聯系電話：0391-8072196
傳(chuan) 真(zhen)：0391-8762196
手 機：18539101181
地 址：焦作(zuo)市示(shi)范區S104與許官路交叉(cha)口南(nan)300米(mi)
助力機械手發展史
機械手(shou)(shou)是(shi)近幾十(shi)年發(fa)展(zhan)起來(lai)的(de)(de)(de)一種高科技自動化生產(chan)(chan)設備，它對穩定、提高產(chan)(chan)品(pin)質量，提高生產(chan)(chan)效率(lv)，改善勞動條件和產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)(de)快速更新換代起著(zhu)十(shi)分(fen)重要的(de)(de)(de)作用。本文參(can)閱了大量的(de)(de)(de)國(guo)內外期刊雜(za)志，論述(shu)了機械手(shou)(shou)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)歷程(cheng)、組(zu)成和分(fen)類，同(tong)時對國(guo)內外機械手(shou)(shou)的(de)(de)(de)研究現(xian)狀和發(fa)展(zhan)趨勢做(zuo)了一定的(de)(de)(de)了解。另外，本文還對機械手(shou)(shou)的(de)(de)(de)常見驅動方式(shi)做(zuo)了一番分(fen)析，并(bing)預測了它的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)趨勢。
關鍵詞(ci)：機械(xie)手；液壓氣壓驅動(dong)；發(fa)展
1機械手發展史
機械(xie)手是(shi)在(zai)機械(xie)化，自(zi)(zi)動化生產(chan)過(guo)程中發展起來(lai)(lai)的一(yi)種新(xin)型(xing)裝置。它是(shi)機器人(ren)的一(yi)個重(zhong)(zhong)要分支。它的特點(dian)(dian)是(shi)可通過(guo)編程來(lai)(lai)完成各(ge)種預(yu)期的作(zuo)業(ye)任務，在(zai)構造和(he)性能上(shang)兼有人(ren)和(he)機器各(ge)自(zi)(zi)的優(you)點(dian)(dian)，尤其體(ti)現(xian)了人(ren)的智(zhi)能和(he)適應性（王希敏(min)，1992）。在(zai)現(xian)代生產(chan)過(guo)程中，機械(xie)手被廣泛(fan)(fan)的運用于自(zi)(zi)動生產(chan)線(xian)中，機械(xie)手雖然(ran)目前還不如人(ren)手那(nei)樣(yang)靈活，但它具有能不斷重(zhong)(zhong)復工作(zuo)和(he)勞(lao)動，不知(zhi)疲勞(lao)，不怕危(wei)險(xian)，抓舉重(zhong)(zhong)物的力量比人(ren)手力大(da)的特點(dian)(dian)，因(yin)此，機械(xie)手已(yi)受到許多部門的重(zhong)(zhong)視(shi)，并越來(lai)(lai)越廣泛(fan)(fan)地得(de)到了應用。（王承義，1995）
機(ji)械(xie)手(shou)(shou)首(shou)先是(shi)(shi)從美國(guo)開始研制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)。1958年(nian)(nian)美國(guo)聯(lian)合控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)公(gong)司(si)研制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)出第一(yi)臺(tai)機(ji)械(xie)手(shou)(shou)。它的(de)結(jie)(jie)構是(shi)(shi)：機(ji)體上安裝(zhuang)一(yi)個回轉(zhuan)長臂，頂部裝(zhuang)有(you)電磁塊的(de)工(gong)(gong)件抓放機(ji)構，控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系統(tong)(tong)是(shi)(shi)示(shi)(shi)教(jiao)形的(de)。1962年(nian)(nian)，美國(guo)聯(lian)合控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)公(gong)司(si)在(zai)上述方(fang)案的(de)基(ji)礎上又試制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)成一(yi)臺(tai)數控(kong)(kong)(kong)示(shi)(shi)教(jiao)再現型機(ji)械(xie)手(shou)(shou)。