读书笔记四自由度机械手结构设计及其plc.docx
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读书笔记四自由度机械手结构设计及其plc
读书笔记一：
《浅析机械手的应用与发展趋势》
——机械手的现状和发展趋势
主编：
郭洪武
一、文章摘要
机械手是:
指能模仿人手和手臂的某些动作功能，用以固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人。
它能代替人繁重劳动，可实现生产的机械化及自动化，改善劳动环境以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子部门。
目前，机械手的种类按驱动方式分为：
液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按运动轨迹控制方式可分为：
点位控制和连续轨迹控制机械手等。
机械手的历史及现状：
工业用机械手的第一次发展迅猛发展是在第二次世界大战，最早应用在美国橡树岭国家实验室的搬运核原料的遥控机械手操作手研究，是一种主从型的控制系统。
1958年美国联合控制公司研制第一台示教型机械手，并在1962年,研制出一种更新兴的机械手，运动系统仿造坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩，用液压驱动。
1962年美国机械铸造公司成功研制一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运，可做点位和轨迹控制。
国外的机械手在此基础上，得到一定程度上的发展。
从60年代后期起，喷漆、弧焊工业机器人相继在生产中开始应用。
1978年美国Unimation-Vin.am型工业机械手，装有小型电子计算机控制，用于装配作业。
联邦德国机械人制造业是从1970年开始应用机械手，主要是用于起重运输、焊接和设备的上下料等工作。
日本是工业机械人发展最快和应用最多的国家,于1969年从美国引进后，开始大力发展机械手的研制，目前已成为世界上工业机械手应用最多的国家之一。
机械手在我国的发展：
我国工业机械手研究与开发起步较晚，比欧美要晚30年左右，起步于上世纪70年代，1972年我国第一台机械手在上海研制成功，从第七个五年计划开始，我国政府加大了对工业机器人的重视程度，并投入大量的资金。
研制有以下机器人：
点焊机器人、氩弧焊机器人、装卸载机器人等。
值得注意的是中国科学沈阳自动化研究所和北京科技大学机器人研究所开发的机器人的控制器。
与此同时，一系列的机器人关键部件也被研究开发出来了，如机器人专用轴承，减震齿轮，直流伺服电机,编码器等等。
机械手的应用和发展趋势,随着自动化和机械化的发展，人们对机械手的要求也越来越高，主要体现在：
（1）重复高精度。
重复精度是指动作重复多次，机械手到达同样位置的精确程度。
对于某些机械手来说，重复精度甚于精度。
（2）模块化。
模块化拼装的气动机械手比组合导向驱动装置的更具有灵活的安装体系。
它集成电接口、带电缆及器官的导向系统装置，可以使机械手更具灵活性。
（3）无给油化。
无给油化主要是为了适应食品、医药、纺织等无污染要求的行（4）机电一体化。
智能机械手的发展是机械手发展的重要方向之一。
机电一体化的核心思想在于发展与电子技术相结合的自适应控制气动元件，使气动技术从“开关控制”进入到高精度的“反馈控制”，大大提高了系统的可靠性。
二、心得体会
通过阅读本文章，从中了解了机械手的历史及其应用和发展趋势,知道一些不同种类的机械手的知识，它能代替人繁重劳动，可实现生产的机械化及自动化，改善劳动环境以保护人身安全，因而广泛应用于工业等领域。
同时，了解了，机械手的发展方向：
重复高精度、模块化、无给油化、机电一体化。
读书笔记二：
《浅谈数控机床上下料机械手的机械结构设计》
——机械手的机构设计
主编：
吕鹏飞
一、文章摘要
结合实际操作情况，设计了一种圆柱坐标形式的数控机床上下料机械手，重点针对机械手的手爪、手腕、手臂等部分机械结构设计有详细的介绍
1、设计目的：
我国大多数工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，劳动强度大，生产效率低，而且具有危险性，不能满足生产机械化和自动化的发展趋势。
