论文机器人结构设计
轮式移动机器人结构设计论文
轮式移动机器人的结构设计摘要：随着机器人技术在外星探索、野外考察、军事、安全等全新的领域得到日益广泛的采用，机器人技术由室内走向室外，由固定、人工的环境走向移动、非人工的环境。
本课题是机器人设计的基本环节，能够为后续关于机器人的研究提供有价值的平台参考和有用的思路。
本文介绍了已有的机器人移动平台的发展现状和趋势，分析操作手臂常用的结构和工作原理，根据选定的方案对带有机械臂的全方位移动机器人进行本体设计，包括全方位车轮旋转机构的设计、车轮转向机构的设计和机器人操作臂的设计。
要求全方位移动机构转向、移动灵活，可以快速、有效的到达指定地点；机械臂操作范围广、运动灵活、结构简单紧凑且尺寸小，可以快速、准确的完成指定工作。
设计完成后要分析全方位移动机构的性能，为后续的研究提供可靠的参考和依据。
关键字：机器人移动平台操作臂简单快速准确Structure design of wheeled mobile robots Abstract:with the robot technology in an alien exploration, field survey, military and security new areas to be increasingly widely adopted, robot technology by indoor, outdoor by fixed, to move towards artificial environment, the artificial environment. This topic is the basic link, robot design for the follow-up about robots can provide valuable reference and useful ideas platform.This article summarizes the existing robot mobile platform development status and trends of operating the arm structure and principle of common, According to the selected scheme of mechanical arm with ontology omni-directional mobile robots designed, including the design of all-round wheel rotating mechanism, wheel steering mechanism of design and the design of robot manipulator. Request to change direction, move the omni-directional mobile institution, can quickly and effectively flexible the reaches the specified location; Mechanical arm operation scope, sports flexible, simple and compact structure and size is small, can quickly and accurately completed tasks. The design is completed to analyze the performance of the omni-directional mobile institutions for subsequent research, provide reliable reference and basis.Keywords: Robot mobile platform manipulator simple accurate and quick目录1.绪论1.1引言（1）1.2国内外相关领域的研究现状（1）1.3主要研究内容（5）2.全向移动机器人移动结构设计2.1引言（5）2.2机械设计的基本要求（6）2.3全方位轮式移动机构的设计（6）2.3.1移动机器人车轮旋转机构设计（7）2.3.2移动机器人转向机构设计（10）2.3.3电机的选型与计算（12）2.4移动机器人车体机构设计（15）2.5本章小结（16）3.机械手臂的设计3.1末端执行器的设计（16）3.1.1末端执行器的设计要求（17）3.1.2末端执行器的设计（17）3.1.3电机的选型与计算（20）3.2机械手臂杆件的设计（21）3.2.1腕部结构设计（21）3.2.2臂部结构设计（21）3.2.3机械臂电机的选型与计算（23）3.3本章小结（23）4.机械材料的选择和零件的校核4.1机械材料的选用原则（24）4.2零件材料选择和强度校核（25）4.3本章小结（29）参考文献（30）致谢（31）附录1 绪论1.1 引言移动机器人已经成为机器人研究领域的一个重要分支。