商(shang)名為Unimate（即(ji)萬(wan)能自動）。運動系統(tong)(tong)仿照坦(tan)克(ke)炮塔，臂可(ke)以回轉(zhuan)、俯仰、伸(shen)縮、用(yong)(yong)(yong)液壓驅動；控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系統(tong)(tong)用(yong)(yong)(yong)磁鼓作為存儲裝(zhuang)置。不少(shao)球坐標通用(yong)(yong)(yong)機(ji)械(xie)手(shou)(shou)就是(shi)(shi)在(zai)這(zhe)個基(ji)礎上發展(zhan)(zhan)起來(lai)的(de)。同年(nian)(nian)，美國(guo)機(ji)械(xie)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)公(gong)司(si)也實驗(yan)成功(gong)一(yi)種(zhong)(zhong)叫(jiao)Vewrsatran機(ji)械(xie)手(shou)(shou)。該機(ji)械(xie)手(shou)(shou)的(de)中(zhong)央立柱(zhu)可(ke)以回轉(zhuan)、升(sheng)降(jiang)采(cai)用(yong)(yong)(yong)液壓驅動控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系統(tong)(tong)也是(shi)(shi)示(shi)(shi)教(jiao)再現型。這(zhe)兩種(zhong)(zhong)出現在(zai)六(liu)十(shi)年(nian)(nian)代初的(de)機(ji)械(xie)手(shou)(shou)，是(shi)(shi)后(hou)來(lai)國(guo)外(wai)工(gong)(gong)業機(ji)械(xie)手(shou)(shou)發展(zhan)(zhan)的(de)基(ji)礎。1978年(nian)(nian)美國(guo)Unimate公(gong)司(si)和斯(si)坦(tan)福(fu)大(da)學，麻省理工(gong)(gong)學院聯(lian)合研制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)一(yi)種(zhong)(zhong)Unimate-Vicarm型工(gong)(gong)業機(ji)械(xie)手(shou)(shou)，裝(zhuang)有(you)小型電子計算(suan)機(ji)進行控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，用(yong)(yong)(yong)于裝(zhuang)配作業，定位誤(wu)差小于±1毫米。聯(lian)邦德國(guo)KnKa公(gong)司(si)還(huan)生產一(yi)種(zhong)(zhong)點焊機(ji)械(xie)手(shou)(shou)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)關(guan)節式結(jie)(jie)構和程序控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。
目前，機械手(shou)大部分還屬于第(di)一代，主要依靠人工(gong)進(jin)行控制(zhi)；改進(jin)的(de)方向主要是降低成(cheng)本(ben)和提高精度(du)。第(di)二代機械手(shou)正(zheng)在加緊研制(zhi)。它(ta)設(she)有(you)微型電(dian)子計(ji)算控制(zhi)系統(tong)，具有(you)視覺(jue)、觸覺(jue)能(neng)力(li)，甚至聽、想的(de)能(neng)力(li)。研究安裝各種傳感器，把感覺(jue)到的(de)信息反饋，使機械手(shou)具有(you)感覺(jue)機能(neng)。第(di)三代機械手(shou)則能(neng)獨立完成(cheng)工(gong)作中(zhong)過程(cheng)中(zhong)的(de)任務。它(ta)與電(dian)子計(ji)算機和電(dian)視設(she)備(bei)保持聯系，并逐步發展成(cheng)為柔性制(zhi)造系統(tong)FMS和柔性制(zhi)造單元FMC中(zhong)的(de)重要一環節。
2.機械(xie)手的組成分類及(ji)驅動
2.1 機械手的組成
一般來說，機械手(shou)主(zhu)要有以(yi)下幾部分組成：
1.手(shou)(shou)部(或稱抓(zhua)取(qu)機構) 包括手(shou)(shou)指(zhi)、傳力機構等，主要(yao)起抓(zhua)取(qu)和放置物(wu)件的作用。
2.傳送機構（或(huo)稱臂(bei)部） 包括手腕、手臂(bei)等，主要起改變物件方向和位(wei)置的作用。