为了提高工作效率，降低成本，并使生产线发展成为柔性制造系统，适应现代机械行业自动生产的要求，结合机床的实际结构，利用机械手技术，设计一台上下料机械手，代替人工工作，以提高劳动生产率。
本机械手主要与数控机床组合最终形成生产线，实现加工过程的自动化和无人化。
2、机械手的结构设计:
工业机械手的结构形式主要有4种：
直角坐标结构、圆柱坐标结构、球坐标结构和关节型结构。
圆柱坐标机械手的空间运动是用1个回转运动及2个直线运动来实现的，其工作空间是圆柱状。
这种结构比较简单，精度相对较高，通常运用于搬运作业。
图1为机械模拟工作布置图，根据实际操作的要求，该机械手在工作中需要3种运动，其中手臂的伸缩和立柱的升降为直线运动，另一个为手臂的回转运动，因此自由度为3，其工作范围相对较大。
3、机械手各部分部件的设计:
机械手手爪结构设计:
手爪是用来进行操作及作业的装置，种类很多，根据作业方式可分为：
搬运、加工用途、测量等，在满足作业要求的前提下，机械手手爪要求具有体积小、质量小、结构紧凑、通用性强等，易于安装和维修、易于实现计算控制。
结合具体工作要求，采用连杆式手爪。
它主要靠活塞的推力作用下，实现夹紧与放松运动。
如图2：
机械手臂运动为直线运动，考虑到搬运工件的重量、机械手动态性能及运动的稳定性、安全性和较高的刚度要求，因此选择液压驱动方式，可实现连续位置控制。
在设计时另外增设了导杆机构、小臂增设了2个导杆，与活塞杆一起构成等三角形的截面形式，尽量提高其刚度。
机械手手腕结构设计：
机械手手腕是机械手操作机的最末端，与手爪相连接，它与机械手手臂配合，使手爪作空间运动，完成所需要的作业动作。
其要求手腕设计应尽量小轻盈，结构紧凑。
自由度愈多，腕部的灵活性愈高，对工作的适应能力愈强。
机械手手臂结构设计：
机械手在工作时要承受一定的载荷，且其运动本身具有一定的速度，其工作空间的形状和大小与机械手手臂的长度、手臂关节的转动范围有密切的关系，因此手臂尺寸设计应要分析比较，选择圆柱齿轮传动。
机械手手臂的平衡机构设计：
关节机械手手臂一般需要平衡装置，以减少驱动器的负荷，缩短启动时间。
本机械手采用圆柱坐标式结构。
二、心得体会
通过阅读本文章，对毕业设计所要求相关的机械手设计有初步整体的了解，同时也有很多可以学习借鉴的地方，了解机械手结构的合理设计对于最大限度发挥机械手的工作效能有着重要的意义。
并初步确定了毕业设计的方向和拟定了毕业设计的内容，是机床上下料的四自由度液压机械手结构设计的内容方向。
为后续的工作奠定了基础，故此文章很有借鉴意义。
读书笔记三：
《PLC在工业机械手的应用研究》
——机械手、可编程控制器、步进电机、精确定位
一、文章摘要：
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。
PLC控制机械手体积且可以现场修改和调试程序，达到对生产要求的随时改变，因此应用PLC控制机械手可以实现各种规定的工序动作，可以简化控制路线，节省成本，提高劳动生产率。
1、机械手的定义：
机械手顾名思义就是能实现人类手部的功能，可以按设计的目的要求实现相关的动作，比如抓取物料，搬运东西等一些简单的动作。
这种自动化装置可以代替生产车间里面繁重的人力劳作以及代替工人在一些高危环境，高危行业里面进行作业。
工业机械手是近年来发展起来的高科技设备，它涉及机械、力学、自动控制、传感器、计算机等领域，是一个跨学科的综合性技术。
2、PLC机械手的组成：
机械手主要由执行机构、驱动机构、控制系统以及位置检测装置等所组成。
构成机械手传动及控制的主要部件是：
步进电机及其驱动器，PLC、直流电机及其它部分。
现在将其主要部件功能介绍如下：
（1）步进电机：
步进电机是将数字信号转换成机械运动的执行机构，其是一种常用的动力驱动设备。
（2）可编程控制器：
可编程控制器（简称PLC）：
它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，它可采用可编程程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入，其原理如图：
（3）PLC控制器与步进电机驱动连接的工作原理:
PLC控制步进电机驱动系统原理框架如下图所示：
二、心得体会：
