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m40 工业 机器人 小车 传动 装置 设计 通过 答辩 毕业论文 cad 图纸

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1 湖 南 科 技 大 学 开题报告 学 生 姓 名： 秦 湘 斌 学 院： 机电工程学院 专业及班级 ： 11 机设 6 班 学 号： 1103010618 指 导 教 师： 廖先禄 2015 年 3 月 20 日 湖南科技大学 2015 届毕业设计（论文）开题报告 2 题 目 工业机器人小车传 动装置设计 作者姓名 秦湘斌 学号 1103010618 所学专业 机械设计制造及其自动化 1、 研究的意义，同类研究工作国内外现状、存在问题（列出主要参考文献） 研究的意义： 首先，工业 机器人 是指面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行 完成 工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据 人工智能技术 制定的原则纲领行动。 目前来说，工业机器人已经普遍运用于工业生产， 工业机器人的运用显著 的提高了产品的生产效率和生产质量。 工业机器人 应用 领域分为很多种类，从常用的 机器人 系列和市场占有率来看，焊接、 切割 、 装配、搬运、上料、卸料、铸造、冲压和喷漆是主要的 工业机器人品种。 随着工业机器人的产生和迅速发展以及工业机器人普遍运用于工业生产， 国家的工业机器人的发展水平已经成为了衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志 。 提高工业机器人的设计和生产水平是 重塑我国制造业竞争优势的重要工具和手 段 ，也是 加快我国工业转型升级的务实之选。 就本题目来说，小车 传动装置是将原动机的运动和动力传给工作机构的中间装置 ， 其设计过程要综合考虑机器人整体结构和执行机构 (机械手腕 )的要求，是一次综合性比较高的设计。 通过对 工业机器人总体结构 和运动机构 的 分析 ,完成 工业机器人 小车传动装置 总体以及重要的传动零件 设计 ,能够 加深 设计者 对机械设计 制造及其自动化的 专业知识的理解 以及 提高 其 专业基础 知识的实际 综合 应用的能力。 同类研究工作国内外现状、存在问题 : 国外机器人研究现状 : 美国 1959 年研究出了第一台 工业 机器人 ， 目前 美国仍 然是世界上实力最强机器人大国，尤其是在航空航天以及生物仿生机器人方面代表着世界最先进水平。此外，日本在工业机器人， 仿人型机器人的研究走在世界的前端。而欧盟等西方发达国家则在工业机器人和医疗机器人等领域有较强的竞争力。 现如今， 世界各国都推行出结合本国情况的机器人战略 部署 ， 美国推行“再工业化”战略，大力发展工业机器人，希望重振制造业。日本 2004 年 5 月发布的“新产业发展战略”明确了机器人产业等 7 个产业领域为重点发展产业。近两年又开始重新审视机器人产业政策。韩国： 2009 年公布 智能机器人 基本计划， 2012 年 10 月发布了“机器人未来战略展望 2022”，将政策焦点放在了扩大韩国机器人产业并支持国内机器人企业进军海外市场方面。欧盟 2011年 8 月通过了一份发展制造业计划，提出新工业革命概念，以机器人和信息技术为支撑，实现制造模式的变革。 国内机器人研究现状 : 国内 在机器人的研究方面起步比发达国家要晚 很多 ，但是发展迅速， 经过 30 多年的发展，我国机器人数量也达到了一定的规模， 目前已基本掌握了机器人 的基本技术， 机器人的研究在一些方面也已经达到了世界先进水平，但 在 整体 水平 上 与发达国家相比仍然有很大差距。仔细观察， 不难发现的事实 是：我国在 机器人 的研究方面采取的方法主要是借鉴外国的先进技术，然后再进行二次开发， 自主创新开发的技术少， 这就造成了我国自身创新技术较少，制约了 机器人 产业化的发展。 总体上来说， 我国目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、 运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、 铸造、弧焊、电焊、装配、搬运等机器人。 也有 一些产品的技术水平已达到国际先进水平，但在总 3 体技术上还有很大差距，仅相当于国外 90 年代中期的水平。 伴随我国工业机器人需求的迅猛增长，实力良莠不齐的企业纷纷进入工业机器人生产市场，势必造成质低价廉的恶性竞争；虽然我国有近百家从事工业机器人研究生产的高校院所和企业，但现行的体制造成研究形式上过于独立封闭、内容上较为分散，难以形成合力，造成重复研究与时间、经费的浪费；多数企业热衷于大而全，一些关键部件研发生产 的企业纷纷转入整机的生产，难以形成研发、生产、制造、销售、集成、服务等有序、细化的产业链。因此，工业机器人的产业化发展有待规范。 