3.驅動(dong)部(bu)分 它是(shi)前兩部(bu)分的(de)動(dong)力(li)，因此(ci)也稱(cheng)動(dong)力(li)源，常用的(de)有液(ye)壓(ya)氣壓(ya)電力(li)和機四種驅動(dong)形式。
4.控制部分 它(ta)是(shi)機械手(shou)動(dong)作的指揮系統，由(you)它(ta)來控制動(dong)作的順序(xu)(xu)（程序(xu)(xu)）、位(wei)置和時間（甚(shen)至(zhi)速度與加速度）等(deng)。
5.其(qi)它部分 如機體、行走機構、行程檢測裝置和傳(chuan)感裝置等。（侯沂,劉濤. 2004）
2.2 機械手的分類
機械(xie)手(shou)從使用范圍、運(yun)動(dong)(dong)坐(zuo)標(biao)形式、驅動(dong)(dong)方式以及臂力大小四個方面的分(fen)類分(fen)別為：
1. 按(an)使用范圍(wei)分類：
（1）專用(yong)(yong)(yong)機械(xie)(xie)手 一般只有(you)固定(ding)的(de)程序，而無單獨的(de)控制系統。它從屬于某(mou)種(zhong)機器或(huo)生產(chan)線(xian)用(yong)(yong)(yong)以自動(dong)(dong)傳送物(wu)件或(huo)操作某(mou)一工(gong)具，例如“毛坯上(shang)下料機械(xie)(xie)手”、“曲拐(guai)自動(dong)(dong)車床機械(xie)(xie)手”、“油泵凸(tu)輪軸(zhou)自動(dong)(dong)線(xian)機械(xie)(xie)手”等等。這種(zhong)機械(xie)(xie)手結構較簡(jian)單，成本較低，適用(yong)(yong)(yong)于動(dong)(dong)作比較簡(jian)單的(de)大批量(liang)生產(chan)的(de)場合。
（2）通用(yong)機(ji)械手 指具(ju)有可變(bian)程序和(he)(he)單獨驅動的(de)控制(zhi)系統，不從屬于某(mou)種(zhong)機(ji)器(qi)，而且能自動完成傳送物件(jian)或操(cao)作某(mou)些工其(qi)(qi)的(de)機(ji)械裝置。通用(yong)機(ji)械手按其(qi)(qi)定位(wei)和(he)(he)控制(zhi)方式(shi)的(de)不同，可分(fen)為簡易(yi)型(xing)和(he)(he)伺服型(xing)兩種(zhong)。簡易(yi)型(xing)只是點位(wei)控制(zhi)，故屬于程序控制(zhi)類(lei)型(xing)，伺服型(xing)可以是點位(wei)控制(zhi)，也可以是連續軌跡控制(zhi)，一般屬于數字控制(zhi)類(lei)型(xing)（李允文，1994）。
2. 按(an)運(yun)動坐標型式分類：
（1）直(zhi)角坐標式機(ji)械手 臂(bei)部可以沿直(zhi)角坐標軸X、Y、Z三個方向(xiang)移動，亦即臂(bei)部可以前后伸縮(定(ding)為(wei)沿X方向(xiang)的移動)、左右移動(定(ding)為(wei)沿Y方向(xiang)的移動)和上(shang)下升降(定(ding)為(wei)沿Z方向(xiang)的移動)（張(zhang)軍，馮志輝，2004）；
（2） 圓柱坐標式機(ji)械手 手臂可(ke)以沿直角坐標軸的X和Z方向(xiang)移動(dong)，又可(ke)繞Z軸轉(zhuan)動(dong)(定為繞Z軸轉(zhuan)動(dong))，亦即臂部可(ke)以前后伸縮、上下升降和左(zuo)右轉(zhuan)動(dong)；
（3）球(qiu)坐標(biao)式(shi)機械手(shou) 臂(bei)(bei)部可以(yi)沿(yan)直角坐標(biao)軸(zhou)(zhou)X方(fang)向(xiang)移動(dong)(dong)，還可以(yi)繞(rao)Y軸(zhou)(zhou)和(he)(he)Z軸(zhou)(zhou)轉(zhuan)動(dong)(dong)，亦即手(shou)臂(bei)(bei)可以(yi)前后伸縮(suo)(沿(yan)X方(fang)向(xiang)移動(dong)(dong))、上(shang)下擺(bai)(bai)動(dong)(dong)(定為繞(rao)Y軸(zhou)(zhou)擺(bai)(bai)動(dong)(dong))和(he)(he)左(zuo)右轉(zhuan)動(dong)(dong)(仍定為繞(rao)Z軸(zhou)(zhou)轉(zhuan)動(dong)(dong))；