通过阅读本文章，了解可编程程序控制的工业机械手的一些相关知识，学习了机械手的定义及组成,了解了步进电机，PLC、及它们之间的关系等，同时也知道可编程程序控制的工业机械手运转的原理，为毕业设计的机械手控制方面，指明了方向，初步确定要设计机械手PLC控制编写的模块。
读书笔记四：
《基于PLC控制的液压机械手设计》
作者：
毛毅龙罗一平王小明
一、文章摘要
本文基于可编程逻辑控制器（PLC）控制的液动机械手的结构和液动工作理，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案．选取合适的PLC型号，对PLC系统的I/O口进行分配，编制控制程序。
机械手是具有模仿人的手和臂某些动作的功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置．它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，并可在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等行业．控制系统是机械手的指挥系统，它通过控制驱动系统，让执行器按照规定的要求进行工作，并检测其正确与否．可编程逻辑
控制器（PLC）具有抗干扰能力强、可靠性极高、体积小、维护方便等特点，是实现机电一体化的理想。
机械传动自由度少，难以实现特别复杂的运动，而组合机床自动上下料的机械手的运动需要多个自由度才能完成，故不宜采用机械传动方案。
气压传动时，气控信号比光、电信号慢，且由于空气的可压缩性，工作时容易产生抖动和爬行，造成执行机构运动速度和定位精度不可靠，效率较低。
电气传动必须有减速装置和将电机回转运动变成直线运动的装置，结构庞大、速度不易控制，而且气液联合控制和电液联合控制使系统在结构上也很复杂。
借助电子控制的液压技术，则可以方便地实现对液压系统的各种调节和控制，计算机控制的引入和各类传感元件的应用，也极大地扩展了液压元件的工作范围。
机械手的手臂运动由两个直线运动（水平方向及竖直方向）和一个旋转运动
（绕中心轴旋转）组成，可以完成升降、伸缩、旋转等3个自由度的运动．机械手由机械系统、位置检测系统和液动及控制系统等3部分组成．机械手初始状态如图1所示．
三、心得体会
本文是根据春兰公司对薄壁筒形工件自动热套工艺的要求研制的一套自动装卸工件的机械手，代替人手抓取并转移被加热的薄壁筒形筒形工件，以提高生产效率，减少工人的烫伤事故的发生。
看到专业的投入生产使用的设计论文，我自己对于生产领域非常不熟悉，并且对于设计完全无头绪，同时通过对生产实例的阅读研究，在电脑扮演重要角色的今天，PLC控制的机械越来越受到人们的亲赖。
在图书馆查到的资料一般也都是基于PLC控制的，可见现在基于PLC的生产领域的设计已经非常多，要想能够设计出能够投产使用的机械产品，学习计算机编程是必不可少的。
而毕业设计有关基于PLC控制的机械手，通过对本文的阅读我了解了基于PLC控制的机械手的基本设计步骤和一般设计方法。
单一具有机械知识无法同电脑控制相结合，是不能满足现在机械行业对设计人员的要求的，故在毕业之后，应该更多的自学和自己专业相关的电脑编程方面的知识，以适应现在行业对设计人员的要求。
读书笔记五：
《机械手的基本知识（三）》
——机械手相关知识
一、文章摘要：
本文章主要介绍了：
机械手的手部、腕部、臂部等重要的机械手的组成部分，其设计的好坏对机械手的工作机能有着直接的影响。
这里不但介绍了手部、腕部、臂部等设计中的问题，而且还介绍了不同的机构的类型及其特征等。
1、手部的类型：
手部是抓取工件或操持工具的部件，手部上直接与工件或工具接触的部分叫手指，手指的动作一般是开闭的。
其主要的形式有以下几种，如图所示：
1-7是夹钳式，主要是利用夹钳的开闭来抓取工件，按结构可分为：
两指和多指；回转与平移，外卡和内卡，是目前使用最广泛的一种。
8-13是气吸式，其手指是橡胶吸盘和塑料盘，利用真空吸气、负压吸气和其它形式吸气来工作。
15-16是磁吸式，其手指是电磁铁或永久磁铁。
利用磁铁的磁性来吸住磁铁性质的工件，它适宜抓取滚动轴承，汽车零件等。
其它形式，如橡皮轮胎圈式内衬，焊枪、喷枪、扳手等一定操作等，也是常见的。
手部设计要求：
具有足够的夹紧力、具有必要的开闭角度、手部各构件要有足够的刚度和刚度、保证一定的定位精度、结构简单，紧凑.
