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铁矿
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铁矿粉自动取样设备的设计,铁矿,自动,取样,设备,设计
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南 京 理 工 大 学 紫 金 学 院毕业设计(论文)开题报告 学 生 姓 名：臧晔学 号：060104247专 业：机械工程及自动化设计(论文)题目：铁矿粉的自动取样设备的设计指 导 教 师:黄玲2010 年 3月 19 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 74082005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述摘要：本文简要叙述了机器手的组成及在社会生产中的作用。阐述了机器手的定义及发展历史、现状以及发展趋势，结合实际阐述了机器手的技术结构特点，及进行研究的意义。关键词：机器手 发展应用 技术要求 驱动方式 轨迹规划1.1绪论 机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置，或者叫自动化装置，它仍然是个机器，它有三个特点，一个是有类人的功能，比如说作业功能，感知功能，行走功能，还能完成各种动作，它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作，这里一个显著的特点，就是它可以编程，改变它的工作、动作、工作的对象，和工作的一些要求，它是人造的机器或机械电子装置。到目前为止，工业机器人是最成熟，应用最广泛的一类机器人，世界总量目前已经销售110万台，这是1999年的统计，但这110万台在已经进行装备使用的是75万台，这个量也是不小的。总体情况看，日本在工业机器人这一块，是首位的，成为机器人的王国，美国发展也很迅速，目前在新安装的台数方面，已经超过了日本，中国刚开始进入产业化的阶段，已经研制出多种工业机器人样机，而有小批量在生产中使用，这也是整个在日本、美国以及我们国家在工业机器人情况的一些比较。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，市场竞争激烈，人工成本上涨，以往人工操作的搬运和固定式输送带为主的传统物件搬运方式，不但占用空间也不容易更变生产结构，加上需要人力监督操作，这就大大增加生产成本，原有的装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保障生产的可靠度、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生产所必须面临的重要问题。自上世纪六十年代，机械手被实现为一种产品后，对它的开发应用也在不断发展，利用机械手搬运物体、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛。现在已经应用在了机械制造、冶金、化工、电力、采矿、建材、轻工、食品、环保等各行各业之中。比如：最典型的发展是生产者将此产品大量应用于卫生行业（全自动生化分析仪），从而实现了卫生检验中急需短时间、大量样品数据的要求，但在卫生领域的机械手因采用样品加单一酶试剂显色法，且采用滤光片结构设计，造成试剂价格昂贵，限制了产品市场的发展。 随着技术的进步，机械手的设计已经实破了单一试剂、加热及滤光片的束缚。随着社会的快速发展，工业现场机械手的要求将越来越高，其技术也越来越成熟。机械手在工业自动化生产中得到了很好的利用,它可减少人的重复操作,并且它还可以完成人无法完成的操作,从而大大地提高工业生产效率。1.2机械手的发展趋势机械手在早期的应用是在汽车制造工业方面，进行一般的焊接、喷漆、搬运物料等。但是面临一些人工无法完成的工作，机械手成为了人的替代品，因此，随着人把机械手运用到更多恶劣环境的想象力的产生，机械手有了更多用处，它可以替代人从事危险、有害、有毒、低温和高温等恶劣环境中的工作；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。目前机械手主要用于制造业中，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。机械手发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手，设它拥有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化作相应的变更，如位置发生稍微偏差时即能更正，并自行检测。重点是研究视觉功能，将机械手和柔性制造系统制造单元结合，从而根本改变目前的机械制造系统的人工操作状态。1.3机械手的分类根据机械手的用途可以把它分为专用机械手和通用机械手两大类。专用机械手是作为整机的附属部分存在的，专用机械手动作简单，工作对象单一，具有固定程序，通常使用在大批量的自动化生产线上。如自动化生产线上的上料机械手，装配机械手，自动换刀机械手等装置。和专用机械手不同，通用机械手是一种具有独立的控制系统、程序可变、动作灵活多样的机械手。它适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产。它的工作范围大，定位精度高，通用性强，广泛应用于柔性自动化生产线。1.4机械手的组成机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。各系统相互之间的关系如方框图所示。