部扭转、B 腕部俯仰、T腕部回转的7自由度关节型弧焊机器人的总体结构；分析机器人的各个关节在转动惯量、角速度、加速度等技术指标下的工作状况，确定7个关节都采用交流电机驱动、机器人手臂专用减速器传动，同时B、T腕部关节还用到同步带传动。通过计算各关节所需电机的功率和转矩、减速器的减速比、同步带的要求并选型；用UG NX6.0画出机器人的各关节三维仿真模型，并装配成型。 本课题研究具有广泛的实际意义和应用前景。设计的7自由度工业机器人为后续的机器人动力学分析和运动控制提供了参考依据，并可以做进一步的研发。 关键词：7自由度，工业机器人，机械结构
Abstract 7 dof industrial robots with large scope of work, flexible, compact structure, can grab the object near the base are famous among so much designers and users. Because there is a redundant freedom, it is easy to ensure the best welding position at the same time, avoid workpiece and fixture work on the robot arm interference. In this thesis, according to the robot puts up 3kg, the scope of work is 1434mm, body weight is 150kg,establish 7 dof joint structure of arc-welding robot including S waist, L arm swing, E arm rotation, U pitching arm, R wrist turn, B wrist pitch, T wrist rotation. Analysis of the various robot joints in moment of inertia, angular velocity, acceleration and other technical indicators of the work under the conditions identified seven joints driven by AC motor, the robot arm dedicated reducer drive, while B, T wrist joint is also used in synchronous belt drive. Required by calculating the joint motor power and torque, reduction ratio reducer, belt requirements and selection; robot with UG NX6.0 draw three-dimensional simulation model of each joint, and assembly molding. This research has extensive practical significance and application prospect. 7 dof industrial robots designed for the follow-up dynamics analysis and motion control and provide a reference, and can do further research and development. Key words: 7 dof, industrial robot, mechanical structure
机械基础专业概述
根据《江苏省中等职业教育机械加工技术专业指导性人才培养方案》，机械加工技术专业分为机械制图、机械基础、金属加工与实训三个培养方向。 本专业的培养目标是培养与我国社会主义现代化建设要求相适应的德、智、体、美全面发展，具有良好的文化修养和职业道德，掌握机械加工技术专业必备的知识与技能，具备职业生涯发展基础和终身学习能力，能胜任生产、服务、管理一线工作的高素质劳动者和中等技术技能型人才。 课程的性质、作用 机械基础是研究常用机械零件的受力分析、结构分析、设计计算，并同时进行材料选择的一门综合性技术基础课，是中等职业学校机械类专业和近机类专业必修的基础课。机械基础课程与后面的各门专业课联系紧密，学好本课程对后面各门专业课的学习有重要的促进作用。无论从事机械制造或维修，还是使用、研究机械或机器，都要运用这些基本知识。 通过本课程的学习，可以让学生了解机器的组成；了解构件的受力分析、基本变形形式和强度计算方法；了解常用机械工程材料的种类、牌号、性能和应用，明确热处理的目的；熟悉通用机械零件的工作特性和常用机构、机械传动的工作原理及运动特点；了解液压和气压传动工作原理、特点、结构及应用；初步具有使用和维护一般机械的能力；学会使用标准、规范手册和图表等有关技术资料的方法。从而为学习职业岗位技术，形成职业能力打下基础 机械的重要性 日常生活离不开机械——洗衣机、缝纫机、冰箱、电梯、电脑等。 现代生产中起重要作用——汽车、生产自动线、机床等 机械发展程度是一个国家工业水平的重要标志。 工程技术人员必须掌握一定机械基础知识。 课程的主要内容 工程力学基础 常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法。 课程的学习目标 1、知识目标 总体目标：为机械类产品的设计、制造、检测和维护等提供必要的理论基础知识。 （1）掌握常用机构及通用零部件的工作原理、类型、特点及应用等基本知识