（4）多關節(jie)式(shi)機(ji)械手(shou) 這種機(ji)械手(shou)的(de)臂(bei)(bei)(bei)(bei)部(bu)可(ke)分為小(xiao)(xiao)臂(bei)(bei)(bei)(bei)和(he)大(da)(da)臂(bei)(bei)(bei)(bei)。其(qi)小(xiao)(xiao)臂(bei)(bei)(bei)(bei)和(he)大(da)(da)臂(bei)(bei)(bei)(bei)的(de)連接(肘部(bu))以(yi)及大(da)(da)臂(bei)(bei)(bei)(bei)和(he)機(ji)體(ti)的(de)連接(肩(jian)部(bu))均為關節(jie)(鉸鏈)式(shi)連接，亦即小(xiao)(xiao)臂(bei)(bei)(bei)(bei)對大(da)(da)臂(bei)(bei)(bei)(bei)可(ke)繞(rao)肘部(bu)上下(xia)擺動(dong)，大(da)(da)臂(bei)(bei)(bei)(bei)可(ke)繞(rao)肩(jian)部(bu)擺動(dong)多角(jiao)，手(shou)臂(bei)(bei)(bei)(bei)還可(ke)以(yi)左(zuo)右轉動(dong)。（孫桓等，2006）
3. 按驅動方式(shi)分類：
（1）液(ye)壓(ya)驅動機械手 以(yi)壓(ya)力油進行驅動；
（2）氣壓(ya)驅(qu)(qu)動機械(xie)手 以壓(ya)縮(suo)空氣進行驅(qu)(qu)動；
（3）電力驅(qu)(qu)動機械手(shou) 直接(jie)用電動機進行驅(qu)(qu)動；
（4）機(ji)(ji)械驅(qu)動(dong)機(ji)(ji)械手 是(shi)將(jiang)主機(ji)(ji)的動(dong)力(li)通(tong)過凸(tu)輪(lun)、連(lian)桿、齒輪(lun)、間歇(xie)機(ji)(ji)構等傳遞(di)給機(ji)(ji)械手的一種驅(qu)動(dong)方式。
4. 按(an)機械手的臂力大小分類：
（1）微型(xing)機械手 臂(bei)力小(xiao)于1㎏；
（2）小型機械手(shou) 臂力(li)為(wei)1－10㎏；
（3）中(zhong)型機械手(shou) 臂力為10－30㎏；
（4）大(da)型(xing)機械手 臂(bei)力大(da)于30㎏。
2.3 機械手的驅動
如前所述，機械手有四種驅動方(fang)式，而(er)當中(zhong)的液壓與(yu)氣(qi)壓跟機械和電力相(xiang)比(bi)，具有以下優點：
1. 空間(jian)布局安(an)裝不受嚴格的(de)空間(jian)限(xian)制，能(neng)構(gou)成其它(ta)方法難以組成的(de)復雜驅動系統。
2．液壓與氣(qi)壓驅動(dong)傳遞的運(yun)動(dong)均勻平穩(wen)，易(yi)于實現快速啟動(dong)、制動(dong)和(he)頻繁的換向。
3. 操(cao)作控(kong)(kong)制(zhi)方便，省力，易于實(shi)現自動(dong)控(kong)(kong)制(zhi)、中遠距離(li)控(kong)(kong)制(zhi)、過載保護(hu)。與(yu)電(dian)氣控(kong)(kong)制(zhi)、電(dian)子控(kong)(kong)制(zhi)結合，易于實(shi)現自動(dong)工作循環和自動(dong)過載保護(hu)。
4. 液(ye)壓與氣壓元(yuan)件(jian)屬(shu)機(ji)械工業(ye)基礎(chu)件(jian)，標準化、系(xi)列化和通用化程度較(jiao)高，有利于(yu)縮短(duan)設計、制(zhi)造(zao)(zao)和降低(di)制(zhi)造(zao)(zao)成本。（許福玲,陳堯明.2007）
基于以(yi)上幾(ji)點，液(ye)壓(ya)(ya)(ya)與氣壓(ya)(ya)(ya)驅(qu)動在(zai)生產(chan)中應用(yong)最為(wei)廣泛。液(ye)壓(ya)(ya)(ya)與氣壓(ya)(ya)(ya)作(zuo)為(wei)機械手的(de)(de)(de)兩(liang)種常見驅(qu)動方式，其發展也對機械手的(de)(de)(de)應用(yong)具有一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)促進作(zuo)用(yong)。液(ye)壓(ya)(ya)(ya)與氣壓(ya)(ya)(ya)都是以(yi)流體(ti)（液(ye)壓(ya)(ya)(ya)油液(ye)或壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)空氣）為(wei)工(gong)作(zuo)介(jie)質(zhi)進行能量傳(chuan)遞(di)和(he)控(kong)制的(de)(de)(de)。液(ye)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)優點是單位質(zhi)量輸(shu)出(chu)功(gong)率大(da)，因為(wei)液(ye)壓(ya)(ya)(ya)傳(chuan)動的(de)(de)(de)動力元件(jian)可以(yi)采用(yong)很高的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力（一般(ban)可達32MPa,個(ge)別場(chang)合更(geng)高），因此，在(zai)同等輸(shu)出(chu)功(gong)率下具有體(ti)積(ji)小、質(zhi)量輕、運(yun)動慣性(xing)(xing)小、動態性(xing)(xing)能好的(de)(de)(de)特點（王懋瑤(yao)，2001）。