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就是把人从各种繁重工作中解脱出来，实现用机器代替人劳动，因此，各种各样的机
器人也被开发出来去适应制造领域以外的各个行业【1~2】。机器人作为人类新型生产工
具，显示了其极大的优越性。从751十年代，其在工业生产中的实用化，大大提高了各
种产品的一致性和质量，并由此产生专门的工业用机械手。
机械手(manipulator)也称为自动手，是机器人中重要的一支，能模仿人手臂的
某些动作，按固定程序抓取、搬运物体或操作工具的自动操作装置【3】。它可以代替人
的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，同时还能在有害环境下操作以保护人身的
安全，被广泛应用于工业、农业或其他特种行业等。它集机械技术、电子技术和自动
控制技术三大技术结合于一体。
由于机械手科学的发展十分迅速，目前世界上对机械手还没有一个明晰，统一的
定义。国际标准化组织（ISO）对机械手做了如下定义：机械手是一种可以反复编程
和多功能的用来搬运材料、零件、工具的操作机或是为了执行不同任务而具有可改变
和可编程的动作的专门系统（A reprogrammable and multifunctional manipulator,
devised for the transports of masteries, parts, tools or specialized Systems,
with varied and programmed movements, with the aim of carrying out varied
tasks）。
随着我国工业机械手技术的不断发展，很多专家也建议建立自己的机械手定义，
我国国家标准 GB/T12643-90 也将工业机械手定义为“一种能自动定位控制，可重复
编程的、多功能的、多自由度的操作机。它能搬运材料、零件或操持工具，用于完成
各种任务作业” 【4~5】。
1.2 工业机械手的特点及应用意义
1.2.1 工业机械手特点及分类
工业生产上应用的机械手，由于使用场合和工作要求的不同，其结构形式亦有所
不同，技术复杂程度也各有差别。但是它们都有类似人手臂的、手腕和手的部分动作
及功能，一般都能按照一定的程序，自动地、重复循环地进行工作，是一种机械技术
与电子技术相结合的高技术产品 。
工业机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。机械手一
般分为三类 ：
第一类是不需要人工操作的通用机械手。它是一种独立的不附属于某一主机的
装置。它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定的操作。它的特点是具备普
通机械的性能之外 ，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。
第二类是需要人工才做的，称为操作机。它起源于原子、军事工业，先是通过操
作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机来进行探测月球等。工业中
采用的锻造操作机也属于这一范畴。
第三类是用专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料
和工件输送。这种机械手在国外称为“Mechanical Hand ”，它是为主机服务的，由
主机驱动。除少数以外，工作程序一般是固定的，因此是专用的[7]
。
1.2.2 工业机械手的应用意义
在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。近些年，随着计
算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用，工业机械手已经成
为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。在机械工业中，机械手的应用意义可以概
括如下：
1.可以提高生产过程的自动化程度。应用机械手，有利于提高材料的传送、工件
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