手部示意图：
心得体会：
通过阅读本文章，了解了一些机械手的全面的知识，为毕业的机械手的设计奠定了基础，为结构设计提供了依据。
读书笔记六：
《机械手——理论及应用》
——控制系统
一、文章摘要
控制系统是机械手的一个重要组成部分；是保证机械手完成动作要求的主要手段。
用它可以控制机械手的工作顺序、运动轨迹、动作时间和速度等，使机械手按照作业的要求去完成各项任务。
专用机械手用途单一。
其控制系统可按动作要求和工作循环进行专门设计和制造，以确保机械手完成所需要的动作，并重复使用，无需变更。
通用机械手用途多方，其控制系统也应适应变化的需要。
它的组成较为复杂，有一套程序编制、记忆、存储和重现的装置。
利用记忆、重现，可以自动反复地进行操作。
机械手可由单机控制也可由多机控制。
单机控制仅控制单项设备和所属的机械手。
而在自动流水线上有时不仅要配备一台机械手，而且要配备多台设备和多台机械手，共同构成一个综合的系统。
机械手控制系统的型式较多，按手臂的行程和定位的不同，可分为点位控制和连续控制；按记录和信号型式不同，可分为模拟式和数字式；按控制回路的不同，可分为闭环和开环式。
而在实际运用中则是根据情况的需要进行选择或适当的组合，以构成一个统一的控制系统。
机械控制是基本的一种控制，它是利用机械设备本身的有关部件实现控制，大多用于冲床。
射流控制具有结构简单。
稳定可靠、成本低和容易操作、维护等优点，特别对于气动机械手采用射流控制尤为恰当。
液压控制是机械手的一种主要的控制形式。
机械手的运动速度和操作时根据油的流量与压力，就可以控制液压机械手的速度和操作力，油压压力一般在每立方厘米5~140公斤范围内，最大臂力可达160公斤以上。
液压元件主要有方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。
方向控制阀能引导或阻止液流通过某选定的通道，它只起开关作用，而不能调节流量和压力。
它通常是两通、三通和四通型，可以采用手工或机械传动、气动和电动进行操作。
压力控制阀用于调节油路压力，可分为溢流阀和减压阀两类，可以使单级也可以是两级。
溢流阀是常闭的，达到最大压力时才开启，将多余流量从旁路流掉，以保持调定的压力。
减压阀是常开的，它的关闭是为了对管道中液流进行节制，以保持某一最低压力。
流量控制阀用来调节油路中流量，其结构形式也很多。
从简单的两通针阀、球阀、闸门阀直至固定式和可调式带压力补偿的流量控制阀等。
总之，液压执行元件结构紧凑，输出功率大，作为动力元件是十分合适的。
顺控器控制是一种新型自动化控制装置，它是根据一定的顺序来确定控制内容，并专门为进行顺序控制而设计的一种控制装置。
它的功能介于几点起固定逻辑控制和电子计算机之间，并吸收二者的优点，结构简单，价格较低廉，因而在工业生产中得到迅速的发展和应用。
二、心得体会
选题时选择控制部分的设计与结构部分，为了结构部分的设计更加合理，故阅读了这本书的控制部分章节。
从本章节的阅读中我了解到了液压控制的诸多优点，例如：
结构紧凑、控制的区间较宽等。
但是液压控制也存在一定的缺点，比如：
控制系统比较复杂、油温有上限等。
设计要求中是使用液压控制，那么在设计时就应该结合液压控制的优缺点进行结构设计。
读书笔记七：
《机械手——理论及应用》
——机械手的组成、分类、规格与用语
一、文章摘要
执行机构：
1.手部:
手部安装在手臂的前端。
手臂得到内孔装有传动轴，可把动作传给手腕，以转动、伸屈手腕，开闭手指。
2.手臂:
有无关节臂和有关节臂之分。
目前采用的手臂几乎都是无关节臂的。
多关节臂还处在研究阶段。
3.躯干:
躯干是安装手臂、动力源和各种执行机构的支架。
驱动机构主要有四种：
液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。
液压驱动主要通过油缸、阀、油泵和油箱等实现传动。
