毕业设计开题报告--蜣螂虫式机器人三维实体建模与机构仿真

1、歸i处矩车工业嗦晓毕业设计开题报告课题名称蟒螂虫式机器人三维实体建模与机构仿真教学科研完成日期课题来源t1213-5学号20120130808戴晨光阮景奎专 业班 级学生姓名指导教师机械设计制造及其自动化2015.12.31 2016.5.23一、课题来源、目的、意义1 课题的来源本课题将公司制造车间实际的虫羌螂虫式机器人，对蜒螂虫式机器人的各个部 件进行科学整理、归纳和完善，最终完成康!螂虫式机器人的实体建模，整体装 配及运动分析。2. 本课题研究目的运用pro/e、ug等三维cad软件，完成唬螂虫式机器人机构的三维实体建 模和整体装配，实现蚯螂虫式机器人机构的运动分析及仿真，用以指导机器人

2、的 运动性能，获得相关数据和结果，达到提高分析精度、设计水平和市场竞争力的 目标。3. 本课题研究的意义随着国民经济的发展，机器人的发展也随之兴起，机器人在实际生产的意义 不言而喻，减少工人劳动，保障产品质量，保护了工人的身体。在军事方面也有 不可估量的展望。在制造业中，工业机器人甚至成为不可少的核心装备，世界上 有近百万台机器人于工人朋友并肩战斗在各条战线上，机器人的出现是社会和经 济发展的必然，它的高速发展提高了社会的生产水平和人类的生活质量。人们对 其工作时的可靠性和安全性要求也越来越高，此外，螂虫式机器人在工作时产生 的摩擦，动作不协调性，无法100%保证应用的实际效率，因此必须对其进

3、行动 态分析和动态设计，以满足工作时的安全可靠性的要求。基于上述原因，这就要求对螂虫式机器人进行优化设计改进结构以减小工作 过程中的各种动态力。通过对螂虫式机器人的三维实体建模和运动分析及仿真,不但能够缩短生产周期，降低制造成本，而且能及时发现设计误区与运动状态,获取大的经济利益和社会效益。二、国内外概况、预测和文献综述仁课题的国内外研究概况国内研究情况：口本在20世纪60年代和美国都在开始进行机器人的研究，由于我们国家存 在很多各种因素，问题。我们国家在机器人的研究，在20世纪70年代后期，当 时我们在北京举办一个日木的工业自动化产品展览会，在这个会上有两个产品, 一个是数控机床，一个是工业

4、机器人，这个时候我们国家很多学者看到这样一个 方向，开始进行了机器人的研究，但是在研究的时候，基本上还限制于理论探讨 的阶段，进行真正机器人研究的时候，是在七五，八五，九五，十五将近这20 年的发展，发展最迅速的吋候，是在1986年我们国家成立了 863计划是高科技 发展计划，就将机器人作为一个重要发展的主题，国家投入几个亿的资金开始进 行机器人研究，使得国家在机器人这一领悟得到飞速发展，机器人虽然步入而立 之年，但是机器人的大发展是在1980年后开始的。30多年来，机器人经历了第 一代示数在线型机器人，并发展到第二代感觉型机器人，正进去第三代智能型机 器人。智能机器人一一通过人工智能决定自己

5、动作的机器人。国外研究情况：日本川崎重工业公司在1968年在美国恩格尔公司买的机器人专利，开始在 日本研制机器人，只用了一年多的时间，该公司便生产处有使用价值的机器人。 口本起步比美国晚，但后来居上，它正以比美国快2倍的速度推广机器人的应用, 被誉为一号机器人王国。世界上第一台机器人诞生在美国，世界上最早使用机器 人的也是美国，1961年，美国通用汽车公司和chrysler公司最先购买了第一批 商业机器人系统，开创了机器人用于汽车工业的先河。1971年，通用汽车公司 又第一次用机器人进行电焊。前苏联发展机器人的方向主要有两个，一是发展 生产效益较高的生产部门和直接影响工人健康的场所，二是在技术

6、水平高，操作 使用条件成熟的专业化生产部门使用机器人，苏联解体前开始研制带控制器的和 更复杂的昂贵的工业机器人。2.课题的研究趋势预测我们知道，现代高端科技研制的各种类型机器人，已经在众多的领域得 到较广泛的应用，占有举重轻足的地位。科学在不断地发展，机器人制造工艺的 各项性能水平也在不断地得已提升。从较早期只能执行简单程序，重复简单动作 的工业机器人，发展到如今装载智能程序有较强智能表现的智能机器人，以及止 在努力研制的具备犹如人类复杂意识般的意识化机器人。可以说机器人的发展史犹如人类的文明和进化史在不断地向着更高级发展。从原 则上说，意识化机器人已是机器人的高级形态，不过意识又可划分为简单

