平面关节型机械手设计开题报告.doc
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1、哈尔滨远东理工学院毕业论文开题报告开题日期: 2013年 11 月 30 日学生姓名王振福分院工学院专业、班级10级机械电子工程4班指导教师姓名何文广职称高级实验员从事专业工学院机械电子工程是否外聘是否题目名称平面关节型机械手设计一、课题研究现状、选题目的和意义(可增页)自上世纪六十年代,机械手被实现为一种产品后,对它的开发应用也在不断发展,用机械手搬运物体、装配、切割、喷染等等,应用非常广泛。现在已经应用在了机械制造、冶金、化工、电力、采矿、建材、轻工、食品、环保等各行各业之中。比如:最典型的发展是生产者将此产品大量应用于卫生行业(全自动生化分析仪),从而实现了卫生检验中急需短时间、大量样品
2、数据的要求,但在卫生领域的机械手因采用样品加单一酶试剂显色法,且采用滤光片结构设计,造成试剂价格昂贵,限制了产品市场的发展。随着技术的进步,机械手的设计已经实破了单一试剂、加热及滤光片的束缚。随着社会的快速发展,工业现场机械手的要求将越来越高,其技术也越来越成熟。机械手是机器人的关键执行部件,其机构尺寸直接影响机器人工作空间的准确性、轻量化要求以及工作性能等。除此之外,机械手的驱动装置所提供的平稳性、安全性、高效性也是关键之一。当代电动机械手或液气压驱动机械手都是作往复运动或旋转运动,而用来构造机械手的关节时,要把往复或旋转运动转换成所要求的其他运动方式,通常必需有一套机械装置。它们体积大、结
3、构复杂,而且灵活性也远远落后于人体的关节,所以灵巧的机械手驱动肌肉或关节的发展成为机器人研究和制造者的共同兴趣。工业机械手可以代替人手的繁重劳动,显著减轻工人的劳动强度,提高劳动生产率和自动化水平,解决了工业生产中长期频繁单调的操作。也提高了工作的生产加工速度,所以机械手的使用时非常高效的。现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题,机械手在工业生产中的应用越来越广泛,它们可以代替人类劳动,完成各种精密、繁重、恶劣,甚至是危险的任务。随着生产力水平和科学技术的日益进步,机械手正向着高速、高精度、轻质、重载、高可靠性、高灵活性等方向发展。因此,必须尽可能地分析机械手的运动动力学特性,从
4、而有效的提高其精度。机械手是一种强耦合的、时变的、非线性系统,因此要准确建立起精确的数学模型是非常困难的。采用虚拟技术对机械手进行运动学和动力学仿真,可以形象的观察到机械手的运动轨迹,进而对机械手性能进行分析,提高了机械手的研发效率和可靠性。机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,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,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力,改善热、累等劳动条件。二、论文的基本内容、拟解决的主要问题内容:1平面关节机械手总体
5、设计;2平面关节机械手移动机构设计;3平面关节机械手手指机构设计;4平面关节机械手手臂机构设计;5平面关节机械手装配图和零件图的绘制。技术要求:1抓取重量:2kg2自由度:3个(2个回转1个移动)3大臂:长700mm,回转运动,回转角240度,步进电机驱动,单片机控制。4小臂:长600mm,回转运动,回转角240度,步进电机驱动,单片机控制。5移动关节:气缸驱动,行程开关控制;6手指关节:气缸驱动,行程控制开关。基本思路及解决的主要问题1.接受任务,实地调研及查阅有关资料,结合相关的数据,对平面关节机械手的工作 原理及总体结构进行初步分析。2.拟定平面关节机械手的传动原理,选择机械手的驱动方式
6、为电气驱动,绘制出工作原理草图。3.根据主要的技术数据及相关的要求,确定其传动方案并设计出平面关节机械手的总体结构。4.综合平面关节机械手的工作性能及技术要求,选择各机构导轨的类型和结构。5.对平面关节机械手各部件机构进行有机整合,使传动、加工、控制系统能够有效的一体化,使相关部件的功能得到充分协调的发挥。6. 通过老师的强化指导,自己按计划分阶段定期完成任务,作出每周进度评论,严格执行进度安排。三、研究方法1、研制有更多自由度的机械手。2、研制带有行走机构的机械手。这种机械手可以从一个工作地点移动到另一个工作地点。3、研制能自动编程和自动改变程序的机械手。4、研制具有一定“感触”和“智力”的