学校清洁机器人结构设计毕业论文
学校清洁机器人结构设计毕业论文简介本文旨在设计一种学校清洁机器人的结构，并对其进行论文研究。
该机器人旨在提高学校清洁效率和环境卫生水平。
通过结合机器人技术和清洁需求，我们设计出了一种可行且高效的结构方案。
结构设计1. 功能模块划分：我们将清洁机器人的功能划分为清扫、擦拭和垃圾收集三个主要模块。
2. 机身结构设计：我们选择轻量化材料制作机身，以确保机器人的移动和机动性。
机身结构设计应考虑易于维修和更换零件。
3. 清扫模块设计：清扫模块包括刷子、吸尘设备和吸尘储存。
我们将使用高效的清扫器具和自动调节功能，以适应不同地面和清洁需求。
4. 擦拭模块设计：擦拭模块采用擦拭布或清洁液来清洁表面。
我们将设计一个自动擦拭装置，确保擦拭效果的均匀和高效。
5. 垃圾收集模块设计：垃圾收集模块包括垃圾收集器和垃圾储存。
我们将使用智能感知和分拣技术，以确保垃圾的有效收集和分类。
实施计划1. 原型制作：根据设计方案，我们将制作一个实物模型，进行功能测试和性能验证。
2. 优化和改进：基于原型测试结果，我们将进行结构优化和功能改进，以提升机器人的效率和可靠性。
3. 实验验证：通过实验验证，我们将评估机器人在不同清洁任务下的性能和适用性。
4. 数据分析和论文撰写：基于实验结果和数据分析，我们将撰写毕业论文，并对机器人结构设计进行总结和讨论。
结论学校清洁机器人的结构设计至关重要，它直接关系到机器人的清洁效能和使用效果。
通过本文的研究和设计，我们期望能够提供一种可行的机器人结构方案，为学校清洁工作带来便利和效率提升。
三自由度机器人设计毕业设计
三自由度机器人设计毕业设计一、引言近年来，机器人技术的发展为各行各业带来了巨大的变革和进步。
而在机器人设计的领域中，三自由度机器人一直以其简单、灵活和易于控制等特点备受关注。
本设计将围绕三自由度机器人的设计，研究其结构、控制系统以及应用。
二、三自由度机器人的相关概念三自由度机器人是指具有三个独立运动自由度的机器人。
在其结构设计中，一般包括三个旋转关节或者直线关节，使得机器人能够在三个不同的方向上运动。
这种结构使得三自由度机器人具有较强的灵活性和适应性，适用于各种各样的工业应用场景。
三、三自由度机器人的设计原理1. 结构设计：三自由度机器人的结构设计涉及到关节的选型、传动系统的设计以及工作空间的规划等方面。
应考虑机器人的稳定性、精度和载荷能力，以及工作环境的特点，如狭窄空间、高温或高湿度等因素。
2. 控制系统设计：三自由度机器人的控制系统设计应考虑到运动轨迹规划、动力学建模、传感器系统和实时控制等方面。
尤其是对于工业应用来说，控制系统的稳定性和精度是至关重要的。
3. 应用设计：三自由度机器人的设计还需要考虑具体的应用场景，例如装配、搬运、焊接、切割等。
在设计过程中，需要充分了解工艺流程和需求，以确保机器人的设计符合实际应用的需要。
四、毕业设计的主要内容1. 三自由度机器人结构设计：在毕业设计中，将对三自由度机器人的结构进行设计和优化，包括关节选型、传动系统设计以及工作空间规划等。
2. 控制系统设计：设计三自由度机器人的控制系统，包括运动规划、动力学建模、传感器系统设计以及实时控制算法的研究。
3. 应用案例研究：以实际应用场景为背景，设计并实现三自由度机器人的具体应用，如装配、搬运或焊接等。
4. 实验验证与性能评估：通过实验验证，对设计的三自由度机器人进行性能评估，包括精度、稳定性、响应速度等方面的指标。
五、预期成果1. 完整的三自由度机器人设计方案，包括结构设计、控制系统设计和应用案例研究。
2. 实验验证数据和性能评估报告，验证毕业设计的可行性和有效性。
毕业设计四自由度机器人
毕业设计四自由度机器人毕业设计题目：四自由度机器人的设计与控制一、引言四自由度机器人是一种常见的工业机器人，其基础结构包括底座、臂部、腕部和末端执行器。
在工业生产线上，四自由度机器人广泛应用于装配、焊接、喷涂等需要精确操作的工艺环节。
本篇毕业设计论文将对四自由度机器人的设计与控制进行研究和分析。
二、机器人的设计1.结构设计：为了实现机器人的灵活和精确操作，我们将设计一个四自由度机器人。
该机器人的结构由底座、臂部、腕部和末端执行器组成。
底座提供了机器人的稳定性和机动性，臂部负责机器人进行大范围的空间运动，腕部通过关节连接臂部和末端执行器，末端执行器完成具体的操作任务。
2.运动学设计：机器人的运动学设计是机器人设计中的重要一环。
我们将采用世界坐标系和本体坐标系的方法，建立逆运动学模型和正运动学模型，以实现机器人的运动控制。
具体设计中，我们将采用符号法推导机器人的运动学方程，通过求解并进行数值模拟验证，实现机器人的精确运动。
三、机器人的控制1.控制系统设计：机器人的控制系统是实现机器人精确操作的核心。