7、意识和 复杂意识之类。对于人类来说，是具有非常完美的复杂意识，而现代所谓的意识 机器人，最多只是简单化意识，对于未来意识化智能机器人很可能的几大发展趋 势，在这里概括性地分析如下：一、语言交流功能越来越完美二、各种动作的完美化三、外形越来越酷似人类四、复原功能越来越强大五、体内能量储存越来越大六、逻辑分析能力越来越强七、具备越来越多样化功能三、系统设计方案及可行性分析仁系统设计方案图2工作状态图（平面）如图1、2、3、4、5、6所示，当轨道7上没有障碍物1吋，控制单元控 制直流电机6带动小车8,可在轨道7上迅速运动；当小车8遇到障碍物1时， 控制单元5首先发出指令，使直流电机6停止转动，使小车

8、8停止运动。然后， 控制单元5控制液压泵4和液压油缸3,活塞杆由缸筒中开始仲出，使液压油 缸3进入伸展状态；此时，液压油缸3的缸筒端向后运动，通过杠杆9带动楔 形块10伸入复合制动块12内，从而将固定块11由复合制动块12中挤出，紧 压在两个轨道7内侧，即复合制动机构处于紧固状态；从而将小车8固定在轨 道7上。并在液压油缸3的整个伸岀状态中，复合制动机构一直处于紧固状态。 液压油缸3继续仲展，其活塞杆顶在障碍物1上，推动障碍物1向前移动。当 液压油缸3达到最大行程时，控制单元5控制液压泵4,液压泵4驱动液压油 缸3开始收缩，进入收缩状态。当液压油缸3的活塞杆将要完全回退入缸筒内 时，液压油缸3

9、的活塞杆端卡在松动块2处，活塞杆停止运动。液压油缸3继 续收缩，缸筒端开始向前运动，并通过杠杆9将楔形块10由复合制动块12屮 拔岀，固定块11重新冋到复合制动块12内，使复合制动机构处于松动状态， 不再压紧轨道7的内侧，此时，小车8又可在控制单元5的控制下，由电机6带 动继续向前运动；移动至靠近障碍物1时，重复上面的动作，直到将障碍物1被 推到预定位置为止。然后小车8在控制单元5作用下向后运动，回到初始位置。2 方案设计流程:导出二维 图纸编撰毕业论文得岀分析结论图2方案设计流程3 可行性分析本课题重点解决的问题，| .蚯螂虫式机器人要求方便移动；2能够提供较大的推力，即能快速移动较大质量的

10、物体，要求推力比达到 l:8o1 预计需达到要求、技术指标本课题预期成果实现该嵯螂虫式机器人要求方便移动并且能够提供较 大的推力，即能快速移动较大质量的物体，要求推力比达到1:8。2.预计的关键技术1）本次课题所用的关键技术有：autocad进行机机器人的零件的绘制；，pro/e进行机床零件的建模、装配分析，运动分析。2）满足机器人的推力比达到1:8,最后要进行应力分析，确定机器人的制造 的合理性。五、课题研究进展计划表1毕业设计具体进度安排表号设计（论文）各阶段名称日期1动员，明确设计任务，熟悉相关软件，查阅相关 资料2015. 12. 282到系教学工作室进行调研，收集资料，完成开题 报告

11、2016.2.263进行具体的分析、编程、调试等工作（包括翻译）2016. 3. 154完善设计，撰写设计论文2016.5.85交资料、准备并进行毕业答辩2016. 5. 14六、参考文献1主要编著，机械制造工程学m。北京：北京邮电大学出版社，20042林清安，完全精通pro/engineer综合教程m,机械电子工业出版社, 20113濮良贵，纪名刚.机械设计m.北京：高等教育岀版社，20074陈模，葛文杰，机械原理m,北京高等教育出版社，20065卢秉恒，机械制造技术基础m。北京：机械工业出版社，20076郑祖斌，通用机械设备m,北京：机械工业出版社，20047范成建，熊光明，周明飞主编.虚

12、拟样机软件msc.adams应用与提 高m,机械工业岀版社，2000.8将刚编著，工业机器人，西安交通大学出版社，20119胡松涛，自动控制原理，科学出版社，2014101中建林，proe典型机械设计，机械工业出版社，201211闻帮春，机械设计手册，机械工业出版社12卢伯英，机器人控制，科学出版社，200213口本机器人学会，机器人技术手册，科学出版社，2008开题报告要求1、开题报告必须在收集和阅读有关资料，考查生产现场，参考类似产品， 进行分析、对比、论证的基础上进行撰写。2、开题报告的内容一般包括：课题的来源、目的、意义、国内外的现状及 发展；进行可行性分析及系统设计方案；系统达到的功能要求、技术指