机械手毕业设计开题报告

毕业设计(论文)开题报告学生姓名XXX学 号XXXXXXXX专 业机械设计制造及自动化指导教师姓名XXX职 称教授所在学院机电工程学院课题来源自选课题课题性质工程设计课题名称齿轮驱动手爪平行开闭的工业机械手设计毕业设计的意义毕业设计是培养创新能力的一个重要的实践环节，在毕业设计中可以提高独立思考和探索能力。通过大学各科的理论学习，课程设计以及实习实践，掌握理论的同时，也了解了各种机械与自动化技术在生活、生产实践中的运用。本次毕业设计的题目是：齿轮驱动手爪平行开闭的工业机械手的设计，涵盖了机械设计、自动机与自动线、液压技术以及PLC等的各门知识。通过此次毕业设计可以综合掌握各种理论知识的应用，为将来工作打下坚实的实践基础。机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种能按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。本次齿轮驱动手爪平行开闭的工业机械手主要运用于实现自动抓取零件。在国内，随着中国机械工业的飞速发展，目前中国机械手发展趋势主要在扩大应用范围重点发展机床加工、热处理、锻造等方面的机械手，以满足目前国内的需求。在满足国内需求的同时还相应发展通用机械手、示教式机械手、计算机控制机械手、组合机械手等。同时国内还大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触角、视角等性能的机械手，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。 在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。随着机械手的小型化和微型化，其应用突破了传统的机械领域，向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展。当今，工业机械手在国内外工业生产中的应用极为广泛，大致有以下几个方面：（1）实现单及自动化：各类半自动机床的自动上下料。（2）组成自动生产线：在单机自动化的基础上，自动装卸和输送工件，可以使一些单机连接成自动生产线。（3）特殊工作环境：如高温（热处理、锻造、铸造等）、有害有毒、星际探索、海底资源开发等环境采用机械手代替人进行作业。总的来说，工业机械手满足了社会生产的需要，并带来了社会经济收益。研究内容本课题是设计一通过气缸驱动，利用齿轮机构使手爪实现平行开闭抓取零件的机械手，并且能根据被抓取零件的外形更换手爪，以抓取不同形状的零件。且工作可靠稳定。工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国内尚无统一的分类标准，在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。按驱动方式分为：（1）液压传动机械手是以液压的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是:抓重可达几百公斤以上、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏。但对密封装置要求严格，不然油的泄漏对机械手的工作性能有很大的影响，且不宜在高温、低温下工作。若机械手采用电液伺服驱动系统，可实现连续轨迹控制，使机械手的通用性扩大，但是电液伺服阀的制造精度高，油液过滤要求严格，成本高。（2）气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是:介质来源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。（3）机械传动机械手即由机械传动机构(如凸轮、连杆、齿轮和齿条、间歇机构等)驱动的机械手。它是一种附属于工作主机的专用机械手，其动力是由工作机械传递的。它的主要特点是运动准确可靠，用于工作主机的上、下料。动作频率大，但结构大，动作程序不可变。本课题机械手的设计采用气缸驱动，利用齿轮机构实现的的机械手。2、本设计的驱动执行机构运动的传动装置用气压传动。现初步拟定以下三种的设计方案：方案一，齿轮齿条驱动连杆，连杆与夹持器两手爪相连实现工件夹紧放松。当动力源推动齿条向箭头所示的方向运动时，由于齿条和齿轮啮合，于是带动齿轮逆时针旋转，连杆与齿轮固定连接，与手爪活动连接。于是在连杆的带动下实现工件的夹紧。当齿条向相反的方向运动时实现放松。图2.1 方案一方案二，由两齿轮啮合实现驱动，两连杆带动两手爪实现夹持器的夹紧放松的操作。当动力源驱动两齿轮或者其中的某一个齿轮转动时，由于两齿轮相互啮合，两连杆与手爪直接活动连接，与齿轮之间固定连接。因此，通过连杆的带动实现了两手爪的开和。图2.2 方案二方案三，动力驱动齿条做左右的往复运动时，活塞杆末端的齿条带动齿轮旋转，通过齿轮的转动使手指齿条实现了平行运动，从而实现了实现了手指的平行开闭的运动。此运动机构由：一对齿轮、两个相同规格参数的齿轮、一个作为被驱动执行的长齿条以及两个平行放置的手指构成。图2.3 方案三本设计的机械手部采用方案三，综合了三种方案，且易于实现、紧凑。主要参数：（1） 抓重：200N；（2）手指夹持范围：棒料，50mm70 mm,长度450 mm 1200 mm；（3）驱动方式：气压；研究计划2月27日3月5日：分析设计题目，查阅、收集、整理、研究相关资料。3月6日3 月19日：初步拟定设计方案，方案分析、评价与完善。3月20日3月26日：结构设计与完善。3月27日4月16日：装配设计，绘制装配图及主要零件工程图，主要零件的有限元分析。4月17日4月30日：检查并完善设计图纸，整理设计资料，撰写设计论文。研究方法（1）查阅资料通过了解机器人的设计概况，寻找关于机器人设计的一些相关书籍、论文文献以及一些工业机械手的设计实例。细致了解机械手的各个结构、组成部分等，然后拟定方案。（2）类比分析法查阅相关的机械手进行对比，分析齿轮传动机械手与其他类型的机械手相同或者相似之处、相互的联系或者所运用的原理，然后根据他们在木屑方面的相似之处，进行类似的分析。最后设计出集中可行的方案。（3