我们将采用开环控制和闭环控制相结合的方法，设计机器人的控制系统。
开环控制系统通过预设关节角度实现机器人的运动，闭环控制系统通过传感器反馈实时监控机器人的运动，并进行误差修正，实现机器人的精确操作。
2.控制算法设计：我们将采用PID控制算法对机器人进行控制。
PID控制算法具有稳定性好、计算简单等优点，适用于工业机器人的控制。
我们将根据机器人的运动学特性，根据机器人的误差信号设计合适的PID参数，以优化机器人的运动轨迹和操作精度。
3.编程与仿真设计：为了验证机器人的设计和控制系统的有效性，我们将使用MATLAB和Simulink进行编程和仿真设计。
通过编写机器人运动学模型和控制算法的代码，并在Simulink中搭建机器人的控制系统，实现机器人精确操作的仿真。
四、总结本篇毕业设计论文对四自由度机器人的设计与控制进行了研究和分析。
攀爬机器人结构设计论文
攀爬机器人结构设计论文攀爬机器人是一种特殊的机器人，其主要用途是在复杂环境中进行探索和检测。
其设计需要考虑其结构特点和机器人本身的技术特点，以确保其能够稳定地攀爬并完成任务。
本文将讨论攀爬机器人结构设计的一般原则和具体要求，以帮助我们更好地理解和认识这种机器人的设计。
一、攀爬机器人的结构特点攀爬机器人主要包含两个部分：底盘和攀爬机构。
底盘用于提供机器人的稳定性和移动能力，而攀爬机构则用于机器人在攀爬时的定位和支撑。
由于攀爬机器人的应用环境通常都很恶劣，例如高空、崎岖不平的地形、狭小的空间等，因此在设计中需要考虑以下几个方面的问题：1. 机器人的受力问题攀爬机器人在攀爬时，往往需要承受较大的重量和惯性力。
因此，在结构设计中需要采用高强度、轻量化的材料和结构形式，同时考虑机器人内部的支撑和固定。
2. 机器人的稳定性问题攀爬机器人在攀爬过程中，因为受到的外力和持续控制的偏差等因素的影响，很容易出现晃动和失稳问题。
因此，设计中需要考虑机器人的自我稳定性和机械性能。
3. 机器人的定位问题攀爬机器人在攀爬过程中，需要对其位置和姿态进行精准的定位和控制，以确保其能够准确地完成任务。
因此，在设计中需要考虑使用可靠且高精度的定位和控制系统。
二、攀爬机器人结构设计的一般原则攀爬机器人的结构设计需要考虑诸多因素，因此需要遵循以下一般原则：1. 结构应具有良好的设计安全性能，确保机器人可以在复杂的环境中安全地运行和攀爬。
2. 结构应具有良好的适应性和可变性，以应对不同环境和任务的需求。
3. 结构应具有良好的稳定性，以确保机器人在攀爬过程中可以保持稳定和平衡。
4. 结构应具有良好的可维护性和易修复性，以便在需要时更换或修理部件。
5. 结构应具有良好的工艺性能和经济性能，以确保整个结构可以在一定的成本范围内生产和维护。
三、攀爬机器人结构设计的具体要求攀爬机器人的结构设计具体要求如下：1. 底盘的设计底盘的设计是攀爬机器人结构设计的核心。
毕业论文设计-可变形仿生翻滚四足机器人结构设计（全套图纸）
可变形仿生翻滚四足机器人结构设计摘要:移动机器人是科学技术进步的产物，更是人类无限幻想和智慧的结晶。
移动机器人在军事、生产、生活以及科学研究中还有着许多潜在的应用前景。
移动机构决定了移动机器人的综合移动性能，是移动机器人能够在工作环境中实现快捷、平稳、精确、高效移动的关键。
为了提高机器人的移动效率，同时也为了降低机器人结构的复杂性，本课题从现代仿生学原理出发，将自然界中的翻滚运动引入到四足机器人结构当中，并借鉴可重构机器人理论，首次提出一种具有翻滚模式和步行模式的可变形仿生翻滚四足机器人，达到用一种机构实现两种运动的目的。
本文对可变形仿生翻滚四足机器人进行了总体方案设计，选定了结构参数，和驱动方式。
详细地对机器人的本体结构进行了设计，并对机器人关键部位进行了校核。
本课题提高了四足机器人的环境适应能力，拓展四足机器人的应用领域，而且丰富了移动机器人学科的理论和实践，对移动技术的发展和高机动性移动平台的开发具有一定的借鉴作用，具有重要的理论意义与实际应用价值。
关键词：四足机器人；仿生翻滚；可重构机器人；设计校核全套图纸加153893706Structural Design for a Reconfigurable Bionic RollingQuadruped RobotAbstract : Mobile robot is the product by scientific and technological progress, and also the crystallization of human infinite fantasy and wisdom. Mobile robot have many potential application prospect in the military, production, living and scientific research. The move mechanism of the robot determines the comprehensive