臂部 ：手臂部件是机械手的重要握持部件。它的作用是支撑腕部和手部，并带动它们做空间运动。臂部运动的目的是把手部送到空间运动范围内的任意一点。如果改变手部的方位，则用腕部的自由度加以实现。因此，一般来说臂部具有三个自由度才能满足基本要求，即臂部的伸缩、左右旋转、升降运动。臂部的各种运动通常用驱动机构（如液压缸或者气缸）和各种传动部位来实现，从臂部的受力情况来分析，它在工作中不仅受腕部、手部和工件的静、动控制，而且自身运动较为多，受力复杂。因此，它的结构、工作范围、灵活性以及抓重大小和定位准确度直接影响机械手的工作性能。

腕部： 是连接手部和臂部的部件，并可用来调节被抓物体的方位，来扩大机械手的动作范围，使得机械手变的更灵巧，适应能力更强。腕部有独立的自由度：回转摆动、上下摆动、左右摆动。一般腕部设有回转运动再增加一个上下摆动就可以满足工作要求。有些动作较为简单的机械手，为了简化结构，可以不用腕部，而直接用臂部运动来驱动手部搬运工件[7]。  

3.2.机械手的工作原理

图3.2机械手工作原理框

机械手的工作原理：如上图所示，机械手主要由控制系统、驱动系统、执行机构以及位置检测装置等所组成。在PLC程序控制的条件下，采用气压传动方式，来实现执行机构的相应部位发生符合要求的，有顺序，有运动轨迹，有一定速度和时间的动作。同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作出现错误或发生故障时立即发出报警信号[8]。位置检测装置立刻将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构作出调整达到设定位置，使位置精准。 

4  基于PLC的机械手控制设计

4.1.硬件电路设计

如图所示，在主电路中KM1、KM2、KM3、KM4为继电器，YA4是电磁阀。 当PLC中输出Y0时，YV1导通同时接触器KM1导通继电器动作，机械手上升；当KM2通电时继电器动作，机械手下降；当KM3导通时继电器动作，机械手右移；当KM4导通时继电器动作，机械手左移；当KM5通电时电磁阀动作，使机械手夹紧或放松，而图中的FV为短路保护，FR为过载保护。