１、 执 行 机 构
（1） 手部
手部安装在手臂的前端，手臂的内孔装有传动轴，可把动作传给手腕，以转动、伸屈手腕、开闭手指。
机械手手部的构造系模仿人的手指，分为无关节、固定关节和自由关节三种。手指的数量又分为二指、三指、四指等，其中以二指用的最多。
（2） 手臂
手臂有无关节臂和有关节臂之分。目前采用的手臂几乎都是无关节臂。 手臂的作用是引导手指准确得抓住工件，并运送到所需要的位置上。为了使机械手能够正确的工作，手臂的三个自由读都需要精确的定位。
（3） 躯干
躯干是安装手臂、动力源和各种执行机构的支架。 ２、 驱 动 系 统
驱动机构主要有四种：液压驱动、气体驱动、电气驱动和机械驱动。其中以液压、气动用的最多，占90%以上；电动、机械驱动用的较少。
液压驱动主要是通过油缸、阀、油泵和油箱实现传动。它的优点是压力高、体积小，出力大，动作平缓，可无级变速，自锁方便，并能在中间位置停止。缺点是需配备压力源，系统复杂，成本较高。
气动驱动所采用的元件为气压缸、气马达、气阀等。它的优点是气源方便，维护简单，成本低。缺点是出力小，体积大。尤其空气的可压缩性大，很难实现中间位置的停止，只能用于点位控制，而且润滑性较差，气压系统容易生锈。为了减少停机时产生的冲击，气压系统的装有速度控制机构或缓冲减震机构。
电器驱动都采用三相感应电机作为动力，用大减速比减速器来驱动执行机构；直线运动则用电机带动丝杠螺母机构；有的采用直线电动机。电气驱动的优点是动力源简单；维护、使用方便。一般只用于动作固定的场合。一般用凸轮连杆机构实现规定的动作。它的优点是动作确实可开，工作速度高，成本低；缺点是不易于调整。 ３、 控 制 系 统
机械手控制的要素，包括工作顺序、到达位置、动作时间、运动速度和加减速度等。
机械手的控制分为点位控制和连续诡计控制两种。控制系统可根据动作的要求，设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存储，然后再根据规定的程序，控制机械手进行工作。
程序的存储方式分为分离存储和集中存储两种。对于动作复杂的机械手（机
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械人），采用示教再现型控制系统。更复杂的机械手（机械人）则采用数字控制系统、小型计算器或微处理机控制的系统。
1.2.2机械手的分类
一、 按 用 途 分 类 1. 专用机械手
专用机械手是专为一定设备服务的，简单、使用，目前在生产中运用的比较广泛。它一般只能完成一、二种特定的作业。如用来抓取和传送工件。它的工作程序是固定的，也可根据需要编制程序控制，以获得多种工作程序，适应多种作业的需要。
2. 通用机械手
通用机械手是在专用机械手的基础上发展起来的。它能对不同物件完成多种动作，具有相当的通用性。它是一种能独立工作的自动话装置。它的动作程序可以按照工作需要来改变，大概是采用顺序控制系统。
通用机械手又分简易型、示教再现型和只能机械手、草中式机械手等几种。
二、 按控制型式分类 1. 点位控制型机械手
点位控制型机械手的运动诡计是空间二个点之间的连接。控制点书越多，性能越好。它基本能满足于各种要求，结构简单。绝大部分机械手是点位控制型。
2. 连续轨迹控制型机械手
这种机械手的运动轨迹是空间的任意连续曲线，它能在三维空间中作极其复杂的动作。工作性能完善，但控制部分比较复杂。
控制方式分为开关式和伺服式两种。
1.3本课题研究的主要内容及意义
1.3.1课题 平衡臂机械手的设计之总体设计及基础的内容及基本要求
试设计一个用于数控车床旁自动上料的机械手，机械手的活动范围为工作半径2m，回转范围0°～360°，工作高度2m，抓起的最大重量为40kg；对于轴类零件，最大直径120mm,对于饼类零件，最大直径为300mm。在活动范围内，机械手能够抓起地面上任何位置的工件送入到卧式车床的卡盘处。动作的连贯和逻辑顺序有PLC控制。