而氣壓(ya)(ya)(ya)傳(chuan)動的(de)(de)(de)突出(chu)優點是：介(jie)質(zhi)李(li)源(yuan)極為(wei)方便(bian)，輸(shu)出(chu)力小，氣動動作(zuo)迅速(su)，結構簡單，成本(ben)低。但是，由(you)于空氣具有可壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)的(de)(de)(de)特性(xing)(xing)，工(gong)作(zuo)速(su)度的(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)性(xing)(xing)較(jiao)差，沖擊大(da)，而且起源(yuan)壓(ya)(ya)(ya)力較(jiao)低，因此，氣壓(ya)(ya)(ya)機械手抓重(zhong)一般(ban)在(zai)30公斤以(yi)下，在(zai)同樣抓重(zhong)條(tiao)件(jian)下它比液(ye)壓(ya)(ya)(ya)機械手的(de)(de)(de)結構大(da)，所以(yi)一般(ban)適用(yong)于高速(su)、輕載、高溫和(he)粉塵大(da)的(de)(de)(de)環境中進行工(gong)作(zuo)。相比之(zhi)下，液(ye)壓(ya)(ya)(ya)一般(ban)用(yong)于低速(su)，重(zhong)載和(he)低污染的(de)(de)(de)環境下。（淘湘廳,袁銳(rui)波. 2007）
眾所周知(zhi)，液(ye)壓驅動多年來(lai)一直以礦物型液(ye)壓油為工作介質(zhi)，然而油壓存在(zai)著污染環(huan)境、易燃燒、浪費(fei)能(neng)源的嚴重問題，一方(fang)面(mian)有背(bei)于(yu)當今制(zhi)造(zao)業環(huan)保、節能(neng)的發(fa)展(zhan)方(fang)向，另一方(fang)面(mian)在(zai)一定(ding)程度上限制(zhi)了(le)液(ye)壓技(ji)術的發(fa)展(zhan)和應用(yong)，(石全，2006)。隨著科(ke)學技(ji)術的進步和人類環(huan)保、能(neng)源危機意識的提(ti)高，除了(le)繼(ji)續使用(yong)高水(shui)基液(ye)作為液(ye)壓介質(zhi)外，促使人們重新認識和研究以純(chun)水(shui)(不(bu)含(han)任何添加劑的天然水(shui)(含(han)海水(shui)和淡水(shui)))作為工作介質(zhi)的“綠色”液(ye)壓技(ji)術一純(chun)水(shui)液(ye)壓傳動技(ji)術，并在(zai)近20年來(lai)使其不(bu)論在(zai)理論上還是在(zai)應用(yong)研究上，都(dou)得到(dao)了(le)持續穩定(ding)地(di)復蘇(su)和發(fa)展(zhan)（楊爾莊，2006）。
純水液(ye)(ye)壓傳(chuan)(chuan)動(dong)具(ju)有無(wu)污(wu)染危害，阻染性與安全(quan)性好(hao)、溫升小(xiao)(xiao)，介質經(jing)濟(ji)性好(hao)，維護監測成(cheng)本(ben)較低，黏度對溫度變化(hua)不(bu)敏感，壓力(li)損失小(xiao)(xiao)，發熱(re)小(xiao)(xiao)，傳(chuan)(chuan)動(dong)效率高，流量(liang)穩定性好(hao)，系統的(de)(de)剛(gang)性大等(deng)技(ji)術優勢。雖然純水液(ye)(ye)壓傳(chuan)(chuan)動(dong)還存在(zai)泄(xie)漏與磨損、氣蝕(shi)、液(ye)(ye)壓沖擊、振(zhen)動(dong)和噪聲、材料(liao)腐蝕(shi)與老化(hua)等(deng)技(ji)術難題，但隨著(zhu)新工藝、新材料(liao)以及新技(ji)術的(de)(de)不(bu)斷出現和發展(zhan)，終將(jiang)會得以解決，（張利(li)平，2001）。未來，預計純水液(ye)(ye)壓將(jiang)會是主(zhu)要的(de)(de)發展(zhan)熱(re)點和方向。
3. 機(ji)械手的應(ying)用意義及發(fa)展趨(qu)勢
3.1 機械(xie)手(shou)應用意(yi)義