move performance, also it’s the key for robot to work smooth, accurate and quick, efficient in the surroundings.In order to improve the robot move efficiency, and also to reduce the complexity of the structure, this paper is based upon the modern bionics principle. The rolling style in nature is put into robot structure. Referencing reconfigurable robot theory, a reconfigurable bionic rolling quadruped robot is put forward, which has two move modes---- walk model and rolling model. In this way, it can achieve the purpose of using a mechanism to get two movement models.General scheme design of the robot is made in this paper, structure parameters and drive mode are selected. Robot body structure is designed detailed, and the key parts of the robot are checked in this paper.This topic raised the ability for robot to adapt environment, expand the application field of robot, and also enriched the discipline theory andpractice for robotics. It has a certain reference of the development of mobile technology and high mobility mobile platform. So this paper has an important theoretical significance and practical application value.Key words:quadruped robot; bionic rolling; reconfigurable robot; design and check目录第一章绪论 (6)1.1课题研究的目的与意义 (6)1.2移动机器人的应用领域 (7)1.2.1工业领域 (7)1.2.2农业生产 (7)1.2.3科技探索 (7)1.2.4医疗服务机器人 (8)1.3国内外在该领域的研究现状 (8)1.3.1轮-足复合式移动机构 (8)1.3.2仿生翻滚与翻转移动平台 (9)1.4主要研究内容 (11)第二章移动机器人系统 (12)2.1移动机器人系统组成 (12)2.2 传统移动机器人简介 (12)2.3 腿式移动机器人 (13)2.3.1双腿 (13)2.3.2四腿 (14)2.3.3六腿 (15)2.4腿式机器人存在的问题及展望 (16)2.5轮式移动机器人 (17)2.5.1单轮滚动机器人 (17)2.5.2 两轮移动机器人 (18)2.5.3 三轮及四轮移动机器人 (19)2.5.4 复合式移动机器人 (21)2.6轮式移动机器人性能比较 (21)2.7履带式机器人 (22)2.7.1单节双履带式机器人 (23)2.7.2双节双履带式移动机器人 (23)2.7.3多节多履带式移动机器人 (23)2.7.4多节轮履复合式移动机器人 (24)2.7.5自重构式移动机器人 (24)2.7.6履带式移动机器人存在的问题及发展趋势 (25)第三章总体方案设计 (26)3.1 结构外形设计 (26)3.2 仿生翻滚运动方案设计 (27)3.3结构基本参数 (28)3.4驱动方案选择 (29)第四章机器人设计 (30)4.1 电机选择 (30)4.1.1 电机扭矩 (30)4.1.2确定电机型号 (31)4.1.3选择联轴器 (32)4.2 机械结构设计 (33)4.2.1 材料选择 (33)4.2.2 机体设计 (33)4.2.3 大腿机构设计 (35)4.2.4 小腿机构设计 (36)4.2.5 足部设计 (36)第五章设计总结 (37)5.1主要内容小结 (37)5.2设计心得体会 (38)参考文献 (38)致谢 (41)第一章绪论1.1课题研究的目的与意义移动机器人是科学技术进步的产物，更是人类无限幻想和智慧的结晶。