7、智能机器人。各工业部门广泛进行技术改造需要大量机械手。为使机械手向标准及组合化方向发展,各工业部门可根据工作要求选择某些标准部件组合成具有所需自由度及活动范围的机械手。在高温、高压、高粉尘、真空、放射、有毒及危险的作环境中用机械手代替的一部分劳动具有极大意义。今后,将大力研制能在这些场合工作的机械手另一发展趋势是提高机械手的运行速度、定位精度及通用性,以扩大机械手的应用范围现代技术。已能以光敏元件模拟人眼,以声敏元件模拟人耳,以热敏元件模拟皮肤的触觉及冷热感,以电子计算机控制机械手。已能做到自动识图识别物体、认识道路、躲避障碍物、自动组装、自动排列装箱等,有人把这种机械手称为智能机械人。其实它
8、是由人设计制造的对外界的判断及分析能力很有限,根本不能与人的智能相比拟,在使用过程人中还需要调试和维修,无论今后它发展到什么高级程度,都只是人们应用工的一种自动化工具。四、进度安排2013.11.112013.11.30: 明确设计任务,查阅相关的参考文献资料,完成开题报告;2013.12.12013.12.15: 确定平面关节型机械手的总体设计方案。2014.3.32014.3.17: 进行总体结构的设计;2014.3.182014.4.6: 进行手指设计;2014.4.72014.4.27: 进行移动关节设计;2014.4.282012.5.14: 进行小臂、大臂设计;2014.5.152
9、014.5.22: 进行机身设计,绘制总装配图、编写设计说明书;完成设计准备答辩。五、参考文献1 成大先.机械设计手册S.第三版第1卷.北京化学工业出版社,1993.2 成大先.机械设计手册S.第三版第3卷.北京化学工业出版社,1993.3 同济大学理论力学教研室编. 理论力学M.上海:同挤大学出版社,1995.4 王三民.机械原理与设计M.北京:机械工业出版社,2003.5 杨培元,朱福元.液压系统设计简明手册M. 北京:机械工业出版社,19926 魏宣燕.机械的设计与使用安全性J.建筑机械化,2000.7 陈铁鸣,王连明,王黎.机械设计(修订版)M.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2003.
10、8 王三民,诸文俊 .机械原理与设计M.西安:机械工业出版社,2000.9 王世刚,张秀亲 ,苗淑杰.机械设计实践(修订版)M.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2003. 10张培艳 工业机器人操作与应用实践教程M 上海交通大学出版社 200911闻邦椿主编 机械设计手册(第5版)第1卷S 机械工业出版社 201012王三民 西北工大 等主编 机械原理与设计M 2012 13王春行 液压控制系统M 机械工业出版社 2011 14薛铜龙 机械设计基础M 201115闫晓鹏、武瑛、杨丽萍、高保凤、李志刚 材料力学 M2013指导教师意见:签字: 年 月 日- 欢迎下载资料,下面是附带送个人简历资料用
11、不了的话可以自己编辑删除,谢谢!下面黄颜色背景资料下载后可以编辑删除X X X 个 人 简 历个人资料姓 名:xxxx婚姻状况:未婚照片出 生:1987-06-24政治面貌:团员性 别:男民 族:汉学 位:本科移动电话:专 业:英语电子邮件:地 址: 教育背景2006.9-2010.6吉林工程技术师范学院-外国语言文学系主修课程本科阶段主修大学英语精读,大学英语泛读,英语口语,英语听力,英语写作,英语口译,翻译学,词汇学,语法学,英美概况,英国文学,美国文学,语言学,日语,中外名胜。特长及兴趣爱好除了有专业的英语方面知识外,我在校生活部工作一年, 在系宣传部和秘书处各工作一年。为全面发展,大三
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