多自由度机械手设计开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告题目：多自由度机械手设计系（部）：机电信息系专业：机械设计制造及其自动化班级：学生：学号：指导教师：2012年12月23日一、毕业设计（论文）题目背景、研究意义及国内外相关研究情况。目的：随着工业自动化发展的需要，机械手在工业应用中越来越重要。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。也提高了工件的生产加工速度，所以机械手的使用是非常高效的，就此设计出让人跟满意的机械手。意义：通过设计提高学生的机构分析与综合的能力,机械结构设计的能力,机电液一体化系统设计能力,掌握实现生产过程自动化的设计方法.通过设计把有关课程(机构分析与综合,机械原理,机械设计,液压与气压技术,自动控制理论,测试技术,数控技术,微型计算机原理及应用,自动机械设计等)中所获得的理论知识在实际中综合地加以运用,使这些知识得到巩固和发展,并使理论知识和生产密切地结合起来.工业机械手设计是机械设计及制造专业的学生一次比较完善的机械化设计.通过设计,培养学生独立的机械整体设计的能力,树立正确的设计思想,掌握机械产品设计的基本方法和步骤,为自动机械设计打下良好的基础.通过设计,使学生能熟练地应用有关参考,计算图表,手册,图册,和规范；熟悉有关国家标准和部颁标准,以完成一个工程技术人员在机械整体设计方面所必须具备的基本技能训练.。国内外相关研究情况：随着科技的不断进步，工业机器人机械手的发展过程可分为三代，第代，为示教再现型机器人，它主要由机器手控制器和示教盒组成，可按预先引导动作记录下信息重复再现执行，当前工业中应用最多。第二代为感觉型机器人，如有力觉触觉和视觉等，它具有对某些外界信息进行反馈调整的能力，目前已进入应用阶段。第三代为智能型机器人它具有感知和理解外部环境的能力，在工作环境改变的情况下，也能够成功地完成任务，它尚处于实验研究阶段。1国外工业机器人的的发展美国是机器人机械手的诞生地，早在1961年，美国的ConsolidedControlCorp和AMF公司联合研制了第一台实用的示教再现机器人。经过40多年的发展，美国的机器人机械手技术在国际上仍一直处于领先地位。其技术全面、先进，适应性也很强。日本在1967年从美国引进第一台机器人，1976年以后，随着微电子的快速发展和市场需求急剧增加，日本当时劳动力显著不足，工业机器人在企业里受到了“救世主”般的欢迎，使其日本工业机器人得到快速发展，现在无论机器人的数量还是机器人的密度都位居世界第一，素有“机器人王国”之称。德国引进机器人的时间比英国和瑞典大约晚了五六年，但战争所导致的劳动力短缺，国民的技术水平较高等社会环境，却为工业机器人的发展、应用提供了有利条件。此外，在德国规定，对于一些危险、有毒、有害的工作岗位，必须以机器人来代替普通人的劳动。这为机器人的应用开拓了广泛的市场，并推动了工业机器人技术的发展。目前，德国工业机器人的总数占世界第二位，仅次于日本。法国政府一直比较重视机器人技术，通过大力支持一系列研究计划，建立了一个完整的科学技术体系，使法国机器人的发展比较顺利。在政府组织的项目中，特别注重机器人基础技术方面的研究，把重点放在开展机器人的应用研究上。而由工业界支持开展应用和开发方面的工作，两者相辅相成，使机器人在法国企业界得以迅速发展和普及，从而使法国在国际工业机器人界拥有不可或缺的一席之地。英国纪70年代末开始，推行并实施了一系措施列支持机器人发展的政策，使英国工业机器人起步比当今的机器人大国日本还要早，并曾经取得了早期的辉煌。然而，这时候政府对工业机器人实行了限制发展的错误。这个错误导致英国的机器人工业一蹶不振，在西欧几乎处于末位。近些年，意大利、瑞典、西班牙、芬兰、丹麦等国家由于自身国内机器人市场的大量需求，发展速度非常迅速。目前，国际上的工业机器人公司主要分为日系和欧系。日系中主要有安川、oTC、松下、FANLUC、不二越、川崎等公司的产品。欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的CO毗U及奥地利的工GM公司。2国内工业机器人的发展我国工业机器人起步于20世纪70年代初期，经过30多年发展，大致经历了3个阶段：70年代萌芽期，80年代的开发期和90年代的应用化期。随着20世纪70年代世界科技快速发展，工业机器人的应用在世界掀起了一个高潮，在这种背景下，我国于1972年开始研制自己的工业机器人。进入20世纪80年代后，随着改革开放的不断深入，在高技术浪潮的冲击下，我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持，“七五”期间，国家投入资金，对工定机器人及零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷漆，点焊，弧焊和搬运机器人。，国家高技术研究发展计划开始实施，经过几年研究，取得了一大批科研成果。成功地研制出了一批特种机器人。从2O世纪9O年代初期起，我国的国民经济进入实现两个根本转变期，掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进了一大步，先后研制了点焊，弧焊，装配，喷漆，切割，搬运，码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批工业机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。但是与发达国家相比，我国工业机器人还有很大差距。目前，我国工业机器人公司主要有中国新松机器自动化股份有限公司和首钢莫托曼机器人有限公司。二、本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施。研究的主要内容：1.加强度现实生产中工业机械手的理解2.设计前对机械手主要的知识认知3.对工业机械手的各主要组成部分的分析，设计方案的确定4.确定机械手的主要结构5.对各主要结构进行计算分析6.确定能够实现机械手的各种功能如：手抓去，腕回转，臂伸缩7.确定机械手各部件的可靠性8.绘制主要结构零件图9.完成整个原理控制图10.绘制装配图研究思路与方法：采用同其它同等机械类设备的类比，方案比较等方法，根据工业机械手的实际应用特征及现有的物质、经济技术、人力等条件，以所学的理论知识为基础，按照工业机械手工作的一般过程、设计标准，借鉴以往相似设备的成功经验进行初步设计，然后对初步设计方案进行验算，修正，直至达到安全、经济、实用的目的。其中对于机械手设计中的关键问题、难点问题进行重点分析解决，确保整个设计方案的可行性和最佳性。三、本课题研究的重点及难点，前期已开展工作。1、重点及难点:本课题研究的重点是（1）选取机械手的坐标形式及自由度；（2）设计各机械手的执行机构：（3）如手、手腕、手臂；液压传动系统的设计；（4）机械手控制系统设计：如PLC控制；难点是选取机械手的坐标形式及自由度。2、前期工作：（1）查阅大量相关专业资料为设计做好准备；（2）进行多自由度机械手工作原理的分析；（3）分析并提出了总体机械结构方案。四、完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）。1-2周：机械手坐标形式及自由度的选取；3-4周：机械手的手部结构方案设计；5-