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機械手主要由執行機構、驅動機構和控制系統三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。穿孔帶容納的程序長度可不受限制，但如果發生錯誤時就要全部更換。運動機構，使手部完成各種轉動（擺動）、移動或復合運動來實現規定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式，稱為機械手的自由度。

機械手控制的要素包括工作順序、到達位置、動作時間、運動速度、加減速度等。機械手的控制分為點位控制和連續軌跡控制兩種。控制系統可根據動作的要求，設計采用數字順序控制。驅動機構驅動機構是驅動手臂、手腕、手爪等構件的動力裝置，通常有氣動、液壓、電動等三種形式。它首先要編制程序加以存儲，然后再根據規定的程序，控制機械手進行工作程序的存儲方式有分離存儲和集中存儲兩種。分離存儲是將各種控制因素的信息分別存儲于兩種以上的存儲裝置中，如順序信息存儲于插銷板、凸輪轉鼓、穿孔帶內；位置信息存儲于時間繼電器、定速回轉鼓等；集中存儲是將各種控制因素的信息全部存儲于一種存儲裝置內，如磁帶、磁鼓等。這種方式使用于順序、位置、時間、速度等必須同時控制的場合，即連續控制的情況下使用。

工業機械手主要由執行機構、驅動機構、控制系統和機座等四部分組成。

驅動機構驅動機構是驅動手臂、手腕、手爪等構件的動力裝置，通常有氣動、液壓、電動等三種形式。控制系統控制系統是支配機械手按規定程序運動的裝置。它必須具備保存或記憶指令信息(如動作順序、到達位置和時間信息)的功能。能及時測量及處理信息，對機械手的執行機構發生控制指令，必要時還可發出故障報警。注塑機機械手的取出板真空釋放，開始吹氣，卸料手上的真空打開，把料全部都裝載到卸料手上。機座機座是安裝機械手執行機構、驅動機構等的基礎部件。

通用性強，能適應多種作業；工藝性好，便于維修調整 ，在設計手臂時，須根據機械手抓取重量、自由度數、工作范圍、運動速度及機械手的整體布局和工作條件等各種因素綜合考慮，以達到動作準確、可靠、靈活、結構緊湊、剛度大、自重小，從而保證一定的位置精度和適應快速動作。此外，對于熱加工的機械手，還要考慮熱輻射，手臂要較長，以遠離熱源，并須裝有冷卻裝置。對于粉塵作業的機械手還要添裝防塵設施。機械手的種類，按驅動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手。