毕业设计(论文)-履带式消防机器人设计
毕业设计（论文）-履带式消防机器人设计摘要本篇论文旨在设计一种履带式消防机器人，以提高消防工作的效率和安全性。
通过对消防机器人的需求分析和功能设计，结合现有的技术和方法，提出了一种具有远程控制、自动灭火和烟雾检测功能的履带式消防机器人。
通过实验验证，证明了该机器人在火灾现场的可行性和实用性。
第一章引言1.1 研究背景随着人口的增加和城市的扩张，火灾事故频繁发生，给人民的生命财产造成了巨大的损失。
目前消防工作主要依赖于人工进行，但存在一定的风险和局限性。
因此，设计一种能够自主执行消防任务的机器人对于提高消防工作的效率和安全性具有重要意义。
1.2 研究目的本毕业设计的目标是设计一种履带式消防机器人，具备远程控制、自动灭火和烟雾检测等功能。
通过对现有机器人技术和消防需求的分析，实现机器人在火灾现场的实用化。
第二章文献综述2.1 消防机器人的研究现状消防机器人技术的研究已有多年历史，目前已经取得了一定的成果。
国内外研究者主要从机器人的结构设计、控制系统和传感器技术等方面进行了研究。
2.2 已有的履带式消防机器人设计已有的履带式消防机器人设计多采用了液压驱动和电动驱动等方式，通过远程控制实现机器人在火灾现场的操作。
这些机器人具备一定的灭火能力，但大多数缺乏烟雾检测功能。
第三章系统设计3.1 需求分析根据消防工作的实际需求，本设计确定了履带式消防机器人的主要功能模块，包括远程控制模块、灭火模块和烟雾检测模块等。
3.2 系统结构设计本设计提出了一种基于嵌入式系统的履带式消防机器人结构设计。
该机器人由控制模块、运动模块、传感器模块和执行模块等组成。
3.3 系统流程设计本设计基于事件驱动的系统流程设计，通过编程实现机器人在不同情况下的自主决策和操作。
第四章硬件设计4.1 控制模块设计控制模块采用了单板计算机作为主控制器，通过串口和无线通信模块与操作员进行远程控制。
4.2 运动模块设计运动模块采用履带式结构，通过电机和减速器驱动履带的运动。
SCARA机器人装配及结构设计
SCARA机器人装配及结构设计摘要Scara 机器人是一种由三个自由度组成的平面关节型机器人，它的主要作用是可以完成精密仪器和物体的搬运和移动。
由于体积小，传动原理简单，被广泛运用于电子电气业，家用电器业，精密机械业等领域。
整个系统由机器手，机器臂，关节，步进电机驱动系统等组成。
通过各自由度步进电机的驱动，完成机器手，机器臂的位置变化。
具体设计内容为：同步齿形带传动设计，丝杠螺母设计，各输出轴和壳体的设计,步进电机的选择等。
在校核满足其结构强度的基础上，我们对scara 机器人的结构进行优化设计。
本论文着重研究scara 机器人的结构设计和运动学分析。
在论文开始首先介绍了机器人的发展及其分类情况。
在论文第二，三章具体叙述了scara 机器人的结构设计和运动学分析的详细过程。
在论文末尾还对scara 机器人进一步改进措施和应用展望进行了阐述。
关键词：scara 机器人，步进电机，结构设计，机器臂Structure Design of SCARA Assembly ManipulatorAbstractA SCARA robot is a robot of plane and joint composed of three degrees of freedo m. Its mostly function is used to complete transition and motion of exact apparatus es and objects. Because of its small volume and simple drive principle, it is widely used in the field of electronic and electric industry, home-used electric-ware indust ry and exact mechanism. The whole system is composed of manipulator hand, ma nipulator arm, joints and stepper motor driving system. By stepper motor’s driving o f each degree of freedom, it completes location change of manipulator hand and m anipulator arm. The idiographic designing content is designing of in-phase tooth-sha pe strap, designing of silk-bar nut, designing of shell and axis and the choice of st