1. 研究目的与意义
目前，机械手主要作为一种常见的机器人末端执行器，已经被广泛的应用在工业生产领域。使用机械手稳定地抓持零部件进行装配、移动、加工等工序是工业生产自动化中极为重要的一个环节，关乎生产安全和产品质量。但早期的机械手一般是夹钳、吸盘或定制夹持装置，在应用过程中，这些执行器作业空间较小、灵活性较差、只能完成特定动作且操作目标类型较少，无法满足日益增长的工作需求，因此越来越多的研究人员开始研发、设计灵巧的机器人末端执行器，三指机械爪凭借其结构简单、易于控制、抓取平稳等优点，越来越多的出现在各种机械手研究中。
机械结构是机械手执行动作的基础，而机械结构设计特别是传动驱动方式的设计是阻碍多指机械手研究的关键因素之一。然而，现阶段大部分国内研究人员将注意力放在对控制算法和控制规划等上层方面的研究，而少有人在结构设计等底层方面下功夫，导致了早期国内三指机械手机构设计方面的相对落后。针对这种情况，有必要仔细对比分析现有的典型机械手，根据各种结构特点，结合客观情况，设计出最符合实际需求的三指机械手结构。2. 课题关键问题和重难点
本课题的设计目的是设计一种适应于物料码垛类工业机器人的三指机械爪，要求该三指机械爪结构简单、稳定可靠，能适应多种工作环境，且能快速、稳定的抓取圆柱类零件。
本课题设计过程要解决的难题：
一、在电动机械爪总体方案设计中要根据设计书要求的抓取对象，从种类繁多的已有典型机械手结构上来选择合适的电动手爪传动方案，并根据圆柱类零件的特点微调典型机械手的结构。
3. 国内外研究现状（文献综述）
机器人手爪(robot hand)是一种可以实现类似人手功能的机器人部件。机器人手爪是用来握持工件或工具的部件，是重要的执行机构之一。根据机器人所握持的工件形状不同，手爪可分为多种类型，主要可分为三类：机械手爪，又称为机械夹钳，包括2指、3指和变形指；包括磁吸盘、焊枪等的特殊手爪；通用手爪，包括2指到5指。
人们使用机器人是为了代替人工劳动，在避免人员伤害的同时提高工作效率。因此研究人员常仿照人手研制多指机械手，使其具有多自由度、高适应性以及手指协调性，从而完成各种复杂的抓取动作。基于此，多指机械手不仅可以应用在生产车间中进行装配、运输、加工等精细操作，也适合应用于航天作业、深海作业、核工业技术等环境危险复杂，人员难以到达，或简易机械手无法胜任相应任务的工作场景。此外，仿人型多指机械手还可以应用在残疾人用义手、康复医疗等领域，应用前景广阔。
一、国外研究现状
4. 研究方案
机械手爪的结构通常根据实际应用情况来设计，当被抓对象确定时，手爪的夹持方式也基本确定了，本课题设计说明书要求手爪的被抓取对象为直径100mm至200mm，高度100mm的圆柱类零件，根据Markwnscoff 的证明在有摩擦的情况下，三个手指是二维力封闭的充分条件，因此常见的机械手一般为三爪和四爪机构，但是四爪机构对手爪对称程度要求太高，因此本课题采用三指机械手。
由于三指同步夹紧对圆柱类零件有良好的夹持效果和较高的稳定性，所以本课题设计的方案为单电机驱动的三指圆周120度的非对称结构，根据端部抓取的方式确定手爪的抓取原理，采用曲柄滑块机构，且手爪末端与底座平行，手指长度尺寸根据抓取工件的范围生成。
在机械结构中，常见的运动副有：转动副、移动副、螺旋副等。由于电机输出的运动为旋转运动，如果采用螺旋副可以很好的将电机输出的旋转运动转化为直线运动，由此实现机械手爪的张开和闭合，从而完成抓取零件的动作，所以本设计中采用螺旋副来控制手爪的抓取动作，电机通过齿轮传动装置与螺杆连接在一起，螺杆固定只有旋转运动，螺母与手爪固定，螺母移动，通过螺母的直线运动控制夹爪的开启与闭合。
5. 工作计划
课题前期准备阶段：2023.1.2-2023.2.5 阅读指导老师交代的中文文献、外文文献，寻找主控系统软硬件资料，填写课题开题报告，为课题能完成做好前期准备工作。
机械零件设计阶段：2023.2.8-2023.3.20 完成三指机械爪的机械结构设计，使用UG建立三指机械爪各个零件的三维模型并初步组装，对机械爪的三维模型进行可行性验证，完成机械爪的零件图。
期中检查及其准备阶段：2023.3.21-3.26 准备好期中检查所需要的文件，迎接课题的期中检查
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