一、国内外对本课题的研究动态：

（一）国外机械手研究背景

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。同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司，专门生产工业机械手。

1962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。虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是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。联邦德国机械制造业是从1970年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自1969年 从美国引进两种机械手后大力从事机械手的研究。目前，随着单片机和PLC等控制器的发展，工业机械手在自动控制和定位精度上有了很大提高。

（二）国内机械手研究现状

我国的机器人和机械手技术起步较晚，从“七五”期间的科技攻关及实施“863计划”的期间才开始着力研究机器人和机械手系统。机械手在经过数十年的研究、发展、创新逐步成为主要的发展研究对象，得到了飞速的的发展。到目前为止，已经有2000多家企业和研究机构从事机器人和机械手的研究。虽然我国对机器人和机械手系统的研究已经取得了十分壮观的研究成果，但与美国，韩国日本等机械手系统大国相比，无论是在数量上还是在技术上或者是在工程应用上都还存在着很大的差距。

二、目的和意义：

（一）研究本课题的目的

通过对本课题的理论研究、设计与实践，深入学习，熟练掌握机械手的设计和机械手路径算法的模拟仿真。主要进行多功能机械手的三维建模、CAD设计和算法编写，进而实现机械手基体的设计，再进行基体适配的各类模块（如：书写模块、3D打印模块、测距模块）的设计，从而实现机械手的多功能化。

由于本课题涉及到多功能机械手结构设计、SolidWorks建模、算法编写以及模块化设计，因此需要的综合知识很多，要求我们理论与实际生产过程相结合；以培养自己发现问题、分析问题和解决问题的能力和创新能力与实践能力。

（二）研究本课题的意义

随着人工智能技术的迅速发展、工业机器人的广泛应用，采用机械手不仅可以提高产品生产质量，更可以节省人工，提高生产效率。现阶段，将机械手应用到人类日常生活中也是大势所趋。它可以改善人类的劳动强度，更好地服务人类，同时也改善了我们的工作环境，让人类的生活变得越来越智能化。