作者：杨之勇
随着生产的需求和技术的发展，机械设计开式运动链被提到前位，运动单元组件、由单一型过渡到多元型，电机减速机、液压马达、液压缸、等动力元和信息网络，运作编码器，压力，感知等传感器，与计算机控制、视频扫描，已成混合运动组合体，密不可分。机械开式运动链设计和技术已成为生产发展的第一需要。给广义机构在自动化中设计应用提供了理论基础。
机械手，机器人、等生产需要为机械开式运动链设计提出了新课题
操作和劳动离不开手，所以现有机械手的作为第一需求，特别是某些工序比如模具冲压，时有伤及人手的事故，在温州某些民营小企业操作工两手各拿一把钳子管两个工位锻造工操作工件工位，所以机械手成功设计项目成为渴求。
开式运动链多用机械手、机械臂、机器人、装载机等自动化项目中，连杆式机械臂手，如下图，是由大臂、小臂、腕关节、手指四部分组成，各部分各有自己动力输出和管控，连杆是机械臂手+行程开关（无触点开关）+触摸屏+可编程控制器+控制程序+传感智能器等组成，具有程序可调谐，作业可调性和稳定性，是闭式自循环的升级与发展，为生产作业的机械化，智能化等提供了理论基础，为广义机构技术发展提供了条件铺平了道路。如下图：
多工位冲压机床从自动上料，到工位运行操作机，采用气动夹紧，伺服减速机XYZ坐标伺服驱动由直线导轨导向运行重复精度0.02毫米，由于当时伺服减速机功率选型小了些，对提高运行速度带来不利，是笔者在南方（浙江）用设计技术打工时的设计项目也我国机械手设计一种首创新形式。这也开式机械运动链设计的一种理论与实践的体验。
00:50据了解目前我们的机械手机器人设计能力短缺，有的学机械专业大学生都有个专业局限和框框，绘画三维图，对于设计机械手和机器人所需要的开式机械运动链原理了解的较少，对于工艺要求，和其它关联性的东西也知道的不多，对于定点取料要有料位限制和物料姿态限制的供料器设计是应该考虑第一需要，特别是热加工中供料器设计比较难。否则有采用机器视频按姿态扫描结果去指挥机械手或机器人的手指，手腕，小臂等的动作，也就更难了，价格也上去了，所以要有新的构思和新方法方案来解决热加工物料定位和姿态控制问题。需要结合实际变通方案去处理。这也应该是大学本科和研究生教育应注意的理论与实践课题。
吊车机械手操作机的设计，那还是笔者在你南方用机械设计打工时，接到的一个网上项目。用户要求：将现有吊车改造成无人造作的自动在车间案设计程序把锻件铸件，分类自动摆放。预案：直角坐标机器人模式：方案：大车、小车、加升降构成开式机械运动链、为避免原有钢丝绳起吊晃动不稳，起吊形式采用连杆组形形式，为使运行准确，采用编码器输出运行编码（0、1）信息传输和计算机网络技术联系起来做到数字化，图形显示，与车间库存摆放智能化，是一个很好的工业机器人：直角坐标机器人设计尝试。
方案如下图：
吊车机械手部分可以配置两指机械手，五指机械手、或抓斗形式的部件，驱动动力可有4个动力源：1车调速电机减速机，2小车调速电机减速机，3升降部分由液压缸驱动，4机械手手腕由伺服电机驱动，其各部运行关系有软件程序配置一体化构成系统开式循环系统。见下逻辑框图
辊锻机械手是我们技术上的一个缺项，笔者曾为我企业设计过辊锻机械手方案，是一个开式运动链多动力输出的综合，实质是一个机器人的在辊锻加工中设计应用。下面图片是辊锻机械手的原理和开式运动链的综合应用。
辊锻机械手：涉及到辊锻中锻件线性伸长，机械手能随之随动后移，在辊锻中工件转动机械手能跟随转动，速度要快，适应热加工需要、这在我国，研究所，设计院都无胆量接受用户设计订单。也是专业分的过细，不少人做了专业的奴隶，学机械的把机械分为三六九等，有的持隔行如隔山的观点把自己封闭起来，实际科学是讲的规律，讲的是关联，是认识论和方法论把科学从专业的紧固中解放出来。使有心人认识到隔行不隔理，事不同理同，世界万物存在着对应关联，是对应论方法学，使人能触类旁通，打破时空局限性，历史和现实相似，有共同的规律，普遍存在对应，有的结构对应，有的物理对应，有的功能对应，有的因果对应。是大生产的需要，把生产进行分工，把生产要素进行专业管理，但自从有了专业，多数人习惯于从自己的专业看问题，只有少部分人没有被剥夺全面看问题的能力。
搞机械设计，没有逻辑思维不行，没有顿悟的感知能力也不行，没有完善的知识结构也不行，能学来的东西，都是已经存在的东西，没有的东西是学不来的，靠人们的急中生智，用中生智，才能做到无中生有的创新设计能力。是认识能力和方法建树能力，应变能力，解决问题能力是一个国家技术深厚与强大的标志。
以上吊车机械手，辊锻机械手，都是接受用户需要笔者设计的方案，论学历和资质不应该去承担一些高新项目设计，记得笔者参与台商在我国的汽车内饰件生产自动化设计中，有某大学的博士研究生也在跟随见习，他说你们没读研能搞设计，我们在读研，能看懂你们的设计，我们自己确不能设计，这正如将军是打出来的，设计能人是在项目设计中成长起来的一个道理。死读书和读死书是培养不出来的能人的。
开式运动链机械设计，可以跨越专业行业的局限和壁垒，但设计中要注意先有预案和用户商量或调研，确定预案→原理方案→结构方案→开式系统运动循环→∑时间展开和步序运作。动作节拍要小，也就是要快捷。至少要大于或等于人工作业速度，不然用户不会接受的。
为此人能操作的不要采用液压做驱动力，必要时可采用气动液控技术形式，重载，重型机器人或机械手，不得不采用也要或伺服减速机驱动。这就笔者的设计体会。