(一)执行机构包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。其中手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓取物件，并按预定要求将其搬运到指定的位置.工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件(如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等)与驱动源(如液压、气压或电机等)相配合，以实现手臂的各种运动(二)驱动系统驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的动力装置调节装置和辅助装置组成。常用的驱动系统有液压传动、 气压传动、机械传动。控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间)，同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。(三)控制系统控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间)，同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。(四)位置检测装置控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度达到设定位置.1.5 结论上文简要介绍了机器手及其发展史、现状、未来趋势。同时叙述了机器手相关的技术特性，如工作环境和动作要求，轨迹规划，工作模式等。参考文献1 余达太，葛志祺 .工业机器人应用工程M. 北京：冶金工业出版社，1999.4.2张建民.工业机器人M. 北京:北京理工大学出版社，1988.3蔡自兴.机器人学的发展趋势和发展战略J. 机器人技术，2001, 4.4金茂青，曲忠萍，张桂华.国外工业机器人发展势态分析J. 机器人技术与应用 ， 2001, 2.5 孝文.机器人发展的三大趋势J.科技潮-前沿科技. 2008，6. 6 朱世强，王宣银.机器人技术及其应用M. 杭州：浙江大学出版社，2001.5.7（日）日本机器人学会. 新版机器人技术手册M. 北京：科学出版社，2007.8.8 刘极锋.机器人技术基础M.北京：高等教育出版社，2006.5.9 John JCraig机器人学导论M北京：机械工业出版社，200610 吴振彪，王正家.工业机器人M. 武昌：华中科技大学出版社，2006.11 (美)斯克莱特，奇罗尼斯编，邹平译.机械设计实用机构与装置图册M. 北京：机械工业出版社，2007.12张晋西，郭学琴. SolidWorks及COSMOSMotion机械仿真设计M.北京：清华大学出版社，2007. 13 (美) SolidWorks公司，叶修梓，陈超祥. SolidWorks基础教程：零件与装配体J.杭州新迪数字工程系统有限公司. 北京：机械工业出版社，2008.14 郑午，郑玉彬，张学文，张红彦. 三维机械设计catia v5应用丛书M. 化学工业出版社，2006.15 王国强. 工程机械设计与维修丛书现代设计技术M. 化学工业出版社，2006. 16 机械工业出版社.机械设计手册单行本减速器与变速器M. 机械工业出版社，2007.17 侯永涛. SolidWorks机械设计实用教程M. 化学工业出版社，2006年1月.18 徐春艳.机械设计基础M. 理工大学出版社，2006年8月.19 杨世明.机械设计M. 电子工业出版社，2007年1月.20 .陈秀宁、施高义主编，机械设计课程设计M，浙江大学出版社，2003.21王雄耀.近代气动机器人(气动机械手)的发展及应用.液压气动与密封J. 1999, 5.22黄锡恺，郑文伟.机械原理M. 北京:人民教育出版社，1981.23 宫淑贞、徐世许编. 可编程控制器原理及运用M. 人民邮电出版社，2009. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：2.1课题任务本课题设计研制一台用于港口皮带输送机的铁矿粉自动取样设备。2.2课题要求该取样设备具有自动取样的功能，可以模拟人工定时定量地从传输皮带上提取样品，装入样品箱内。该设备由控制电机、减速传动机构、取样动作机构和电脑程序控制电路等部件组成，配备必要的定位传感器，可实现(1)单次取样动作完整(2) 每次取样间隔时间可以设定 (3)取样臂具有机械防冲击性能。取样设备运动机构设计需满足以下条件：取样过程：取样翻腕倒料停留重复取样，铁铲停留在传输皮带和样品箱中间；取样周期10120s，可任意设定，每次取样动作完成时间310s；传输皮带宽度80cm，取样铁铲运动半径65 cm。2.3拟采用的研究手段（1）认真阅读任务书，了解课题要求，查阅并消化相关资料；（2）初步确定方案；（3）根据方案进行具体的零件结构及尺寸设计，进行相关计算，验证并完善方案；（4）运用AutoCAD、Pro/engineer等机械绘图软件绘制相关零件图和机身结构的三维造型；（5）撰写论文。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：在前期查阅资料、调研的基础上，文献综述围绕本（论文）课题对机械手的国内外发展现状、机械手的分类和结构组成进行了分析和总结，对本课题进行了初步调研，并有了比较清楚的认识，为论文的研究工作的顺利开展打下了较好的基础。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和
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