機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)工(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)是(shi)(shi)(shi)國民的(de)(de)(de)(de)(de)(de)裝備(bei)部，是(shi)(shi)(shi)為(wei)(wei)國民經(jing)(jing)濟(ji)提供(gong)裝備(bei)和(he)為(wei)(wei)人(ren)(ren)民生(sheng)活提供(gong)耐用消費(fei)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)業(ye)(ye)。機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)工(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)規模和(he)技術水(shui)平是(shi)(shi)(shi)衡(heng)量國家(jia)經(jing)(jing)濟(ji)實力和(he)科學(xue)技術水(shui)平的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要標志。因此，世(shi)界各國都把(ba)發(fa)(fa)展機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)工(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)作為(wei)(wei)發(fa)(fa)展本國經(jing)(jing)濟(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)戰略重(zhong)(zhong)點之一(yi)(張志獻(xian)，2002)。新世(shi)紀，生(sheng)產(chan)水(shui)平及科學(xue)技術的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)斷進步與發(fa)(fa)展帶動(dong)了(le)整(zheng)(zheng)個機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)工(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)快速(su)發(fa)(fa)展。現(xian)代工(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)中(zhong)，生(sheng)產(chan)過程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)化(hua)，自(zi)動(dong)化(hua)已成為(wei)(wei)突出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)題。然而(er)在機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)工(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)中(zhong)，加(jia)工(gong)(gong)(gong)、裝配等生(sheng)產(chan)是(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)連續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。單靠人(ren)(ren)力將這些不(bu)(bu)連續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)工(gong)(gong)(gong)序(xu)銜接起來，不(bu)(bu)僅費(fei)時(shi)而(er)且效(xiao)率(lv)不(bu)(bu)高(gao)。同時(shi)人(ren)(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)勞動(dong)強度非常大(da)，有時(shi)還會出現(xian)失(shi)(shi)誤及傷害。顯然，這嚴重(zhong)(zhong)影響制約了(le)整(zheng)(zheng)個生(sheng)產(chan)過程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)和(he)自(zi)動(dong)化(hua)程度。機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)手的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用很好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)解決了(le)這一(yi)情況，它(ta)不(bu)(bu)存在重(zhong)(zhong)復的(de)(de)(de)(de)(de)(de)偶然失(shi)(shi)誤，也能有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)避(bi)免了(le)人(ren)(ren)身事故（楊永清等，2008）。
