四自由度自动上下料机械手设计[液压关节式坐标]【含6张CAD图纸】
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液压关节式坐标
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本科毕业设计开题报告 题 目： 自动上下料机械手设计 院 （系）： 班 级：姓 名：学 号：指导教师：教师职称： 本科毕业设计开题报告题 目自动上下料机械手设计来源工程实际1、研究目的和意义研究意义：随着现代科学技术的发展，机械手的应用也越来越广泛。在机械工业中，大量应用于铸、锻、焊、冲、热处理、机械加工以及装配等工种。在其他部门，如轻工业、建筑业、国防工业等工种中也均有应用1。在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下：(1) 可以提高生产过程的自动化程度。应用机械手有利于在自动生产线中实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换、以及机器的装配等的自动化程度，从而提高劳动生产率，降低生产成本。(2) 可以改善劳动条件，避免人身事故。在高温、高压、低温、低压、噪声、臭味、有放射性物质的环境场合，用人手直接操作是很危险的甚至是不可能的。而应用机械手即可部分或者全部代替人完成作业，使劳动条件得以改善。(3) 可以减少人力，并便于有节奏的生产。应用机械手代替人手进行作业，这是直接减少人力的一个侧面，同时应用机械手可以连续的工作，这是减少人力的另一方面。因此，在自动化机床和综合加工自动线上，目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的生产。 （4）用液压系统来控制机械手，比一般的机械控制具有更好的稳定性，并且控制的精确度更高。 （5）运用机械手可以实现连续的生产，而大大提高在生产线的工作的时间，从而能大幅提高劳动的生产率。综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势2。2、国内外发展情况(文献综述)国内外研究现状和水平：专用机械手经过几十年的发展，如今已进入了以通用机械手为标志的时代3。通用机械手可以应用于更加多的场合，从而节约了不少的开发以及设计的成本。由于通用机械手的发展，进而促进了智能机器人的研制。通用机械手涉及的内容，不仅包括一般的机械、液压、气动等基础知识，而且还应用了一些电子技术、电视技术、通讯技术、计算技术、无线电控制、仿生学等，因此它是一项综合性较强的技术。目前国内外对发展这一技术都很重视。几十年来，这项技术的研究和发展一直比较活跃，设计在不断的修改，品种在不断的增加，应用领域在不断的扩大。虽然在这方面相对于发达国家还有点落后，但是国内现在也越来越感觉到机械手的重要性，国家大力支持相关的设计及产品的开发。在机器人的发展以及机械手的设计上也取得了一定的成果，国内每年都将举行机器人大赛，以增加研发单位的交流与合作4。目前国内外的发展趋势5是：(1)研制有更多自由度的液压机械手，这样机械手就可以变得更加的灵活，从而完成更加多的动作。(2)研制带有行走机构的机械手，这种机械手可以从一个工作地点移动到另一个工作地点。(3)研制维修维护方便的通用机械手。(4)研制能自动编制和自动改变程序的通用机械手。(5)研制具有一定感触和一定智力的智能机械手。这种机械手具有各种传感装置，并配有计算机。根据仿生学的理论，用计算机充当其大脑，使它进行思考和记忆。用听筒和声敏元件作为耳朵能听，用扬声器作为嘴能说话进行应答，用热电偶和电阻应变仪作为触觉和感触。用滚轮或者双足式机构脚来实现自动移位。这样的智能机械手可以由人的特殊语言对其下达命令，布置任务，使自动化生产线成为智能化生产线。 (6)机械手的外观达到美观的要求，尽量用最简单的结构和设备能完成更加多的动作。 (7)研制具有柔性系统的通用机械手目前，在国外广泛应用的再现式通用机械手，虽然一般也都有记忆装置，但其程序都是预先编好的，或由人在工作之前领动一次，而后机械手可以按领动的工作内容正确进行再现动作。如果把这种再现式通用机械手称为第二代机械手的话，那么现在处于研制阶段的智能机械手就是第三代了6。现在研究的机械手正在朝着一种可以存储大量的程序的并且可以改变并重新写入程序的方向发展，而且机械手具有比原来的更多的自由度。现在国内具有越来越强的自主研发的单位，我相信在不久的将来，我国一定能够赶上并将且超越发达国家在机械手乃至整个机械方面处于领先地位7。3、研究/设计的目标：设计目标：本篇主要是液压型-自动上下料机械手的结构设计，主要完成的动作有腕回转、腕转动、臂上仰、臂回转。在设计过程中对于运动形式的分析及确定，取用合理的规格参数，使机械手能够完成设计的运动形式，使用液压驱动方式，对于液压系统的各元件也进行了合理的计算与选用，以保证其正常工作 4、方案的可行性分析：通过查阅资料以及对现在市场中的机械手的了解认识，我设计的液压机械手原理可行，结构合理，能够实现我所预计的4自由度作业。我可以通过该方案完成液压机械手的设计。5、该设计的创新之处研制一种能够抓取任意形状物体的机械手6、设计产品的主要用途和应用领域：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9。7 时间进程 47周 完成总体方案论证、主要结构的设计，零部件的选型及设计计算等。 8周 完成液压通用机械手的总体设计。 910周 完成手腕回转、夹紧部件的设计。 1112周 完成手臂伸缩运动部件、手臂升降部件的设计。 1314周 完成手臂回转装置及夹持式手部的设计。 15周 整理、验证全部设计内容。 16周 完成设计说明书的编写打印。 17周 最后的整理工作，准备答辩。8、参考文献：1 李梅，冯建雨.PLC在机械手自动控制装置中的应用分析，2004：5-202 张建民.工业机器人.第1版.北京：北京理工大学出版社，1988：60-643 E.L.萨福德(美).高级机器人手册. 第1版.上海：上海翻译出版公司，1987：10-124 马香峰. 工业机器人的操作机设计. 第1版.北京：冶金工业出版社，1996：50-565 何发昌,邵远.多功能机器人的原理及应用. 第1版.北京：高等教育出版社，1996：16-206 孟繁华.机器人应用技术. 第1版.哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社，1989：12-157 机械设计手册(第五卷第四十二篇:工业机器人). 北京: 机械工业出版社,1992：85-898 王启义.机械制造装备设计. 第1版. 北京：冶金工业出版社，2003:76-829 冯辛安,黄玉美,杜君文. 机械制造装备设计. 第1版. 北京: 机械工业出版社,1999：56-6810 朱梅.具有五自由度及张合气爪的液压机械手2006：20-2811 成大先.机械设计图册.北京:化学工业出版社,2001：85-9612 殷际英,何广平.关节型机器人M.北京:化学工业出版社,2003：55-8913 杨培元,朱福元.液压系统设计简明手册M.北京:机械工业出版社,2003：88-10614 CASTANO A，WILL PMechanical design of a module for reconfigurable robotsProcIEEEIROS00，2002：
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