epper motors. On the base of checking its structure intensity, while it satisfied, we optimize designing of the structure of SCARA robots.This paper put its emphases on research of its structure designing and kinematics analysis. At the beginning of this paper, it introduces the development and sort of r obots. In the second and third chapter, it introduces detailed detail among the proc essing of the structure designing of a SCARA robot and its kinematics analysis. At the last, this paper gives some measures about improving of SCARA robots, and gives a expectation about its future.Key Words: SCARA robots, stepper motor, structure design, manipulator arm目录Abstract ii第一章绪论 11.1 机器人的特点 11.2 机器人的构成及分类 11.2.1 机器人的构成 11.2.2 机器人的分类 31.3 机器人的应用与发展 41.3.1 机器人的应用 41.4SCARA机器人的研究意义 61.4.1SCARA机器人的研究意义 61.4.2SCARA机器人的特点71.5本文的研究内容8第二章SCARA机器人结构设计92.1 SCARA机器人传动方案的比较及确定9 2.2 各自由度步进电机的选择112.2.1 第一自由度步进电机的选择122.2.2 第二自由度步进电机的选择: 122.2.3 第三自由度步进电机的选择132.3 同步齿形带传动设计142.4 丝杠螺母设计182.4.1 丝杠耐磨性计算182.4.2 丝杠稳定性计算192.4.3 丝杠刚度计算192.4.4 丝杠和螺母螺纹牙强度计算202.4.5 螺纹副自锁条件校核212.5各输出轴的设计212.5.1 机身输出轴设计212.5.2 大臂输出轴设计222.5.3 带轮轴设计: 222.5.4 升降轴设计222.6壳体设计23第三章SCARA机器人运动学分析253.1 引言253.2SCARA机器人正运动学分析253.2.1SCARA机器人连杆坐标系的建立25 3.2.2SCARA机器人正运动学问题273.3 SCARA机器人逆运动学分析293.4 本章小结31第四章总结与展望32参考文献33致谢341.1 机器人的特点机器人最显著的特点有以下几个:1.可编程。
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机械工程学院毕业设计（论文）题目：机器人结构设计目录引言 (3)1概况及现状分析 (3)2机械手的总体设计方案 (6)2.1机械手基本形式的选择 (6)2.2机械手的主要部件及运动 (6)2.3驱动机构的选择 (7)2.4机械手的技术参数列表 (7)2.5本章小结 (7)3机械手的手部计算 (7)3.1手部设计基本要求 (7)3.2典型的手部结构 (8)3.3机械手手抓的设计计算 (8)3.3.1选择手抓的类型及夹紧装置 (8)3.3.2手抓的力学分析 (8)3.3.3夹紧力及驱动力的计算 (10)3.3.4手抓夹持X围计算 (11)3.4机械手手抓夹持精度的分析计算 (12)3.5弹簧的设计计算 (13)3.6本章小结 (15)4腕部的设计计算 (15)4.1腕部设计的基本要求 (15)4.2腕部的结构以及选择 (16)4.2.1典型的腕部结构 (16)4.2.2腕部结构和驱动机构的选择 (16)4.3腕部的设计计算 (16)4.3.1腕部设计考虑的参数 (16)4.3.2腕部的驱动力矩计算 (16)4.3.3腕部驱动力的计算 (17)4.3.4液压缸盖螺钉的计算 (19)4.3.5动片和输出轴间的连接螺钉 (20)4.4本章小结 (21)5臂部的设计计算 (21)5.1臂部设计的基本要求 (21)5.2手臂的典型机构以及结构的选择 (22)5.2.1手臂的典型运动机构 (22)5.2.2手臂运动机构的选择 (22)5.3手臂直线运动的驱动力计算 (22)5.3.1手臂摩擦力的分析与计算 (22)5.3.2手臂惯性力的计算 (24)5.3.3密封装置的摩擦阻力 (24)5.4液压缸工作压力和结构的确定 (24)5.5本章小结 (26)6总结 (26)7致谢 (26)8参考文献 (26)附件：1、总体装配图2、重要零件图机器人结构设计摘要：本次设计的液压传动机械手根据规定的动作顺序，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识，通过对机器人各个部位参数的计算与校核，完成对机械手的设计，主要结构为：手部结构、腕部结构、臂部结构。
