1. 研究目的与意义
目前，在工业生产等领域中，由于工作的需要人们经常会受到高温，有毒气体等因素的危害，不仅增加了人工工作强度，甚至会危害生命。由于以上问题，目前迫切的需要一项设备能代替人在恶劣的环境中进行工作。随着制造业已经进入一个全新的阶段，各种自动化装备、自动化产品的性能不断加强，价格的不断降低，智能机器也就应运而生了。教学型机械手是针对教学所研制的典型机器人设备。当今社会，机械手被普遍用作机床或其他机器的附加装置。机械手主要由手臂，运动系统和控制系统组成。手部主要用来抓取工件，主要分为夹持型、托持型和吸附型等运动机构，使手部完成各种动作，改变被抓持的物体的位置和姿势。在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，这些工业机器人主要由类似人的手和臂组成，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能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、轻工和原子能等部门。 但是这样的使用会显得呆板,灵活性低，应用范围较小目前国内外正在研究反应速度更快，更可靠的机械手，同时也正在研究用人脑来代替程序控制的机械手。在这个进程中仿生机械手也正在慢慢的被人类所重视。
国外的机械手领域研究已经取得的迅速的发展机器性能不断的提高从以前的呆板，低速发展到如今的高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修，同事单机价格不断下降，机械结构向模块化、可重构化发展。控制系统向基于pc机的开放型控制器发展，便于标准化、网络化器件集成度高，控制柜日渐小巧。当代遥控系统的发展不再是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器的的人机交互控制，即遥控加局部自主系统来构成完整的监控遥控操作系统。
我国同样在20世纪70年代便开始了智能机器人的研究的研究。我国目前已基本掌握了机械手操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术。但总的来看，我国的的产品生产技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：可靠性低于外国产品；智能化起步较晚，应用领域狭窄，生产线系统与国外比有差距；在应用规模上我国已安装的工业机器人约300台，约占全球已安装台数的万分之三。以上原因主要是没形成机器人产业，目前我国机器人生产都是按用户要求“一客户，一设计”品种规格多、批量小、通用程度低、成本高可靠性差。因此迫切需要解决产业化的问题。我国的智能机器人在国家的“十一五”规划下也取得了不少成果在力学、触觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作，有了一定的基础但是在控制和模块化方面刚刚起步，需要在原有的基础上系统攻克，才能形成系统配套的技术和产品。
2. 研究内容和预期目标
（1）研究国内外机械手发展的现状，阐述了教学型机械手的功能要求和意义
（2）熟悉机械手的运动机理，确定机械手的基本系统结构。对各个模块进行模型分析完成各个模块的设计和阐述。
（3）主要功能：机械手的上升和下降、前进和后退、空间旋转和人机交互
3. 研究的方法与步骤
本课题拟采用软硬件相结合组成实际控制系统。主要分为以下几个部分：系统分析、电路设计，程序编写。然后完成电路原理图的绘制和硬件电路图的设计，最后完成plc软件的编程及其硬件功能的调试，实现人机交互。
其设计的主要步骤：
(1) 先查阅文献了解如今有的机械手的模型，查阅plc的相关的一些书籍和材料， 整理出自己论文所需要的一些重要的文献资料
4. 参考文献
[1]张运刚.plc系统编程调试入门:s7-200问与答[m].北京:机械工业出版社,2014
[2]马林联.plc技术及应用教程[m].北京:中国电力出版社,2014
[3]庞科旺,袁文华.plc电气控制系统设计及应用[m].北京:中国电力出版社,2014
5. 计划与进度安排
（1）2022-2-20～2022-3-17（4周） 查阅相关背景及技术资料，制订具体计划，撰写开题报告。
（2）2022-3-20～2022-3-31（2周） 提出实现方案，熟悉plc硬件资源及编程技巧，熟悉触摸屏使用方法。
（3）2022-4-03～2022-4-21（3周） 设计电路原理图，提出程序框图，编制控制程序。
