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自由度 圆柱 坐标 液压 机械手 设计 13 CAD 开题 报告 独家

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内容简介：

一、前言部分用于再现人手功能的技术装置称为机械手。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。工业机械手是这样的一种机械装置,它能按一定的时间、位置、程序完成规定的动作,以传送、装卸或加工工件并满足规定的设计及工艺要求,从而能部分地代替人工的体力劳动。尤其在高温、粉尘、有毒等条件恶劣的环境中,或动作简单重复的情况下,采用工业机械手能明显地改善工人的劳动条件,防止工伤事故,提高劳动生产率。二、主题部分1机械手的历史背景机械手配件最先从美国开始研制。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手铆接机器人。作为机器人产品最早的实用机型（示教再现）是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人主要由类似人的手和臂组成它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。2机械手的现状及发展方向随着科学与技术的发展,机械手的应用领域也不断扩大.目前,机械手不仅应用于传统制造业如采矿,冶金,石油,化学,船舶等领域,同时也已开始扩大到核能,航空,航天,医药,生化等高科技领域以及家庭清洁,医疗康复等服务业领域中.如,水下机器人,抛光机器人,打毛刺机器人,擦玻璃机器人,高压线作业机器人,服装裁剪机器人,制衣机器人,管道机器人等特种机器人以及扫雷机器人,作战机器人,侦察机器人,哨兵机器人,排雷机器人,布雷机器人等军用机器人都是机械手应用的典型。机械手广泛应用于各行各业.而且,随着人类生活水平的提高及文化生活的日益丰富多彩,未来各种专业服务机器人和家庭用消费机器人将不断贴近人类生活,其市场将繁荣兴旺。近几年来,随着自动化工业的不断发展,机械手也将随之壮大起来.在未来几年里它的发展趋势如下:1.工业机械手性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修)。2.机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化:由关节模块、连杆模块用重组方式构造机械手整机;国外已有模块化装配机械手产品问市。3.工业机械手控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化;器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构:大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。4.传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机械手还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机械手则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制;多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。5.虚拟现实技术在机械手中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控机械手操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机械手。6.当代遥控机械手系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机械手的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机械手走出实验室进入实用化阶段。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。如位置发生稍许偏差时，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得一定成绩。视觉功能即在机械手上安装有电视照相机和光学测距仪以及微型计算机。工作是电视照相机将物体形象变成视频信号，然后送给计算机，以便分析物体的种类、大小、颜色和位置，并发出指令控制机械手进行工作。触觉功能即是在机械手上安装有触觉反馈控制装置。工作时机械手首先伸出手指寻找工作，通过安装在手指内的压力敏感元件产生触觉作用，然后伸向前方，抓住工件。手的抓力大小通过装在手指内的敏感元件来控制，达到自动调整握力的大小。总之，随着传感技术的发展机械手装配作业的能力也将进一步提高。更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。三总结部分机械手市场前景开阔为工业的制造生产带来变化的不仅仅是机械手使用的现代化生产技术，而且随之而来的现代化管理模式也大大改变了企业的生机和活力和市场竞争力。机械手的应用对于企业调整产业结构，升级转型，是一个良好的契机。四、 参考文献【1】王占林.近代液压控制M.北京:机械工业出版社,1997.【2】李允文主编.工业机械手设计M.北京:机械工业出版社,1996,5:57【3】工业机械手图册编写组.工业机械手图册M.北京:机械工业出版社,1978.【4】陆祥生，杨绣莲.机械手.中国铁道出版社.1985.1.【5】李允文.工业机械手设计.机械工业出版社.1996.4.【6】成大先. 机械设计手册.单行本. 液压传动M.北京: 化学工业出版社，2004.【7】袁子荣.液气压传动与控制M.重庆: 重庆大学出版社，2002.【8】张桂香.机电类专业毕业设计指南M.北京: 机械工业出版社，2005.【9】 黄伟，胡青龙.机械手PLC控制系统的设计J.机电工程技术，2008.37【10】工业机械手编写组.工业机械手M.上海:上海科学技术出版社,1978,12:1517【11】王承义.机械手及其应用M.北京:机械工业出版社,1981,6:3537【12】工业机械手编写设计基础编写.工