機械手是早的工業機器人，也是早的現代機器人。它可以代替人工來實現生產的機械化和自動化，并且可以在危險的環境中操作以保護人身安全。因此，它被廣泛用于機械，冶金，電子，輕工和核電的制造。

機械手主要由三部分組成：執行器，驅動機構和控制系統。本文主要介紹機械手設計的驅動和控制系統所需的三個要素：步進電機，步進電機驅動器和控制器。

機械手按其驅動方法可分為液壓，氣動，電動和機械手。本白皮書中設計的三自由度機械手是一種混合機械手，它結合了電動和氣動機械手的優點，不僅節省了移動開關和PLC的I/O端口，而且實現了簡單的目的。操作和精確定位。

機械手是一種機電一體化的自動設備，可以根據設定的程序，軌跡和要求模擬人的手臂移動并代替人的手來握住或運輸工件或操縱工具。 3自由度操縱器也稱為3D機器人，可以以3個自由度（水平，垂直，旋轉）固定或放置對象。它具有廣泛的工作范圍，良好的靈活性和廣泛的特性。申請。

PLC（可編程邏輯控制器）是專門為工業應用設計以執行數字任務的電子控制設備。由于它的高可靠性，強大的功能，簡單的編程和友好的人機交互界面，它被廣泛用于工業控制系統中。

步進電機是開環執行器，可將電脈沖信號轉換為角位移或線性位移。在沒有過載的情況下，電動機的速度和停止位置取決于脈沖信號的頻率和脈沖數。這種線性關系的存在與步進電動機僅具有周期性誤差而無累積誤差的特性相結合，使其廣泛用于速度，定位和其他控制領域。

1.機械手的系統結構和運動方式

機械手是圓柱坐標類型。機械臂的左右移動（水平方向）由伸縮式步進電機控制，垂直移動（垂直方向）由提升式步進電機控制，逆時針和順時針旋轉運動由向前移動控制。機箱直流電動機反向旋轉。機械手的夾緊裝置采用關節結構，夾緊和釋放由氣壓驅動，并由電磁閥控制。

機械手可以根據設置程序的運動將工件從A移動到B。

2.機械手控制系統設計

機械手系統具有手動和自動工作模式。自動模式分為四種工作模式：自動歸位，單步，單周期和連續。