1. 研究目的与意义

机械手是自动化物质生产过程中使用的一种能够抓取和移动工件功能的自动化设备，它是从生产机械化、生产自动化过程中发展起来的一种装置。

伴随着电子技术特别是计算机的广泛应用，工业机器人的研制和生产已成为迅速发展起来的一门新兴技术，更加促进了工业机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。

工业机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。

2. 国内外研究现状分析

机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出虚拟轴机床以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。我国的工业机器人从80年代七五科技攻关开始起步，在国家的支持下通过七五、八五科技攻关，目前己基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如:可靠性低于国外产品:机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距;当前我国的机器人生产都是应用户的要求，一客户，一次重新设计，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模块化设计，积极推进产业化进程。我国的智能机器人和特种机器人在863计划的支持下，也取得了不少成果。其中最为突出的是水下机器人，6000m水下无缆机器人的成果居世界领先水平，还开发出直接遥控机器人、双臂协调控制机器人、爬壁机器人、管道机器人等机种:在机器人视觉、力觉、触觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作，有了一定的发展基础。但是在多传感器信息融合控制技术、遥控加局部自主系统遥控机器人、智能装配机器人、机器人化机械等的开发应用方面则刚刚起步，与国外先进水平差距较大，需要在原有成绩的基础上，有重点地系统攻关，才能形成系统配套可供实用的技术和产品，以期在十五后期立于世界先进行列之中

3. 研究的基本内容与计划

为教学用的fms系统设计上下料机械手。该机械手末端执行器要求能够灵活、准确、快速地运动到工作位置。基于此，该机械手有6个自由度，分由机座、大臂、小臂、手腕、末端执行器实现，其中，机座、大臂和小臂分别实现3个自由转动，手腕和末端执行器共同实现3个自由转动

研究内容： 1.拟定机械手的总体方案

2．机械手手臂伸缩及横移机构参数计算和设计

4. 研究创新点

上下料机械手是一种制造技术领域不可缺少的自动化设备，设计应使上下料机械手结构尽量简单，通用性好，易于大批量生产线生产。研究应注重上下料机械手使用PLC及行程开关控制,使其运转稳定,控制方便, 提高生产自动化水平，提高劳动生产率。双相回转的设计使机械手的使用效率更好，节省防止空间更有利于整个生产线的设计，和完全自动化。这样使上下料机械手更广泛的应用于实际生产中。