气动机械手具有结构简单、重量轻、动作迅速、可靠、节能、不污染环境、可实现无级调速、易实现过载保护等优点,特别适用于汽车制造业、食品和药品包装行业、化工行业、精密仪器制造业和军事工业等。为了增强机械手的通用性和互换性,使同一机械手由于应用不同的模块而具有不同的功能,本文采用模块化气动机械手,对基座、立柱、手臂、手部等模块进行结构设计,便于机械手的标准化生产和使用。在机械手的结构设计分析中,根据D-H法建立了机械手的运动学模型,确定各连接杆件与末端执行器的空间位置和姿态关系;根据拉格朗日方程建立机械手动力学模型,确定各关节运动与作用力(或力矩)之间的关系。对机械手的定位控制分析,采用电气-气压伺服定位技术设计机械手的驱动系统,采用S7-200 PLC作为控制核心,根据机械手的工作流程制定控制方案,实现了机械手的任意点定位和无级调速。