机械手工作原理是什么?怎样控制机械手的运动的?

机械手是一种机械手臂，通常是可编程的，与人的手臂有相似的功能；手臂可以是机构的总和，也可以是更复杂的机器人的一部分。这种机械手的连接通过关节连接，允许旋转运动（例如在关节式机器人中）或平移（线性）位移。关节式机器人的工作原理其实非常类似于人类手臂的运动特性，人手是通过关节与骨骼以及肌肉的组合运动，才实现了听从大脑指挥并有条件反射等行为；而关节式机器人就是根据人类的这种特性，再通过人类智慧的“结晶”才成功研制的。　线性机械手或者桁架机械手的工作原理机械手工作原理图解：机械手臂是模仿人类手臂动作的机器，它也可以悬挂在桁架上，这种机械手称为桁架机械手。它由多个梁和机械手总成组成，机械手臂的一端悬挂于横向模组上，另一端则有手腕和手指，手腕可以多自由度旋转，手指可以装夹物体，它们都可以被人类直接或远距离控制。然而，桁架机械手只是各种不同机械手臂中的一种。机械手是伺服电机驱动的三轴桁架机械手，简单解释一下三轴的意思，其实可以简单理解为这台机械手是由三个伺服电机组成的。图中可以明显看到的有两台伺服电机，还有一台伺服电机是控制前后移动的机械手臂部分，在整台机械手的后方，所以图中未能看到。然后我们来解释一下其余两台伺服电机的作用。横向臂上面的这台伺服电机是控制横向臂上的纵向和横向机械手臂的整体横向移动，可以在横向臂上任何位置精准定位。纵向臂上的伺服电机自然是控制纵向臂的上下移动动作，同时也是抓取物料的关键机械手臂和需要做到最精准的伺服电机的组合。机械手臂可以像镊子一样简单，也可以像假肢一样复杂。换句话说，如果一个机构能抓住一个物体，抓住一个物体，像手臂一样传递物体，那么它可以被归类为机械手。最近的进展已经带来了未来医学领域的改进，包括假肢和机械手臂。当机械工程师建造复杂的机械手臂时，目标是让手臂完成普通人类无法完成的任务。

半导体应变片是利用半导体单晶硅的压阻效应制成的一种敏感元件，又称半导体应变片。压阻效应是半导体晶体材料在某一方向受力产生变形时材料的电阻率发生变化的现象（见压阻式传感器）。半导体应变片需要粘贴在试件上测量试件应变或粘贴在d性敏感元件上间接地感受被测外力。利用不同构形的d性敏感元件可测量各种物体的应力、应变、压力、扭矩、加速度等机械量。半导体应变片与电阻应变片(见电阻应变片相比，具有灵敏系数高（约高 50～100倍）、机械滞后小、体积小、耗电少等优点。P型和N型硅的灵敏系数符号相反，适于接成电桥的相邻两臂测量同一应力。早期的半导体应变片采用机械加工、化学腐蚀等方法制成，称为体型半导体应变片。它的缺点是电阻和灵敏系数的温度系数大、非线性大和分散性大等。这曾限制了它的应用和发展。自70年代以来，随着半导体集成电路工艺的迅速发展，相继出现扩散型、外延型和薄膜型半导体应变片，上述缺点得到一定克服。半导体应变片主要应用于飞机、导d、车辆、船舶、机床、桥梁等各种设备的机械量测量。

MEMS压力传感器的结构与工作原理及应用技术 MEMS是指集微型压力传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。 MEMS压力传感器可以用类似集成电路（IC）设计技术和制造工艺，进行高精度、低成本的大批量生产，从而为消费电子和工业过程控制产品用低廉的成本大量使用MEMS传感器打开方便之门，使压力控制变得简单易用和智能化。

MEMS压力传感器原理：

目前的MEMS压力传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器。硅压阻式压力传感器是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的，具有较高的测量精度、较低的功耗，极低的成本。惠斯顿电桥的压阻式传感器，如无压力变化，其输出为零，几乎不耗电。

MEMS硅压阻式压力传感器采用周边固定的圆形的应力杯硅薄膜内壁，采用MEMS技术直接将四个高精密半导体应变片刻制在其表面应力最大处，组成惠斯顿测量电桥，作为力电变换测量电路，将压力这个物理量直接变换成电量，其测量精度能达0.01%～0.03%FS。硅压阻式压力传感器结构如图3所示，上下二层是玻璃体，中间是硅片，硅片中部做成一应力杯，其应力硅薄膜上部有一真空腔，使之成为一个典型的绝压压力传感器。应力硅薄膜与真空腔接触这一面经光刻生成如图2的电阻应变片电桥电路。当外面的压力经引压腔进入传感器应力杯中，应力硅薄膜会因受外力作用而微微向上鼓起，发生d性变形，四个电阻应变片因此而发生电阻变化，破坏原先的惠斯顿电桥电路平衡，电桥输出与压力成正比的电压信号。

传统的机械量压力传感器是基于金属d性体受力变形，由机械量d性变形到电量转换输出，因此它不可能如MEMS压力传感器那样做得像IC那么微小，成本也远远高于MEMS压力传感器。相对于传统的机械量传感器，MEMS压力传感器的尺寸更小，最大的不超过1cm，使性价比相对于传统“机械”制造技术大幅度提高。　

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