七自由度冗余空间机械臂多目标轨迹规划研究
目录 摘要 ................................................................................................................................... I Abstract............................................................................................................................. I I 第1章绪论 .. (1) 1.1 课题的研究背景和研究意义 (1) 1.2 空间机械臂的发展和应用综述 (2) 1.3 冗余机械臂建模方法概述 (3) 1.3.1 冗余机械臂运动学建模方法概述 (3) 1.3.2 冗余机械臂动力学建模方法概述 (5) 1.4 机械臂多目标轨迹规划研究现状 (7) 1.5 空间机械臂任务规划研究现状 (8) 1.6 课题来源和本文的主要研究内容 (8) 第2章冗余自由度机械臂运动学和动力学研究 (10) 2.1 引言 (10) 2.2 冗余自由度机械臂运动学分析 (10) 2.2.1 运动学建模与正运动学分析 (10) 2.2.2 基于奇异鲁棒性逆的逆运动学分析 (14) 2.3 冗余自由度机械臂动力学分析 (17) 2.3.1 动力学建模与逆动力学分析 (17) 2.3.2 基于动力学一般方程的正动力学分析 (19) 2.4 算法验证与仿真 (21) 2.4.1 基于Simulink的逆运动学仿真 (21) 2.4.2 基于SimMechanics的正动力学仿真 (25) 2.5 本章小结 (27) 第3章空间机械臂多目标轨迹规划研究 (28) 3.1 引言 (28) 3.2 基于B样条曲线的关节空间轨迹构造 (29) 3.2.1B样条曲线理论基础 (29) 3.2.2 三次均匀B样条曲线的构造 (30) 3.3 多目标轨迹规划问题的数学模型 (31) 3.3.1 目标函数 (31) -IV-
三自由度机械手臂设计说明书
SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 课程设计说明书 三自由度机械手臂设计 学院：农业工程与食品科学学院 专业：农业机械化及其自动化 学生姓名：赵国0911034036 学生姓名：李继飞0911034030 学生姓名：程小岩0912034039 指导教师：程卫东 2013 年1 月
摘要 在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。 本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。
目录 第1章绪论 (5) 1.1 机器人概述 (5) 第2章机器人实验平台介绍及机械手的设计 (6) 2.1自由度及关节 (6) 2.2 基座及连杆 (6) 2.2.1 基座 (6) 2.2.2 机械臂 (6) 2.3 机械手的设计 (6) 2.4 驱动方式 (8) 2.5 传动方式 (9) 2.6 制动器 (10) 第3章控制系统硬件 (11) 3.1 控制系统模式的选择 (11) 3.2 控制系统的搭建 (11) 3.2.1 工控机 (12) 3.2.2 数据采集卡 (12) 3.2.3 伺服放大器 (13) 3.2.4 端子板 (14) 3.2.5电位器及其标定 (15) 3.2.6电源 (16) 第4章控制系统软件 (16) 4.1预期的功能 (16) 4.2 实现方法 (16) 4.2.1实时显示各个关节角及运动范围控制 (16) 4.2.2直流电机的伺服控制 (16) 4.2.3电机的自锁 (16) 4.2.4示教编程及在线修改程序 (17) 第5章总结 (18)
《机械基础》课程复习试题_项目二_常用机构
2016年省中等职业学校学业水平考试 《机械基础》课程复习试题 项目二常用机构 知识点：平面机构的组成 一、判断题(本大题共8小题，总计8分) 1. 普通车床的丝杠与螺纹组成螺旋副。（） 2. 低副机构的两构件间的接触面大，压强小，不易磨损。（） 3. 齿轮机构的咬合表面是高副接触。（） 4. 点线接触的高副，由于接触面小，承受的压强大。（） 5. 自行车的车轮与地面接触属于高副连接。（） 6. 车床的床鞍与导轨组成移动副。（） 7. 根据组成运动副的两构件的接触形式不同，平面运动副可分为低副和移动副。（） 8. 铁链连接是转动副的一种具体方式。 ( ) 二、单选题(本大题共6小题，总计6分) 1. 机构运动简图与_______无关。 A、构建数目 B、运动副数目和类型 C、运动副以及构件的结构形状 D、运动副的相对位置 2. 图中，________的运动副A是高副。 A、图a B、图b C、图c D、图d 3. 运动副的作用是________两构件，使其有一定的相对运动。 A、固 B、连接 C、分离 4. 两构建构成运动副的主要特征是。 A、两构建以点、线、面相接处 B、两构件能做相对运动 C、两构件相连接 D、两构件既连接又作一定的相对运动 5. 判断图中的物体1、2之间有________运动副。 A、1个（图a） B、2个（图a.b） C、3个（图a.b.c） D、4个（图a.b.c.d） 6. 图中所示机构有________低副。 A、1个 B、2个 C、3个 D、4个 知识点：平面四杆机构 一、判断题(本大题共36小题，总计36分)