关键词：机械手，臂部结构，腕部结构，手部结构引言用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。
机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要XX现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。
机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。
工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。
他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。
机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。
尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。
在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的重视。
机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。
机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。
随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用X围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。
由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
1概况及现状分析现代工业机械手起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化。
机械手首先是从美国开始研制的。
1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。
他的结构是：机体上安装回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。
1962年，美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机械手。
商名为Uni-mate(即万能自动)。
运动系统仿造坦克炮塔，臂回转、俯仰，用液压驱动；控制系统用磁鼓最存储装置。
不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。
同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司（Unimaton）,专门生产工业机械手。
1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运。
该机械手的中央立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再现型。
虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。
1978年美国Uni-mate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Uni-mate型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差可小于±1毫米。
美国还十分注意提高机械手的可靠性，改进结构，降低成本。
如Uni-mate公司建立了8年机械手试验台，进行各种性能的试验。
准备把故障前平均时间（注：故障前平均时间是指一台设备可靠性的一种量度。
它给出在第一次故障前的平均运行时间），由400小时提高到1500小时，精度可提高到±0.1毫米。
德国机器制造业是从1970年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。
德国Kn-Ka公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。
瑞士RETAB公司生产一种涂漆机械手，采用示教方法编制程序。
瑞典安莎公司采用机械手清理铸铝齿轮箱毛刺等。
