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机械手发展史
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。它
是机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业
任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和
适应性。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械
手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知
疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受
到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。
机械手首先是从美国开始研制的。 1958 年美国联合控制公司研制出第
一台机械手。它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的
工件抓放机构，控制系统是示教形的。 1962 年，美国联合控制公司在上述
方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。商名为 Unimate（即万
能自动）。运动系统仿照坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱
动；控制系统用磁鼓作为存储装置。不少球坐标通用机械手就是在这个基
础上发展起来的。同年，美国机械制造公司也实验成功一种叫 Vewrsatran
机械手。该机械手的中央立柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是
示教再现型。这两种出现在六十年代初的机械手，是后来国外工业机械手
发展的基础。 1978 年美国 Unimate 公司和斯坦福大学，麻省理工学院联合
研制一种 Unimate-Vicarm 型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，
用于装配作业，定位误差小于± 1 毫米。联邦德国 KnKa 公司还生产一种点
焊机械手，采用关节式结构和程序控制。
目前，机械手大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；改进的
方向主要是降低成本和提高精度。第二代机械手正在加紧研制。它设有微
型电子计算控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安
装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。第三代机
械手则能独立完成工作中过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持
联系，并逐步发展成为柔性制造系统 FMS 和柔性制造单元 FMC 中的重要一
环节。 机械手的分类
目前对机械手还没有统一的分类标准。按照不同的分类方式可以把机
械手分成多种类型。工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国
内尚无统一的分类标准，在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行
分类。
（1）按用途分
机械手可分为专用机械手和通用机械手两种:
1）专用机械手
它是附属于主机的、具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。专用机械
手具有动作少、工作对象单一、结构简单、使用可靠和造价低等特点，适用于大
批量的自动化生产的自动换刀机械手，如自动机床、自动线的上、下料机械手和
加工中心。
2）通用机械手
它是一种具有独立控制系统的、程序可变的、动作灵活多样的机械手。在性
能范围内，其动作程序是可变的，通过调整可在不同场合使用，驱动系统和控制
系统是独立的。通用机械手的工作范围大、定位精度高、通用性强，适用于不断
变换生产品种的中小批量自动化的生产。通用机械手按其控制定位的方式不同可
分为简易型和伺服型两种:简易型以“开一关”式控制定位，只能是点位控制，
伺服型可以是点位的，也可以实现连续控制，伺服型具有伺服系统定位控制系统，
一般的伺服型通用机械手属于数控类型。
(2)按驱动方式分
1）液压传动机械手
是以液压的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是:抓重可达几
百公斤以上、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏。但对密封装置要求严格，不然油
的泄漏对机械手的工作性能有很大的影响，且不宜在高温、低温下工作。若机械
手采用电液伺服驱动系统，可实现连续轨迹控制，使机械手的通用性扩大，但是
电液伺服阀的制造精度高，油液过滤要求严格，成本高。
2）气压传动机械手
是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是:介质李源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空