气压传动所采用的元件为气压缸、气马达、气阀等。
电气驱动采用的不多。
机械驱动只用于动作固定的场合。
机械手按照用途分可以分为专用机械手和通用机械手。
按控制形式分类可分为点位控制型机械手和连续轨迹控制型机械手。
专用机械手是专为一定设备服务的，简单、实用，目前在生产中运用比较广泛。
通用机械手是在专用机械手的基础上发展起来的。
通用机械手又分简易型、示教再现型和智能机械手、操纵是机械手等几种。
基本形式有直角坐标式、圆柱坐标式、球坐标式和关节式。
直角坐标式机械手是适合于工作位置成行排列或与传送带配合实用的一种机械手。
它的手臂可作伸缩，左右和上下移动，按直角坐标形式x、y、z三个方向的直线进行运动。
圆柱坐标式机械手是应用最多的一种机械手，它适用于搬运和测量工件。
圆柱坐标是机械手有五个基本动作：
①手臂水平回转；②手臂伸缩；③手臂上下；④手臂回转运动；⑤手抓夹紧动作。
球坐标式是一种自由度较多，用途较广的机械手。
关节式机械手是一种适用于靠近机体操作的传动形式。
它像人手一样有肘关节，可实现多个自由度，动作比较灵活，适于在狭窄空间作业。
列数是指机械手旋转关节数，它支配着机械手的位置姿势运算的复杂程度。
它不是雅克比行列的阶数。
二、心得体会
通过阅读本章之后根据老师的要求我知道了自己设计的属于专用机械手，使用液压驱动，液压驱动具有压力高，体积小，输出力大，动作平缓，可无级变速。
自锁方便，并能在中间位置停止的优点。
同时了解到机械手各个主要的执行部分的功能和作用。
根据基本形式和毕设的要求可知机床上下料机械手应使用圆柱坐标式，它具有直观性好，结构简单，本体占用空间小，而动作范围较大的优点，圆柱坐标式的三个运动组成正好符合上下料的专用特点。
从本章就基本可以确定了设计课题机械手的基本形式。
在设计内容中设计的机械手是三个自由度，一个旋转运动和两个直线运动。
在本设计中，应该是腰座的旋转运动，和手臂上下以及手臂伸缩的直线运动。
这三个自由度的运动构成圆柱体运动，对于铣床上下料专用机械手而言就已经足够了。
我的毕业设计的机械手是圆柱坐标式，圆柱坐标式机械手列数（m）与自由度（n）之间的关系是：
m=n-2.圆柱坐标型中有一个旋转关节，所以列数为m=1,则n=3.由于书中只给出了四个固定关节指抓取圆棒时的计算分析方法，对两个自由关节指抓取方料时的分析方法并不是很清晰，也没有其他类似书籍，所故计划把这一步计算留到最后查阅相关论文时再进行。
读书笔记八：
《机械手——理论及应用》
——躯干和传动系统
一、文章摘要
躯干和传动系统是机械手的重要组成部分。
机械手一般分为固定式和移动式两种，固定式机械手是由躯干、手臂、传动系统和伺服系统等组成，其手臂上都装有手腕和手爪，它可以沿三个坐标轴移动，并绕三个轴线进行回转。
机械手的立柱是用以支承手臂并带动它升降、摆动和移动的机构，手臂的俯仰也是由联结在立柱上的油缸驱动，立柱与机座相联，可固定在地面上、机床设备上、或者悬挂在横梁滑道上，也可以固定在能行走的基座上。
机座是支承机械手全部重量的构件，对其结构的要求是刚性好、占地面积小、操作维修方便和造型美观。
机座结构从形式上可以分为落地式和悬挂式，或分为固定式、可移动式和行走式。
无论哪一种形式，机械手工作时机座应予以固定。
机座的结构与机械手的总体布置有关，对专用机械手而言，传动和控制部分通常是单独布置，故机座比较简单或不设机座。
集中布置的优点是结构紧凑，管路短，占地面积少，移动、操作都比较方便。
手腕是连续手指和手臂的机构，它使手指能从不同的角度夹紧和松开工件，以增加机械手的灵活性。
手腕的运动和特点是手腕可做回转、上下弯曲和左右摆动三个动作，即具有三个自由度。
手腕和手臂的动作关系是：
手臂的三个自由度是用来使工件作上下、左右或前后往复移动和定位用的，而手腕的三个自由度是用来调整该工件的方向用的。
在设计手腕部件时，要求结构简单、紧凑、小巧。