1. 铰链四杆机构是由一些刚性构件用低副相互连接而成的机构。（） 2. 曲柄摇杆机构与双曲柄机构的区别在于前者的最短杆是曲柄，后者的最短杆是机架。（） 3. 对于铰链四杆机构，当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时，若取最短杆为 机架，则该机构为双摇杆机构。（） 4. 曲柄的极位夹角θ越大，机构的急回特性也越显著。（） 5. 曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。（） 6. 在曲柄摇杆机构中，极位夹角θ越大，机构的行程速比系数K值越大。（） 7. 曲柄摇杆机构中，只有当曲柄与机架共线时，传动角才可能出现最小角。（） 8. 铰链四杆机构是平面低副组成的四杆机构。（） 9. 连杆机构任一位置的传动角与压力角之和恒等于90°。（） 10. 曲柄腰杆机构的急回特性是用行程速比系数K表示，K越小，则急回特性越明显。（） 11. 在曲柄长度不相等的双曲柄机构中，主动曲柄做等速回转运动，从动曲柄做变速回转运动。 12. 铰链四杆机构中的最短杆就是曲柄。（） 13. 铰链四杆机构通过机架的转换，就一定可以得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 14. 牛头刨床中刀具的退刀速度大于其切削速度，就是应用了急回特性的原理。（） 15. 在铰链四杆机构中，曲柄和连杆都是连架杆。（） 16. 行程速比系数K=1时，表示该机构具有急回运动特性。（） 17. 铰链四杆机构如有曲柄存在，则曲柄一定是最短杆。（） 18. 极位夹角θ＞0°的四杆机构，一定有急回特性。（） 19. 在曲柄摇杆机构中，曲柄和连杆共线的位置就是“死点”位置。（） 20. 曲柄摇杆机构的摇杆两极限位置间的夹角成为极位夹角。（） 21. 传动角就是连杆与从动件的夹角。（） 22. 在铰链四杆机构中，如存在曲柄，则曲柄一定为最短杆。（） 23. 通常把曲柄摇杆机构中的曲柄和连杆叫做连架杆。（） 24. 铰链四杆机构中，当最长杆与最短杆之和大于其余两杆之和时，无论以哪一杆为机架都得到双摇 杆机构。（） 25. 将曲柄滑块机构中的滑块改为固定件，则原机构将演化为摆动导杆机构。（） 26. 反向双曲柄机构可应用于车门启闭机构。（） 27. 铰链四杆机构的改变只能通过选择不同的构件做机构的固定件来实现。（） 28. 在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑克服。（） 29. 曲柄摇杆机构的摇杆，在两极限位置之间夹角θ叫做摇杆的摆角。（） 30. 家用缝纫机的踏板机构采用了双摇杆机构。（） 31. 在铰链四杆机构中，若连架杆能围绕其中心做整周转动，则称为曲柄。（） 32. 曲柄滑块机构常用于燃机中。（） 33. 曲柄摇杆机构只能将回转运动转换成往复摆动。（） 34. 平面连杆机构是低副机构，其接触处压强较小，因此适用于受力较大的场合。（） 35. 把铰链四杆机构的最短杆作为固定机架，就一定可得到双曲柄机构。（） 36. 双曲柄机构也能产生急回运动。（） 二、单选题(本大题共50小题，总计50分) 1. 下列利用急回运动特性提高工作效率的是。 A、机车车轮联动机构 B、惯性筛机构 C、飞机起落架 2. 图所示摆动导杆机构中，L AB=150mm，L AC=300mm，该机构的极位夹角。 A、θ=30° B、θ=60° C、θ=120° D、θ=90° 3. 冲压机采用的是机构。 A、移动导杆 B、曲柄滑块 C、摆动导杆 4. 为了使机构能够顺利通过死点位置继续正常运转，可以采用的办法有。 A、机构错位排列 B、加大惯性 C、增大极位夹角
六自由度机械臂
VME 运动控制器 六自由度机器人 概 述 六自由度机器人是一种典型的工业机器人，在自动搬运、装配、焊接、喷涂等工业现场中有广泛的应用。固高科技GRB 系列六自由度机器人是固高成熟完备的运动控制技术与先进的设计和教学理念有机结合的产物,既满足工业现场要求，也是教学、科研机构进行运动规划和编程系统设计的理想对象。 该机器人采用六关节串联结构，各个关节以“绝对编码器电机+精密谐波减速器”为传动。在小臂处留有安装摄像头、气动工具等外部设备的接口，并提供备用电气接口，方便用户进行功能扩展。 机器人的控制方面，采用集成了PC 技术、图像技术、逻辑控制及专业运动控制技术的VME 运动控制器，性能可靠稳定，高速高精度。 主要特点 开放式控制实验平台 z 基于VME 总线高性能工业运动控制器的开放式平台，支持用户自主开发； z 通用智能运动控制开发平台，采用VC++或OtoStudio 计算机可编程自动化控 制系统开发工具 z 配备图形示教功能，便于机器人的编程操作和应用培训； z 配套内容详尽的操作手册和学生实验指导书，通过实例演示，引导用户操作并学习如何基于运动控制器开发各种应用软件系统。 工业化设计与制造 z 按照工业标准设计和制造； z 机构设计成6轴串联旋转式关节，各关节采用绝对型编码盘交流伺服电机驱 动，谐波减速器传动； z 模块化结构，简单、紧凑，预留电气与气动标准接口； z 较高的负载、更快的轴动作速度、大的许用扭矩和转动惯量使机器人应用广 泛，可用于搬运，点焊，装配，点胶，切割，喷涂等行业； z 具备最大的工作半径和最小的干涉半径，工作范围大，在系统设计上提供较 大的灵活性，夹具、剪丝机等设备可以采用更高效的安装方式；