在機械(xie)工業(ye)中，機械(xie)手(shou)的應用(yong)具有以(yi)下意義(yi)：
1.可以提高(gao)生產過程的自動化程度
應(ying)用機械手(shou)，有(you)利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自(zi)動化程度(du)，從(cong)而(er)可以提高勞(lao)動生產(chan)率，降低生產(chan)成本(ben)，加(jia)快實現(xian)工業生產(chan)機械化和自(zi)動化的步伐。
2.可(ke)以改善勞動條件、避免(mian)人身事故(gu)
在高 溫、高壓(ya)(ya)、低溫、低壓(ya)(ya)、有(you)灰塵、噪聲、臭味、有(you)放射(she)性(xing)(xing)或有(you)其它毒(du)性(xing)(xing)污染以及工作空間狹窄(zhai)等場合中(zhong)，用(yong)人手(shou)直接(jie)操作是有(you)危險或根本不可能的(de)(de)(de)。而(er)應(ying)用(yong)機械手(shou)即(ji)可部(bu)分或全(quan)部(bu)代(dai)替人安全(quan)地完成作業，大大地改(gai)善了工人的(de)(de)(de)勞動(dong)條(tiao)件。同時，在一些(xie)動(dong)作簡單(dan)但又重(zhong)復(fu)作業的(de)(de)(de)操作中(zhong)，以機械手(shou)代(dai)替人手(shou)進行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而(er)造成的(de)(de)(de)人身事故。
3.可以減少(shao)人力，便于有(you)節奏(zou)的(de)生產
應用 機 械 手代替(ti)人(ren)手進行(xing)工作(zuo)，這(zhe)是直接(jie)減少(shao)人(ren)力的(de)一個側(ce)面，同時(shi)由于應用機械手可以連續地(di)工作(zuo)，這(zhe)是減少(shao)人(ren)力的(de)另一個側(ce)面。因此，在自動化(hua)機床和綜(zong)合加(jia)工自動生(sheng)產(chan)線上目前幾乎都設有(you)機械手，以減少(shao)人(ren)力和更(geng)準確地(di)控制生(sheng)產(chan)的(de)節(jie)拍，便于有(you)節(jie)奏地(di)進行(xing)生(sheng)產(chan)。
3.2 機(ji)械手的發展趨勢
目前(qian)國內(nei)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)于主(zhu)要(yao)(yao)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于機(ji)(ji)(ji)(ji)床(chuang)加工(gong)、鑄鍛、熱(re)(re)處(chu)理(li)等方(fang)面，數量(liang)、品種(zhong)、性能方(fang)面都(dou)不能滿足工(gong)業生產發(fa)展(zhan)(zhan)的(de)需要(yao)(yao)。所以，在(zai)國內(nei)主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)逐步擴(kuo)大應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)范圍，重點發(fa)展(zhan)(zhan)鑄造(zao)、熱(re)(re)處(chu)理(li)方(fang)面的(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)手(shou)(shou)，以減(jian)輕勞(lao)動強度，改善作業條件，在(zai)應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)專用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)手(shou)(shou)的(de)同(tong)時(shi)，相應(ying)的(de)發(fa)展(zhan)(zhan)通(tong)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)手(shou)(shou)，有條件的(de)還(huan)要(yao)(yao)研制示教式機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)手(shou)(shou)、計(ji)算(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)(ji)控制機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)手(shou)(shou)和組合機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)手(shou)(shou)等。