设计工作量：<1>总装图纸,地基基础图，零部件一览表，标准件汇总表，
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外购件汇总表；
<2>设计说明书； <3>英文翻译成汉语(5000字)。
1.3.2重点研究的问题
机械，机构，机械手，夹具，弱电控制，PLC，液压驱动或者执行电机的控制，地基基础。
1.3.3主要技术指标
最大活动半径 2m 最大活动高度 2m
回转活动范围 0°～360° 最大抓取重量 40kg 抓取规格 棒料φ120mm，盘类φ300mm
1.3.4本次设计的意义
本次设计主要是对此机械手进行实体改造。
我们这次设计主要是针对此机械手，而且还要对机械手的整体布局及工作原理和过程做一些介绍。在外型上，我们要解决的问题主要是我们设计出来的实体要和实物相同或相近。在大的方面，一个机械手可以分为大臂、小臂和手爪手腕等部分。而手腕部分是我们所重点要求的，对其中的每一个零件、部件及组合体的尺寸和形体都有严格的要求，因为大部分的机械手是有人力动作部分的，而且没有手腕，取而代之的是一个吊钩，为了将其改造成为可自动抓取的机械手，每个零件的配合都要很考究。而油路的布置也要合理。整体要整齐美观。机构实用且经济。
第二章 平衡臂机械手机械结构的设计计算
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第三章 平衡臂机械手总体设计方案
3.1机械手总体系统的设计
综合考虑了几种驱动方式的优缺点，由于要求的抓取重量较大（40公斤），生产节拍较长，为了得到较大的输出力和握力，还要求传动平稳，所以我们决定采用液压驱动的方式。
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3.2液压机械手液压系统的工作原理 3.3液压系统的组成原理
由上图可知，液压系统由以下几个主要部分组成：
1.油泵 它供给液压系统压力油，将电动机输出的机械能转换为油液的压力能，用这压力油驱动整个液压系统工作。
2. 液动机 压力油驱动运动部分对外工作的部分。如：做回转运动的液压马达，做回转角度为360度的回转油缸，控制手臂伸缩的伸缩油缸。
3.控制调节装置 如单向阀、溢流阀、换向阀、节流阀、调速阀、减压阀、顺序阀等。各起一定的作用，使机械手的手臂、手腕、手指等能够完成所需要的运动。
4． 辅助装置 如油箱、滤油器、蓄能器、管路和管接头以及压力表等。
3.4液压传动机械手的特点
机械手采用液压传动比较采用气压传动有如下特点：
1. 能得到较大的输出力或力矩 一般要得到20~70公斤/厘米2的油液压力是比较方便的，而通常工厂的压缩空气均为4~6公斤/厘米2。因此，在活塞面积相同的条件下，液压机械手可比气动机械手负荷大得多。目前，液压机械好艘搬运重量（即抓重）已达800公斤，而气动机械手一般搬运重量小于30公斤。
2. 液压传动滞后现象小，反应较灵敏，传动平稳 与空气相比，油液的压缩性极小，所以传动的滞后现象小，传动平稳。气压传动虽易于得到较高速度（如1米/秒以上），但空气粘性比油低、传动中冲击较大，不利于精确定位。
3.输出力和运动速度控制较容易 输出力和运动速度在一定的油缸结构尺寸下，主要决定于油液的压力和流量，通过调节相应的压力和流量控制阀，能比较方便地控制输出功率。
4． 可达到较高的定位精度 目前一般液压机械手，在速度低于400毫米/秒、抓重较轻时，采用适宜的缓冲措施和定位方式，定位精度可达到?1~?0.02毫米。若采用电液伺服系统控制，不仅定位精度高，而且可连续任意定位，适用于高速、重负荷的通用机械手。
但是，液压传动也有其缺点：
（1）系统的泄漏难以避免，影响工作效率和系统的工作性能。工作要求越高，对密封装置和配合件制造精度的要求就越高。
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