1、機械手論文發展趨勢論文：淺析機械手的現狀和發展趨勢摘要：機械手是現代科學技術發展的必然結果，本文簡述了機械手技術的基本摘要。綜述了機械手技術的現狀，分析了機械手技術的發展趨勢。關鍵詞：機械手 技術 現狀 發展趨勢引言現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。機械手是近代自動控制領域出現的一項新技術，并已成為現代機械制造生產系統中的一個重要組成部分。這種新技術發展很快，逐漸形成一門新興的學科機械手工程。機械手是在上世紀五十年代末期出現，今年來才迅速發展起來的重要自動化裝置，現已成為實現工業自動化的一種重要手段。機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它

2、具有能不斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手大的特點，因此，機械手已經受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到應用。機械手概要機械手是指能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。它可代替人的繁重勞動以實現生產的機械化和自動化，能在有害環境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。機械手主要由手部、運動機構和控制系統三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料、和作業要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構，使手部完成各種轉動（擺動）、移

3、動或復合運動來實現規定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式，稱為機械手自由度。為抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機械手設計的關鍵參數。自由度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結構也越復雜。機械手的發展狀況1954年，被稱為“機器人之父”的美國科學家george devol取得了附有重放記憶裝置的第一臺機械手專利權，該設備能執行從一點到另一點的受控運動（即點一點運動），這被認為是“機器人時代|”的開始。1970年，機器人學界早期的改革家之一，victor schenman在斯坦福大學演示了一種計算機控制的機械手，這就是非常著名

4、的斯坦福機械手。它非常先進，技術很復雜，迄今還被很多研究中心使用。70年代以后，機械手和以機械手為核心的自動化設備在工業發達國家，尤其在日本，有了廣泛的應用。由機械手與其它設備組成的生產線極大的提高了企業的勞動生產率，提高和穩定了產品質量，大大縮短了產品更新換代周期。這些應用在很大程度上激發了人們對機械手的研究和開發，它的技術也因此取得了長足的進步。80年代，人們為了讓機器人技術向各行各業擴展、應用，于是有了用于社會服務、海洋開發、宇宙空間、地下采礦、軍事作戰、救災搶險等領域的機器人。應用于這些領域的機器人，絕大多數都是由機械手和與之對應的安裝平臺組成的。到了上世紀90年代，隨著計算機技術、微

5、電子技術、網絡技術等的快速發展和它們之間的相互整合，機械手技術得到了飛速發展。現代控制理論使得機械手控制系統的性能進一步提高。傳感器技術的發展與應用大大的提高了機械手的作業性能和對環境的適應性。網絡通信技術實現了多個機械手的協調工作，也使得機械手由過去的專用設備向標準化設備發展。微電子技術的快速發展和大規模集成電路的應用，使機械手的可靠性有了很大的提高。還有通過諸如模態分析、有限元分析及仿真設計等現代設計方法的運用，某些領域的機械手已實現了優化設計。近年來，隨著人類活動領域的進一步擴大，人們對非制造業用機械手的研究空前活躍起來。這些行業與制造業相比，其主要特點是工作環境的非結構化和不確定性，因

6、而對機械手的要求更高，需要機械手具有對外感知能力以及局部的自主規劃能力等。核工業用機械手，國外的研究主要集中在機構靈巧，動作準確可靠、反應快、重量輕、剛度好、便于裝卸與維修的高性能伺服手。目前，機械手技術發達的國家都在競相開發地下機械手、醫用機械手、建筑用機械手和軍用機械手，并已經取得了一些卓有成效的結果。機械手的發展趨勢機械手是集機械、電子、控制、計算機、信息等多學科交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此，機械手的主要發展方向如下：機械結構向模塊化、可重構化發展。例如關節模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統三位一體化：由關節模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機；國外已有

7、模塊化裝配機器人產品問市。機械手控制系統向基于pc機的開放型控制器方向發展，便于標準化、網絡化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結構：大大提高了系統的可靠性、易操作性和可維修性。機械手中的傳感器作用日益重要，除采用傳統的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機械手還應用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機械手則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環境建模及決策控制。虛擬現實技術在機械手中的作用從仿真、預演向用于過程控制發展，如使遙控機械手操作者產生置身于遠端作業環境中的感覺來操縱機械手。當代遙控機械手系統的發展特點不是追求全自治系統，而是致力于操作者與機器人的人機交互控制，即遙控架局部自主系統構成完整的監控遙控操作系統，使智能機械手走出實驗室進入實用化階段。結束語機械手的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定