五自由度钣金机械手结构设计含ProE三维及6张CAD图.zip
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自由度
机械手
结构设计
ProE
三维
CAD
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五自由度钣金机械手结构设计含ProE三维及6张CAD图.zip,自由度,机械手,结构设计,ProE,三维,CAD
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五自由度钣金机械手结构设计开题报告课题题目及来源：本课题来源于生产实际应用。在汽车等产品生产制造过程中需要用到许多钣金件，而钣金件的加工，比如：冲压、焊接等均要用到机械来实现钣金上下料，这就需要灵活、适用性强、高性能的钣金机械手来配合高节奏的汽车生产线。课题研究的意义和国内外研究现状：本课题以五自由度钣金机械手为对象，通过本设计使我们能对大学期间所学知识进行综合应用的训练，达到加深大学期间所学这些知识的理解和应用的目的，使我们逐步掌握机电产品设计的方法，提高实际设计能力和解决问题的能力。通过本课题的研究，进一步发现自己在学习中的薄弱环节，提高理论与实际相结合的能力，为以后在实际工作中从事相关工作打下坚实的基础。在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下： （1）以提高生产过程中的自动化程度 应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。（2）以改善劳动条件，避免人身事故 在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。（3）可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，机械手减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。机械手的国内外研究现状如下：（1）国内的研究现状钣金机械手最早应用在汽车制造工业，常用于冲压、焊接、上下料和搬运。钣金机械手延伸和扩大了人的 手足和大脑功能，它可替代人从事危险、有害、有毒、低温和高温等恶劣环境中工作：代替人完成繁重、单调重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。目前主要应用与制造业中，特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。钣金机械手与数控加工中心，自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统，实现生产自动化。随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，机械手的应用领域日益扩大。我国的钣金机械手发展主要是逐步扩大其应用范围。在应用专业机械手的同时，相应的发展通用机械手，研制出示教式机械手、计算机控制机械手和组合式机械手等。可以将机械手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构，设计成典型的通用机构，以便根据不同的作业要求，选用不用的典型机构，组装成各种用途的机械手，即便于设计制造，又便于跟换工件，扩大了应用范围。目前国内机械手主要用于机床加工、锻造。所以，在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专业机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。（2）国外研究现状国外机械手在机械制造行业中应用较多，发展也很快。目前主要用于机床、横锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如 发生少许偏差时候，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得一定的成绩。课题研究的主要内容和方法，研究过程中的主要问题和解决办法：课题研究的主要内容和方法如下：（1）查阅资料，撰写开题报告，掌握机械产品设计的基本步骤；（2）结合题目进行市场调研，了解现场工程问题，积累相关资料，做好调研笔记；（3）了解钣金机械手工作原理与性能及各部件零件的设计方法，进行设计方案比较后优选；（4）对各机构进行设计与校核。本设计将采用文献研究及理论分析研究机构视图分析三种方法。 （1）文献研究：先对已有的钣金机械手相关的文献尽性系统的学习和阅读。归纳整理钣金机械手的相关理论，重点整理其驱动及传动机构的工作原理和构成，运作方式方面的研究。（2）理论逻辑分析：通过对钣金机械手的详细解读，提出设计的不足之处，进行改进，结合时代发展的新特点，使其更加完善。研究过程中的主要问题和解决办法：主要问题为整机各自由度动力匹配及运动范围及速度选的，我们可以通过三维仿真来模拟从而解决这个难题。总体方案：本钣金机械手总体方案如下，五个自由度分别为：臂部回转、臂部伸缩、碗部升降、腕部回转、手部俯仰，其中臂部回转由电机1带动涡轮蜗杆传动实现、臂部伸缩由电机2带动丝杆螺母传动实现、碗部升降由电机3带动丝杆螺母传动实现、腕部回转由直流调速电机4直接驱动转动实现、手部俯仰由电机5带动丝杆螺母传动带动滑槽机构实现，最后手部连接吸盘或者磁盘实现钣金的取放，其方案见图如下图示。课题研究所需的参考文献： 1 刘鸿文. 材料力学M.第六版. 北京：高等教育出版社， 2017：1-200.2 成大先.机械设计图册（1-5卷）M.北京:化学工业出版社，2016.3 罗红专.机械设计基础M.北京：机械工业出版社，2016：1-260.4 李超，气动通用上下料机械手的研究与开发.陕西科技大学，20165 陆祥生 ，杨绣莲.机械手.中国铁道出版社,2015.16 张建民.工业机械人.北京：北京理工大学出版社,20127 史国生.PLC在机械手步进控制中的应用.中国工控信息网,2005.18 李允文.工业机械手设计.机械工业出版社,2016.4 9 蔡自兴.机械人学的发展趋势和发展战略.机械人技术,2015，410 周洪.气动技术的新发展.液压气动与密封,2015，411 金茂青，曲忠萍，张桂华.国外工业机械人发展的态势分析.机械人技术与应用,2011，212 王雄耀.近代气动机械人（机械手）的发展及应用.液压气动与密封,2015，513 李明.单臂回转机械手设计.制造技术与机床，2014. 14 张军， 封志辉.多工步搬运机械手的设计.机械设计,2014.4：2115成树康.电动机智能控制基础.哈尔滨工业大学出版社，201616张福学.机器人学-智能机器人传感技术.电子工业出版社,2015:17金广业 陶兴汪.工业机器人与控制.东北大学出版社,2015:18马香峰. 机器人结构学B M . 机械工业出版社，1991 19俄IO.M.索罗门采夫. 工业机器人图册B M. 机械工业出版社，2015 20黄继昌,徐巧鱼,张海贵等. 实用机械机构图册B M. 人民邮电出版社，201621 Cole Thompson Associates“Directory of Intelligent Buildings”1999.22 Heqiang Tian，Dongmei Wu，Zhijiang Du,et al. Design and analysis of a 6-DOF parallel robot used in artificial cervical disc replacement surgeryC. 2010 IEEE International Conference on Information and Automation,Harbin, China，2010：30-35. 23 A Kumar. Positioning Accuracy of Manipulators with Encoder Equipped JointsJ. Proc.of Symposium on Robotics Research and Advanced Application ASME，1982，765-771.24 Kurovich AN, Belousov Iya, Shukha OM. Status and Development of Hydraulic Press Production J.Tyazheloe Mashinostroenie, 2004(3):46-50.25 William T. Townsend, The Barrett Hand grasper
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