国内机器人研究 存在问题 : 激增，但大部分 (尤其是高精尖设备 )仍 只能 靠进口。 主创新技术 的产品少 ，普遍沿用国外 落后和 淘汰的技术 。 缺乏核心技术，没有 拥有 核心竞争力的技术和产品。 有合适的技术交流和共享平台，抄袭现象严重。 主要参考文献 : 1 熊有伦 ， 丁 汉 ， 刘恩沧 . 机械人学 . 北京 ： 机械工业出版社， 2010 2 杨文玉 ， 尹周平 ， 孙容磊 . 数字制造基础 . 北京 ： 北京理工大学出版社 ， 2012 3 罗 璟 ， 赵克定 ， 陶湘厅 . 机器人的控制策略探讨 J. 机床与液压 ， 2008(10) 4 单金凤 . 石材立体工艺制品雕刻机器人的设计与研究 D. 山东大学 ， 2011(17) 5 肖 斌 ， 贾剑平 . 探讨未来机器人的发展方向和应用 J. 科技致富向导 ， 2011(20) 2、 研究目标、内容和拟解决的关键问题（根据任务要求进一步具体化） 研究目标： 小车传动装置是工业机器人的动力传 动装置， 是将原动机的运动和动力传给工作机构的中间装置， 是机器人运动部件 工作的动力传动和控制中心 。 小车传动装置的设计，要综合机器人的总体结构以及机器人的运动情况来 综合考虑 分析。 研究内容 : 通过对机器人的总体结构 分析和机器人 运动部件 的运动的 分析 ， 得到机器人的小车传动装置的运动参数和技术要求参数等，然后 根据得来的数据和参数对小车传动装置总体结构及重要零件进行设计。 另外，小车传动装置的设计还包括对小车传动装置中重要零件的设计，其中最重要的是传动齿轮和传动轴的设计，如何选取合适的零件的技术参数达到正常传动的技术要 求也是小车传动装置设计的一部分。 关键问题 : 设计的关键在于如何合理的结合机器人总体结构和机器人运动部件的提供的技术参数要求，如何正确合理的综合两者的技术要求选取小车传动装置的技术参数是设计好小车传动装置的难点和关键部分。 3、 特色与创新之处 工业机器人 主要 用于数控金属切削机床，工业机器人装备有定位式数控装置，使之能够实现沿三个坐标轴的给定程序的位移，并且完成大量控制工业机器人本身以及看过的工艺装备的工作循环指令。 完成 工业机器人的整体设计， 以及工业机器人中小车传动装置的详细设计和 小车传动装置 重要零件的设计 是一次跨越多科目的知识的大型设计 ,整个设计主要涉及到的知识内容有 了 机械设计、机械原理、机械工程材料、机械精度设计与检测等 机械设计制造及其自动化 这个专业的 主要必修课程。 在设计的过程中，我们会用到 大学 所学 专业课程中 的机械设计、机械原理、机械工程材料、机械精度设计与检测等主修课程 中的专业知识 ，并且 这次设计会将相关的知识 综合起来运用 。 这对我们之前所学的 专业课程知识不仅是一个全面 的复习， 加深我们对专业课程知识 4 的理解程度， 并且 会很大程度的提高 我们对专业课程 知识 综合运用的能力。 另外，这次设计的任务还包括 对机器人整体结构图、小车传动装置的装配图、以及传动装置零件图的绘制。图纸的工作量在 零号图以上，这对我们的绘图能力和读图能力也会是一个很大的挑战和提升机会。 4、 拟采取的研究方法、步骤、技术路线 （ 1） 收集资料，调查相关研究工作现状，科技文献翻译。 （ 2） 工业机器人总体设计 :机器人运动学简图绘制 （ 3） 工业机器人总体设计 :机器人总体结构图绘制 。 （ 4） 机器人小车传动装置的设计 :小车传动装置 总体 设计。 （ 5） 机器人小车传动装置的设计 :小车传动装置装配图的绘制。 （ 6） 小车传动装置零件的设 计 :小车传动装置零件的设计。 （ 7） 小车传动装置零件的设计 :小车传动装置零件零件图的绘制。 （ 8） 撰写机器人的设计 计算 说明书以及整理、检查、修改图纸。 5、 拟使用的主要仪器设备、试剂和药品 计算机 : 使用 件进行机器人设计说明书的编写修改。 使用 算机绘图软件 完成装配图和零件图的绘制。 6、参考文献 1 濮良贵，纪名刚，陈国定 . 机械设计 (第八版 ). 北京：高等教育出版社， 2012 2 潘存云，尹喜云，林国湘 . 机械原理 (第二版 ). 长沙：中南大学出版社， 2013 3 肖银 铃 ， 朱 静 ， 陆瑞红 . 机械制图 (第六版 ). 北京 ： 高等教育 出版社 ， 2007 4 关慧贞，冯辛安，黄玉美 . 机械制造装备设计 . 北京：机械工业出版社， 2009 5 王积伟，章宏甲，黄 谊 . 液压传动 (第二版 ). 北京：机械工业出版社， 2010 6 索罗门采夫，干东英，安永辰 . 工业机器人图册 . 北京 : 机械工业出版社， 1993 7 李必文，胡华荣 . 机械精度设计与检测 (第二版 ). 长沙：中南大学出版社， 2012 8 高为国，钟利萍，夏卿坤 . 机械工程材料 (第二版 ). 长沙：中南大学出版社， 2012 9 高 志，黄纯颖，卢 广 . 机械创新设计 (第二版 ). 北京：高等教育出版社， 2010 10 刘小年，唐开明，龚伶俐 . 算机绘图基础 . 长沙：湖南大学出版社， 2010 注： 1、开题报告是本科生毕业设计（论文）的一个重要组成部