同(tong)時(shi)要(yao)(yao)提高速(su)度，減(jian)少沖擊，正確定位，以便更好的(de)發(fa)揮(hui)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)手(shou)(shou)的(de)作用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)。此外還(huan)應(ying)大力研究伺服型、記(ji)憶再現型，以及具有觸覺、視覺等性能的(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)手(shou)(shou)，并(bing)考慮(lv)與計(ji)算(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)(ji)連用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)，逐步成為整個(ge)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)制造(zao)系統(tong)中的(de)一個(ge)基(ji)本(ben)單元。
國外機(ji)(ji)械手(shou)在機(ji)(ji)械制造行(xing)業中應用(yong)較多(duo)，發(fa)展(zhan)也很快。目前主(zhu)要用(yong)于機(ji)(ji)床(chuang)、橫鍛壓力機(ji)(ji)的(de)(de)上(shang)下料(liao)，以及點焊、噴漆等作(zuo)業，它可按照事(shi)先指定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)作(zuo)業程序來完(wan)成規定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)操作(zuo)。國外機(ji)(ji)械數(shu)的(de)(de)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢是(shi)大(da)力研(yan)(yan)制具有某(mou)種(zhong)智(zhi)能(neng)(neng)的(de)(de)機(ji)(ji)械手(shou)。使(shi)它具有一定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)傳感(gan)能(neng)(neng)力，能(neng)(neng)反(fan)饋外界條(tiao)件的(de)(de)變化，作(zuo)相應的(de)(de)變更。如位置發(fa)生稍許(xu)偏差時，即(ji)能(neng)(neng)更正并自行(xing)檢測，重點是(shi)研(yan)(yan)究視覺功能(neng)(neng)和觸覺功能(neng)(neng)。目前已經取得一定(ding)(ding)(ding)成績(ji)。
目前世(shi)界高(gao)端(duan)工業(ye)(ye)機(ji)械(xie)(xie)手(shou)(shou)均有高(gao)精化(hua)(hua)，高(gao)速(su)化(hua)(hua)，多(duo)軸(zhou)化(hua)(hua)，輕量化(hua)(hua)的(de)(de)(de)發展(zhan)趨勢。定位精度(du)可以(yi)滿足(zu)微(wei)(wei)(wei)米及亞(ya)微(wei)(wei)(wei)米級要求，運行(xing)速(su)度(du)可以(yi)達(da)到(dao)3M/S，量產(chan)產(chan)品達(da)到(dao)6軸(zhou)，負載(zai)2KG的(de)(de)(de)產(chan)品系(xi)(xi)統總重已突(tu)破(po)100KG。更重要的(de)(de)(de)是將機(ji)械(xie)(xie)手(shou)(shou)、柔性制造(zao)(zao)(zao)系(xi)(xi)統和柔性制造(zao)(zao)(zao)單元(yuan)相結(jie)合，從而(er)根本改變目前機(ji)械(xie)(xie)制造(zao)(zao)(zao)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)人工操作狀態(tai)。同時，隨(sui)著機(ji)械(xie)(xie)手(shou)(shou)的(de)(de)(de)小型化(hua)(hua)和微(wei)(wei)(wei)型化(hua)(hua)，其應用(yong)領域將會突(tu)破(po)傳(chuan)統的(de)(de)(de)機(ji)械(xie)(xie)領域，而(er)向著電子信息、生物技術(shu)、生命科學及航空航天等(deng)高(gao)端(duan)行(xing)業(ye)(ye)發展(zhan)。
