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    1.2 设计目的
    通过本题目的研究和设计，得到资料检索，机械设计，CAD软件应用，技术文件撰写等系统的工程师技能的综合训练，并锻炼独立工作能力和技术能力，培养实践能力和创新精神。进一步加深对基础理论的理解，扩大专业知识面，完成教学计划规定的基本理论、基本方法和基本技能的综合训练；力求在收集资料、查阅文献、调查研究、方案制订、理论计算、设计绘图、实验研究、实践能力、计算机应用能力、撰写论文、口述表达等方面加强训练，初步实现所学知识向能力的转化。
    1.3 机械手设计意义
    1、熟悉机械手的应用场合及有关机械手设计的步骤；
    2、机械手可以提高生产过程中的自动化程度，减轻人力，便于有节奏的生产；
    3、结合机械手设计这方面的知识，在设计过程中学会怎样发现问题、研究问题、解决问题。
    1.4 机械手机械设计的特点
    串联型机械手设计与一般的机械设计相比，有很多不同之处。首先，从机械结构学的角度来看，机械手的结构是有一系列连杆通过旋转关节（或移动关节）连接起来的开式运动链。开链结构使得机械手的运动分析和静力分析复杂，两相邻杆件坐标系之间的位置关系，末端执行器的位姿与各关节变量之间的关系，末端执行器的受力和各关节驱动力矩（或力）之间的关系等，都不是一般分析机构方法能解决的了的，需要建立一套针对空间的开链机构的运动学，静力学方法。末端执行器是运动学分析的主要内容。
    其次，由于开链机构相当于一系列悬挂臂杆件串联在一起，机械误差和弹性变形的累积使机器人的刚度和精度大受影响。因此在进行机械手机械设计时要特别注意刚度和精度的设计。
    再次，机械手是典型的机电一体化产品，在进行结构设计时必须考虑到驱动和控制等方面的问题，这和一般的机械设计的产品设计不同。
    另外，与一般机械产品相比，机械手的设计在结构的紧凑性，灵巧性方面有更高的要求。
    1.5与机械手有关的概念
    自由度：机械手一般都为多关节的空间机构，其运动副通常有很多移动副和转动副。相应的，与转动副相连的关节成为转动关节。以移动副相连的关节为移动关节。这些关节中，单独驱动的关节为主动关节。主动关节的数目成为机械手的自由度。
    机械手由于用途广泛[2]，种类繁多，机构也多种多样，根据本体结构坐标系的特点，大体上可分为：
    （1）直角坐标型 这种机械手具有三个互相垂直的移动轴线，它们通过手臂的上下，左右移动和前后伸缩构成一个直角坐标系。其手腕能摆动和旋转。这种机械手的机械结构和控制方式比较简单，精度较高，但操作范围小，运动速度低，而且其适应性比较差。
    （2）圆柱坐标型  该机械手前三个关节为两个移动关节和一个转动关节，以θ，r，z为坐标，位置函数为P=f（θ，r，z），其中，r是手臂径向长度，z是垂直方向的位移，θ是手臂绕垂直轴的角位移。这种形式的机器人占用空间小，结构简单。
    （3）球坐标型  具有两个转动关节和一个移动关节。以θ，Ø，y为坐标，位置函数为P=f（θ，Ø，y），该型机器人的优点是灵活性好，占用面积小，但刚度，精度较差。
    （4）关节坐标型  有垂直关节型和水平关节型机械手，前三个关节都是回转关节，特点是动作灵活，工作空间大，占用面积小，缺点是刚度和精度较差。
    1.6 机械手手臂的设计要求
        机器人手臂的作用，是在一定的载荷和一定的速度下，实现在机器人所要求的工作空间内的运动。在进行机器人手臂设计时，要遵循下述原则[6]；
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