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        工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的用以搬運(yùn)或操作的能自動(dòng)抓取的自動(dòng)機(jī)械裝置稱為工業(yè)機(jī)械手，由程序控制其運(yùn)行軌跡和操作，外形模仿人手形狀。由于機(jī)械手的廣泛應(yīng)用，在當(dāng)代已經(jīng)獨(dú)立成為一門學(xué)科，機(jī)械手工程。其技術(shù)涉及、機(jī)械、力學(xué)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科。如工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，單機(jī)、組合機(jī)床及自動(dòng)化流水線都需要使用機(jī)械手來配合對物件的抓取和放下。當(dāng)前常用的搬運(yùn)機(jī)械手產(chǎn)品有：紙箱碼垛機(jī)、堆垛機(jī)械手、裝箱機(jī)器人、自動(dòng)裝箱機(jī)等等。

        普通機(jī)械手由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)三部分組成，此外安裝有檢測裝置，智能機(jī)械手的組成還有智能系統(tǒng)和感覺系統(tǒng)。機(jī)械手的控制主要是在位置識(shí)別、運(yùn)動(dòng)方向以及是否需要抓取的判斷（無料情況下），任務(wù)是將工件從某處搬到某處，由雙線圈三位電磁閥氣動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手完成上下左右移動(dòng)及抓取和松開動(dòng)作。
　　較簡易搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)
　　簡易機(jī)械手設(shè)計(jì)首先考慮的應(yīng)用，完成什么工作，是搬運(yùn)物料還是切割、裝配等?？紤]機(jī)械手的組成：執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由手部、手腕、手臂、行走機(jī)構(gòu)等部件完成。
　?、?手部 根據(jù)物件形狀有夾持式和吸附式。夾持式手部由手指和傳力機(jī)構(gòu)組成，其中手指根據(jù)運(yùn)動(dòng)形式有回轉(zhuǎn)型和平移型，前者應(yīng)用較多。手指結(jié)構(gòu)需要根據(jù)被抓物件的形狀、重量、尺寸選擇，通常有平面、V形面、曲面手指；還有外夾式、內(nèi)撐式；還分為雙指式、多指式及雙手雙指式。傳力機(jī)構(gòu)有滑槽杠桿式、連桿杠桿式等等。
　　② 腕部 腕部的作用是連接手部和臂部，調(diào)節(jié)方位，從而增大機(jī)械手的應(yīng)用范圍，腕部能讓機(jī)械手更加靈巧。通常腕部有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和上下擺動(dòng)即可滿足工作需求，此外還可有左右擺動(dòng)功能。也可以不要腕部，直接用臂部運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)手部搬運(yùn)工件。
　?、?臂部 手臂是支撐腕部和手部的部件，帶動(dòng)其做空間運(yùn)動(dòng)。臂部需要將手部送到任意范圍內(nèi)。臂部需要具有至少三個(gè)自由度：手臂的伸縮、左右旋轉(zhuǎn)、升降。如上文所說，手臂動(dòng)作由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)液壓氣缸及其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

自由度和坐標(biāo)形式設(shè)計(jì)
　?、?自由度
　　機(jī)械手設(shè)計(jì)中，自由度是主要參數(shù)，自由度即整機(jī)、手臂、手腕相對于固定坐標(biāo)系的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。有幾個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)就有幾個(gè)自由度。每一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件對應(yīng)固定坐標(biāo)系具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)稱為自由度。每個(gè)構(gòu)件對應(yīng)固定坐標(biāo)系多有6個(gè)自由度，即XYZ三個(gè)方向獨(dú)立的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，繞XYZ軸三個(gè)獨(dú)立的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工業(yè)機(jī)械手的自由度數(shù)越多，動(dòng)作就越靈活，應(yīng)用也就越廣。
　?、?坐標(biāo)形式 機(jī)械手坐標(biāo)形式有：直角坐標(biāo)式、圓柱坐標(biāo)式、球坐標(biāo)式、關(guān)節(jié)式。 選擇哪種坐標(biāo)形式要通過方案選擇，根據(jù)生產(chǎn)工藝、精度、空間等確定。直角坐標(biāo)式手臂運(yùn)動(dòng)系由三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)組成，包括X軸的伸縮、Z軸的升降、Y軸的橫移。結(jié)構(gòu)簡單、定位精度高，缺點(diǎn)是占地面積達(dá)，靈活性差。圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手手臂運(yùn)動(dòng)系由兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)回轉(zhuǎn)組成，即X軸的伸縮、Y軸的升降和Z軸的回轉(zhuǎn)。相對直角坐標(biāo)式占地面積小、活動(dòng)范圍小，定位精度高，應(yīng)用廣泛。球坐標(biāo)式機(jī)械手手臂運(yùn)動(dòng)系由一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)和兩個(gè)回轉(zhuǎn)組成。即X軸的伸縮、Y軸的俯仰、Z軸的回轉(zhuǎn)。該機(jī)械手做俯仰運(yùn)動(dòng)能抓取地面上的物件，通常在手腕設(shè)置上下擺動(dòng)，使其手部保持水平狀態(tài)，動(dòng)作靈活，占地面積小工作范圍大。關(guān)節(jié)式機(jī)械手手臂可做多個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，類似人的手臂，由大小兩臂和立柱組成，大小兩臂之間的聯(lián)動(dòng)稱為肘關(guān)節(jié)，大臂與立柱之間的連接為肩關(guān)節(jié)，所有關(guān)節(jié)由鉸鏈構(gòu)成實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。大臂俯仰、小臂俯仰、大臂回轉(zhuǎn)。工作范圍大、動(dòng)作靈活、通用性強(qiáng)。

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)選取
　　驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械手重要組成部分，決定了機(jī)械手的性能及價(jià)格。有4種：液壓、氣動(dòng)、電動(dòng)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)。以下僅簡約表述液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的幾個(gè)優(yōu)缺點(diǎn)：①油管連接液壓傳動(dòng)方便靈活布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；②重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性?。虎圯^大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速；④傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時(shí)速度較穩(wěn)定；⑤液壓裝置容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)；⑥液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。缺點(diǎn)：①液壓系統(tǒng)漏油因素影響平穩(wěn)性；②液壓傳動(dòng)對油溫變化較敏感，不宜在溫度變化大的環(huán)境下工作；③要求液壓元件及配合件制造精度高、加工工藝復(fù)雜；④需要單獨(dú)能源；⑤排除故障難度大。