机械基础-常用机构-习题
$ 铰链四杆机构的基本特性和凸轮机构 一、判断题 （）1、曲柄摇杆机构的急回特性是用行程速度比系数K来表征，K值越小，急回作用越明显。 （）2、当K＞1，θ＞0时，机构具有急回特性。 （）3、曲柄摇杆机构以曲柄为原动件时就一定存在急回运动特性。 （）4、偏心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时一定存在急回运动特性。 （）5、对心曲柄滑块机构无急回特性。 （）6、摆动导杆机构以曲柄为原动件时不一定存在急回运动特性。 》 （）7、在曲柄和连杆同时存在的平面四杆机构中，只要曲柄和连杆处于共线位置，就是曲柄的“死点”位置。 （）8、曲柄摇杆机构一定存在死点位置。 （）9、缝纫机踏板机构有时会出现踩不动或倒机的现象，这是因为死点位置造成的。 （）10、缝纫机踏板机构是利用飞轮惯性使其通过死点位置的。 （）11、曲柄摇杆机构以摇杆为原动件时存在两个死点位置。 （）12、内燃机中的曲柄滑块机构不存在死点位置。 （）13、滚子从动件凸轮机构中，从动件与凸轮之间的滚动摩擦阻力小，适于高速传动场合。 （）14、从动件的运动规律取决于凸轮轮廓的形状。 # （）15、在柱体凸轮机构中，从动件可以通过直径不大的圆柱凸轮或端面凸轮获得较大的行程。 （）16、尖顶从动件易于磨损，而平底从动件磨损则较小，这是因为前者与凸轮组成高副，而后者与凸轮组成低副的原因。 （）17、凸轮机构能将原动件的旋转运动转化为从动件的往复直线运动。（）18、尖顶从动件盘形凸轮机构，基圆与实际工作轮廓线相切。 （）19、凸轮机构的压力角是指凸轮轮廓线某点的法线方向与从动杆速度方向之间的夹角，一般情况下，在工作过程中它是恒定不变的。 （）20、凸轮机构中，升程一定时，基圆半径增大，压力角也随之增大。（）21、移动从动件盘形凸轮机构，当从动件不动时，对应的凸轮轮廓线为一直线。 （）22、压力角影响机构的传力特性，压力角越大，传力特性越好。 、 二、选择题 （）1、当行程速度比系数为时，曲柄摇杆机构才有急回特性。 A. K＞1 B. K＜1 C. K＝0 D. K＜0 （）2、下列关于急回特性的描述，错误的是。 A. 机构有无急回特性取决于行程速度比系数 B. 急回特性可使空回行程的时间缩短，有利于提高生产率 C. 极位夹角值越大，机构的急回特性越显著 D. 只有曲柄摇杆机构具有急回特性 ， （）3、下列机构中存在急回特性的是。 A. 对心曲柄滑块机构且以曲柄为原动件 B. 偏心曲柄滑块机构且以滑块为原动件
文献综述三自由度机械手结构设计
文献综述 我国机械手的研究现状和发展趋势机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。本文参阅了大量的国内外期刊杂志，论述了机械手的组成和分类，同时对国内外机械手的研究现状和发展趋势做了一定的了解。对应用机械手的工业机器人市场四大家族竞争分析。另外，本文还对机械手的常见驱动方式做了一番分析，并预测了机械手的发展趋势。 1.机械手的研究现状 1.1. 概述及现状 机械手是一种模拟人手操作的自动机械。它可按固定程序抓取、搬运物件或操持工具完成某些特定操作。应用机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化，代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，保证人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。20世纪40年代后期，美国在原子能实验中，首先采用机械手搬运放射性材料，人在安全间操纵机械手进行各种操作和实验。50年代以后，机械手逐步推广到工业生产部门，用于在高温、污染严重的地方取放工件和装卸材料，也作为机床的辅助装置在自动机床、自动生产线和加工中心中应用，完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作。机械手主要由手部和运动机构组
成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。由度是机械手设计的关键参数。由度自自越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。 1.2 机械手技术发展现象概述 1.2.1机械手技术的发展 机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。它是机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性(王希敏，1992)。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。(王承义，1995)机械手首先是从美国开始研制的。