机械手是典型的机电一体化装置,它综合运用了机械与精密机械、微电子与计算机、自动控制与驱动、传感器与信息处理以及人工智能等多学科的最新研究成果,随着经济的发展和各行各业对自动化程度要求的提高,机器人技术得到了迅速发展,出现了各种各样的机械手产品。手爪的应用环境千差万别,抓取可靠、环境适应性好、控制简单、自适应性强、自主能力高是衡量机器人手爪设计水平的重要标志。性能优良的机器人手爪可以实现可靠、快速和精确地抓取。研究和开发一个性能优良的机器人手爪是一项艰巨的任务,包括技术实现和理论研究两个方面。近年来机器人技术得到大力的发展,手爪的研究也步入了一个良好的发展时期,机器人手爪正由简单发展到复杂,由笨拙发展到灵巧,其中的仿人灵巧手已经发展到可以与人手媲美。机械手对目标物体抓取的稳定性研究是一个值得长期探讨的课题。本论文在综述近年来机械手技术研究和发展状况的基础上设计了一种用于实验目的可以对目标物体进行稳定抓取的小型化、轻量化机械手系统。本文先从整体上对机械手设计的特点和局部结构相关元件的选择进行研究,设计了一种5自由度机械手,然后对机械手手臂建立运动学方程,并且在此基础上用MATLAB软件对其仿真,验证方程推导得正确性,接下来按照稳定抓取的要求选择了适用于本系统的传感器,并设计了信号调理电路,然后设计了以单片机为控制单元,通过电机驱动模块来控步进电机转向以及转速来实现手爪变速开合的系统硬件结构并在此基础上设计软件流程包括主程序,数据处理程序以及PWM调速等程序流程图,并进行程序编写。通过对机械手系统提供的总体设计方案,为下一步详细设计的深入奠定了理论基础。