手腕动作的动力源要从手臂内部通过，使手腕在摆动时，油管不致于扭转。
并要求能随时根据工作需要更换手爪，以扩大机械手的应用范围。
对手臂结构的要求一是尽量轻，以达到动作灵活、运动速度高、节约材料和动力，同时减少运动的冲击；二是要有足够的刚度以保证运动精度和定位精度。
手臂结构设计重点是驱动力的计算和偏重力矩的计算。
手臂一般有三个运动——伸缩、旋转和升降。
手臂由以下几部分组成：
动作元件，导向装置和手臂。
手臂的设计要求①手臂应承载能力大；②手臂的运动速度要适当，惯性要小；③手臂动作要灵活；④位置精度要高；⑤通用性强，能适应多种作业；工艺性好，便于维修调整。
尽量使手臂的重心通过回转中心，或者离回转中心尽量的近，以减少偏重力矩。
对于双臂同时操作的机械手，应使两臂的布置尽量对称于中心，以达到平衡。
以上这几项要求，有时往往相互矛盾，刚性好、载重大，结构往往粗大，导向杆也多，增加手臂自重；转动惯量增加，冲击力就大，位置精度就低。
因此，在设计手臂时，须根据机械手抓取重量、自由度数、工作范围、运动速度及机械手的整体布局和工作条件等各种因素综合考虑，以达到动作准确、可靠、灵活，结构紧凑、刚度大、自重小，从而保证一定的位置精度和适应快速动作。
此外，对用于热加工的机械手，还要考虑热辐射、手臂要较长，以远离热源，并须装有冷却装置。
对用于粉尘作业的机械手还要添装防尘措施。
由于设计要求手臂360度旋转，所以需采用直线油缸通过齿条、齿轮或链条、链轮来实现。
夹紧机构种类很多，有机械式、吸盘式和电磁式等。
根据设计要求，我认为铣床上下料机械手的夹紧机构应当使用机械式。
机械式夹紧机构是最基本的一种，应用广泛，种类繁多。
如按手指运动的方式和模仿人手的动作，可分为回转型、直进型；按夹紧方式可分为内撑式、外撑式和自锁式；按手指书目可分为二指式、三指式、四指式；按动力来源则可分为弹簧式、气动式、液压式等。
机械式夹紧机构是由驱动元件、手爪支持部件、传动机构、手指及各种垫片、附件等组成。
本设计的驱动元件是油缸，手爪支持部件固定在手臂上，传动机构是把活塞杆的运动变为手指开闭运动。
二、心得体会
通过本章的阅读，了解了各部分的设计原则，对手臂的设计计算公式及推演方法基本理解。
虽然我知道了公式，移动部件的重量如果按照10kg计算，但是起动或制动前后的速度差和起制动所需的时间我还是不明了应该带入那些数据，所以必须找时间查找资料与请教老师。
读书笔记九：
《机械手——理论及应用》
——机械手总体布置、作业分析、可靠性和效果
一、文章摘要
文章具体分析了各种型式的机械手的作业空间，圆柱坐标是机械手的作业空间的广度约为直角坐标型的10倍；球坐标式是圆柱坐标型的3倍，直角坐标型的30倍；关节型又是球坐标型的3倍，直角坐标型的87倍。
此外假若采用自由度为2的运动副时，则由此所涉及的作业空间更大。
机械手的场地布置前要经过一下五个步骤的分析：
1.确定工作物；2.确定不同工件的重量；3.工件的数量；4.动作要求；5.按照性能指标安排作业顺序。
影响机械手可靠和安全的环境因素有：
1.热：
一般工作人员当环境超过48°左右而又无冷空气冷却时，就不能连续进行工作。
因而，机械手的操作温度最大限值可取为48度。
2.振动：
机械手在振动的环境下操作，常易发生故障。
3.电源的干扰：
大的动力电源将影响电子元件的可靠工作。
4.液、气体和粉尘的喷洒和飞溅。
高温作业的机械手需要满足下列条件：
1.机械手能将坯料采用机械手，随后取出放置在轧钢机上。
2.工件放置的位置精度在±2毫米以内。
3.工件重量为30公斤（坯料加手爪重量）。
4.手爪的伺服机构能携带工件，并能完成要求的角度。
利用计算机辅助设计确定作业布置首先要掌握以下的信息——采用机械手的重要技术参数；机械手应该到达的区域和位置；
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