日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。
自1969年从美国引进二种典型机械手后，大力研究机械手的研究。
据报道，1979年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个。
1976年大学和国家研究部门用在机械手的研究费用42%。
1979年日本机械手的产值达443亿日元，产量为14535台。
其中固定程序和可变程序约占一半，达222亿日元，是1978年的二倍。
具有记忆功能的机械手产值约为67亿日元，比1978年增长50%。
智能机械手约为17亿日元，为1978年的6倍。
截止1979年，机械手累计产量达56900台。
在数量上已占世界首位，约占70%，并以每年50%～60%的速度增长。
使用机械手最多的是汽车工业，其次是电机、电器。
预计到1990年将有55万机器人在工作。
第二代机械手正在加紧研制。
它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。
研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。
目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。
第三代机械手（机械人）则能独立地完成工作过程中的任务。
它与电子计算机和电视设备保持联系。
并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。
经过近十年的努力，我国在工业机器人应用工程的开发方面已具有相当的实力，已有一支了解企业的需求，能开发出符合实际使用条件应用工程，成本低，服务及时，具备与国外公司的竞争能力，因此加强工业机器人应用工程的开发，并围绕应用工程的需要进行工业机器人新产品的开发，使之具有一定的规模化生产能力，这样可以促进我国企业的技术进步和提高竞争力，同时工业机器人的应用也可形成具有一定规模的产业。
如果说20 世纪90 年代机床创新的最大成就是发明并联机床的话，那么当今工业机器人在机床上的应用已成为发展的一大趋向。
机器人与机床相结合，以往主要是解决工件自动上下料搬运问题，致使机床得以无人化24 小时连续运转。
如擅长专机制作的意大利AU 公司，他们比较成熟地将缸体及缸盖生产线中的零件搬运，设计成由机器人完成。
当然，对工件的抛光打磨、清洗及其它脏、累活也是机器人表现的舞台。
去年9 月在汉诺威EMO2005 展览会上，工业机器人的应用非常抢眼，而且它应用的领域也在扩大。
然而在这次CCMT2006 展览会上，值得一机器人应用是当今机床发展的一大趋向提的是1 号馆W 1 - 9 1 6 意大利意沃乐EVOLUT 公司，这个欧洲最大的机器人应用与集成公司，他们的一台DC-5 机器人修边、倒角装置特别引人注目。
该机器人可以装夹工具对主轴上零件修边去毛刺，甚至机器人可以加装动力源用刀具对零件进行加工，因此它已将机械人传统的搬运、喷漆、焊接工作X围扩展到了金属切削及抛光领域。
工作单元还可以配备各种上料方式：如带视频装置可抓取随机摆放的工件，或以旋转台摆放，或以传送带摆放等等。
DC-5 工作单元可以处理的最大负荷为120/150kg。
适宜加工的金属材料为铝镁合金、铜、铅、铸铁等。
可以代替至少四个工人的工作量。
3 D 编程软件将以往8 小时编程时间缩减为15 分钟，为小批量多品种的工件提供最好的解决方案。
意沃乐公司除此以外最常涉足的领域还有用于压铸单元、车、铣中心单元、复合机床单元、零件抛光单元上的各种机械人应用等等。
随着社会的不断发展和进步，势必劳动力的成本将越来越高，对环保及安全的要求将越来越严，所以工业机器人的应用必将与时俱进。
而且，由机器人干出的工件，譬如说打磨，其零件的一致性肯定比人工来得好，因此欧洲有些名牌汽车制造商甚至对某些零件的某些工步，规定必须由机器人来操作。
由此看来，工业机器人在机床上的应用会将越来越广。
2机械手的总体设计方案本课题是轻型平动搬运机械手的设计。
本设计主要任务是完成机械手的结构方面设计，在本章中对机械手的座标形式、自由度、驱动机构等进行了确定。
因此，在机械手的执行机构、驱动机构是本次设计的主要任务。
5常见的工业机械手根据手臂的动作形态,按坐标形式大致可以分为以下4种: (1)直角坐标型机械手;(2)圆柱坐标型机械手; ( 3)球坐标(极坐标)型机械手; (4)多关节型机机械手。
其中圆柱坐标型机械手结构简单紧凑,定位精度较高,占地面积小，因此本设计采用圆柱坐标。
图1.1 是机械手搬运物品示意图。
图中机械手的任务是将传送带A上的物品搬运到传送带B。
图1.1 机械手基本形式示意2.2机械手的主要部件及运动在圆柱坐在圆柱坐标式机械手的基本方案选定后，根据设计任务，为了满足设计要求，本设计关于机械手具有5个自由度既：手抓X合；手部回转；手臂伸缩；手臂回转；手臂升降5个主要运动。