机械手的运动学冗余自由度是指机械手拥有比它的末端所需要的自由度更多的自由度。运动学冗余自由度的机械手具有比非冗余自由度的机械手更好的性能。例如，非冗余自由度的机械手在外部环境中有障碍物时受到非常大的限制，运动学冗余自由度的机械手就能很好的完成任务。由于奇异点的存在，非冗余自由度的机械手的工作空间受到限制，运动学冗余自由度的机械手就能很好的解决这类问题

助力机械手 的三种运动方式

　1、直移型

　　这种运动型式的机械手其臂部只具有沿三个直角坐标作直线移动的活动度,即臂部仅仅作弹性升降和平移等运动，它的运动规模的图形可所以一条直线一个矩形平面或一个长方体。这种型式的机械手布局简略，运动直观性强，便于完成必定的精度要求，但其占有的空间方位大相应的工作规模较小。

　　2、屈伸型

　　这种运动型式的机械手，臂部有大臂和小臂两部分，除了大臂具有水转和俯仰活动度外，小臂相对大臂还有一俯仰运动。从形态上看，小臂相对大臂作屈伸运动，根据此特征称之为屈伸型，它的运动规模图形为球体。

　　3、俯仰型

这种运动型式的机械手其臂部除了具有水转这个活动度外，还具有臂部俯仰这一活动度，这两个活动度与臂部弹性活动度构成一个完好的俯仰型机械手，它的运动规模图形为一空心圆球特征运动为俯仰，为便利起见称俯仰型。通常将只具有臂部俯仰而无臂部反转活动度的机械手称为俯仰型，因为其布局与俯仰型挨近。

机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。机械手可以完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等等。形式也是多样的，常见的有六种类型：

1、单臂单爪回转式机械手

这种机械手的手臂可以回转不同的角度进行自动换刀，手臂上只有一个夹爪，不论在刀库上或在主轴上，均靠这一个夹爪来装刀及卸刀，因此换刀时间较长。

2、单臂双爪摆动式机械手

这种机械手的手臂上有两个夹爪，两个夹爪有所分工，一个夹爪只执行从主轴上取下“旧刀”送回刀库的任务，另个夹爪执行由刀库取出“新刀”送到主轴的任务，其换刀时间较上述单爪回转式机械手要少。

3、单臂双爪回转式机械手

这种机械手的手臂两端各有一个夹爪，两个夹爪可同时抓取刀库及主轴上的刀具，回转180°后，又同时将数控冲床刀具放回刀库及装入主轴。换刀时间较以上两种单臂机械手均短，是的一种形式。

4、双机械手

这种数控转塔冲床机械手相当于两个单臂单爪机械手，相互配合起来进行自动换刀。其中一个机械手从主轴上取下“旧刀”送回刀库；另一个机械手由刀库里取出“新刀”装入机床主轴。

5、双臂往复交叉式机械手

这种梳棉机的两手臂可以往复运动，并交叉成一定的角度。一个手臂从主轴上取下“旧刀”送回刀库，另一个手臂由刀库中取出“新刀”装主轴。整个机械手可沿某导轨直线移动或绕某个转轴回转，以实现刀库与主轴间的运刀运动。

6、双臂端面夹紧式机械手

这种机械手只是在夹紧部位上与前几种不同。前几神机械手均靠夹紧刀柄的外圆表面以抓取刀具，这种机械手则夹紧刀柄的两个端面。

机械手爪的结构设计

机械手爪的主要作用为装卸数控机床工件，机械手爪的类型较多，根据机械手爪的工作方式不同，可分为搬运式、加工式、测算式手爪，实际应用中应根据数控机床操作过程中的要求，选择合适的机械手来完成相关的操作。此外，根据具体的工作环境，在满足数控机床要求的前提下，设计机械爪式要尽量小巧、轻盈，还要有紧凑的结构以及较强的通用性。设计机械手爪时，一是要考虑在数控机床的工作过程中机械手爪出现问题时，相关工作人员能够轻松地进行维修；二是要符合相关的流程；三是要考虑到设计过程中的成本。故根据以上的要求，在设计机械手爪式可设计杠杆式手爪，利用活塞的推力作用，使各结构完成联动，从而使手爪做出放松和夹紧的动作。其在工作过程中会出现比较大的夹紧力，可能会产生一定的***，所以机械手爪一般与弹簧结合起来使用。