机械臂的广泛应用

机械臂是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，能够通过程序控制完成一系列操作，在接受指令后，可以精确的定位到三位（或二维）空间上的某一点进行作业，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都有着广泛的应用。

机械臂根据结构形式的不同分为多关节机械臂，直角坐标系机械臂，球坐标系机械臂，极坐标机械臂，柱坐标机械臂等。

常见的机械臂为六自由度机械臂，包括沿x轴平移，沿y轴平移，沿z轴平移，绕x轴转动，绕y轴转动，绕z轴转动等六个操作，可以看成是水平多关节机械臂和直角坐标系机械臂构成。

从驱动上来讲，主要采用的是液压驱动，即采用液压缸来驱动手臂运动。也可采用气动、电机传动等形式。

众所周知，机械臂的主要功能就是用于抓取移动，因为其精确的抓取方向以及快速的反应，在工业中使用尤为突出，大大的降低了企业用人成本，同时还提高了生产效率，因此在智能制造中拥有着举足轻重的地位。

2016年在亚马逊分拣货物挑战赛上，来自荷兰的代尔夫特理工大学，因其研发的独臂机器人，最有可能接替亚马逊仓库员的工作，而赢得了比赛的冠军。

亚马逊分拣货物比赛现场

这场亚马逊分拣货物挑战赛上，共有16只队伍。获胜的荷兰团队，依靠着“高速度+精落点”拔得头筹。这个独臂机器人由吸盘、“两指”夹持器和3D深度感应摄像机等组装。他们的独臂机器人有分拣功能，能快速精确地从仓库中找到20个指定的货物，然后将货物放回货架并保持完整无损，重复来回都没有问题，这对于快递行业的分拣操作将会有突破性的改变，从根本上改变快递行业的发展。

独臂机器人的产生对许多电子商务公司来说，影响无疑是巨大的。这些公司可以依赖机器人，自动排序仓库货物，快速定位和交货，而且最重要的是能够节约成本。

当然，机械臂不仅能够应用在分拣货物，还有其他用途。

假肢对于有身体残疾的人很重要，可以帮助残疾人完成日常工作和生活中的很多事情。机械臂在医疗行业中可以当做病人的假肢，完成吃饭，刷牙等一系列日常动作。由于机械臂更为智能，因此可以完成比现有假肢能达到的程度更复杂的动作，并且以更加贴近真实肢体的方式运动。

DEKA机械手臂

代表企业：DEKA机械手臂在今年早些时候得到美国FDA批准的DEKA手臂系统，目前可完成多种复杂而有力的动作。它是以电池供电的系统可以配置在肢体受损的肩关节、中上臂或中下臂，但不能是肘或腕关节。它的动作由肌电图的电极控制。这种装置中的肌电图电极可以接收患者残肢处肌肉收缩的电活动信号，肌电图会把信号传送到假肢的处理器上，处理器会将它们转化为多达10种动作。

机械臂还可以用于外科的诊断与治疗，提高手术的成功率，尽量减少病人的痛苦。

Dextre机械臂

代表企业：加拿大航天局用于研制空间站Canadarm、Canadarm2和Dextre机器人手臂的技术已经适用于外科的诊断和治疗。加拿大外科创新和发明中心已经研发了图像引导自主机器人（robot）（IGAR）用于诊断和治疗癌症肿瘤。基于Canadarm精准移动人和物体的能力，IGAR可用于活体检测、结果分析和早期肿瘤的治疗。

机械臂还可以仿生人臂，用人工智能的方式，完成一系列动作。

Festo机械臂

代表企业：Festo的仿生搬运助理有11个自由度，这使得它的动作更自由，并在任何方向上都能精确地捕捉物体。灵活的辅助系统的精确捕捉工具可以自主地抓住物体，而不需要手动操作或编程。它的手有一个球状关节和一个带自适应手指的夹持器模块。夹持器模块的微型摄像头和集成的图像识别自动检测和跟踪目标物体，并启动抓取的命令。也可以通过语音识别让它接受语音命令去抓取、移动和放置物品。

好奇号火星探测器的扩展机器人手臂

好奇号火星探测器的扩展机器人手臂，是由美国宇航局研发的。

好奇号手臂和遥感桅杆携带科学仪器和其他工具，模仿肩、肘和腕的三关节手臂可以伸展至探测器身体的6.9英尺处，拿起661磅重的物体。

手臂的冲击钻和样品处理系统为好奇号本身的两台仪器收集并准备石头样品。此外，手臂的末端有一个彩色摄像头，一个元素识别仪，一个收集土壤样品的勺子和一个清理岩石表面的刷子。探测器共携带了10台仪器，包括一个气象站。

多旋翼机器人

除此之外，旋翼机器人西班牙塞维利亚先进航天科技中心（CATEC）和塞维利亚大学的研究人员建立并展示了10款多旋翼机器人，每个手臂每组最多配置7个关节，多种传感器，并用3D地图和主要信息编程。这里展示的三连杆臂安装在一个四旋翼飞行器上，包括控制电子装置和两个伺服驱动器，它们驱动前两个关节以尽量减少机器人中心位置的质量。驱动末端执行器的伺服位于第二个连接的末端。前两个连接时点阵结构，可以减轻重量。

机械臂可以应用于精确计算上，依靠编程系统，达到精确度量。

FLX.ARM.S16.ZX8机器人

代表企业：FLX.ARM.S16.ZX8机器人首款模型FLX.ARM.S16.ZX8是基于闭环运动控制平台，集成了超高分辨率光学编码器作为反馈，绝对定位重复重复精度达0.001英寸，并具有碰撞检测。其模块化的工具架包括了一个由丝状驱动的集成金属E3D热端，一个拾取-放置工具架，一个轻型铣削工具架和一个探头。

机器人手臂在X-Y轴的动作范围为16英寸，Z轴为8英寸，工作范围非常大。FLEX.IDE手臂设计和制造软件具有一个独立于平台的客户端和高性能服务器处理的客户端-服务器体系结构。

机械臂在教育行业，也可以作为模型的存在，小孩子们可以通过原件组合成一套完整的机械臂。

DarthVaderarm机器人手臂

代表企业：DarthVaderarm机器人手臂，可以教孩子们组建机器人。该套件包括45个部件，它们相互啮合在一起组成一个长约16英寸手臂。基座上的控制让你可以通过杠杆旋转、伸展或收缩手臂，并使手指聚合以抓住物体。

除此之外，机械臂还可以用于手势控制，抽象触感等领域，在中国制造2025到来之际，占据智能制造中的一席之地。