平衡臂机械手的设计之总体设计【含7张CAD图纸】【JS系列】
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含7张CAD图纸
JS系列
平衡
机械手
设计
总体
CAD
图纸
JS
系列
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- 内容简介：
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湘 潭 大 学 机械工程学院 本科毕业设计（论文）开题报告题 目平衡臂机械手的设计之总体设计及基础姓 名朱展港学号2005500803专 业机械设计制造及其自动化班级六班指导教师杨湘军职称高级工程师填写时间2009年6 月 8 日 2009年3月说 明1根据湘潭大学毕业设计(论文)工作管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见，系主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计(论文)开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字。5开题报告检查原则上在第24周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。6. 填写说明：(1) 课题性质：可填写A工程设计；B论文；C. 工程技术研究；E.其它。(2) 课题来源：可填写A自然科学基金与部、省、市级以上科研课题；B企、事业单位委托课题；C校级基金课题；D自拟课题。(3) 除自拟课题外，其它课题必须要填写课题的名称。(4) 参考文献不能少于10篇。(5) 填写内容的字体大小为小四，表格所留空不够可增页。本科毕业设计(论文)开题报告学生姓名朱展港学 号2005500803专 业机械设计制造及其自动化指导教师杨湘军职 称高级工程师所在系机设课题来源D课题性质A课题名称平衡臂机械手的设计之总体设计及基础一、选题的依据、课题的意义及国内外基本研究情况平衡臂结构是工厂常用来作为中小零件的吊装设备结构之一，其原理在机构学上属于七杆二自由度机构。它有一些较好的优点。如果结合回转和抓取重物的机械手爪，并实施合理的控制，便可以实现圆柱坐标下的运动，作为抓取物体的机械手使用。我的设计内容主要是进行机构的总体布局设计。平衡臂是一套平行四边形机构。当控制端输入两个位置变化时，输出端有固定的位置变化与之对应，而且，输入端的运动或位置分为水平和垂直两个运动分别输入，输出端的运动或位置也相应地做水平或垂直方向的运动。这就说明平衡臂能够实现垂直平面内的运动，对输入端实施垂直方向和水平方向的运动控制，就可以实现输出端在垂直平面内的运动和位置控制。如果在输出端装上可控的机械手，便可以实现垂直面内的预定位置抓取重物。如果再配备回转运动和机械手的自转运动，可以实现空间有限范围内任何位置对重物的抓取。据此原理，我要.针对此机械手，而且还要对机械手的整体布局及工作原理和过程做一些介绍。在外型上，我们要解决的问题主要是我们设计出来的实体要和实物相同或相近。在大的方面，一个机械手可以分为大臂、小臂和手爪手腕等部分。而手腕部分是我们所重点要求的，对其中的每一个零件、部件及组合体的尺寸和形体都有严格的要求，而且没有手腕，取而代之的是一个吊钩，为了将其改造成为可自动抓取的机械手，每个零件的配合都要很考究。而油路的布置也要合理。整体要整齐美观。机构实用且经济。机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。她的结构是：机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。她的结构是：机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。到目前为止，日本是工业机械手发展最快，应用最多的国家。但是，目前的机械手大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；控制方式为开环式，没有识别能力；改进的方向主要是减低成本和提高精度。第二代机械手设有微型电子计算机控制系统，具有视觉，触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。第三代机械手（机器人）则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS（Flexible Manufacturing System）和柔性制造单元FMC(Flexible Manufacturing Cell)中重要的一环。二、研究内容、预计达到的目标、关键理论和技术、技术指标、完成课题的方案和主要措施这次研究的内容是机械，机构，机械手，夹具，弱电控制，PLC，液压驱动或者执行电机的控制，地基基础等的设计。将机械手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、俯仰等机构，以及适于不同类型的夹紧机构，设计成典型的通用机构，以便根据不同的作业要求，选用不同的典型部件，即可组成各种不同用途的机械手。既便于设计制造，又便于改换工作，扩大了应用的范围。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以更好地发挥机械手的作用。更为主要的是将机械手和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。机械手要像人的手一样完成各种动作是比较困难的。因为人的手指、手长、手腕、手臂由十九个关节所组成，并具有27个自由度，而生产实践中机械手不需要这么多自由度。下面按机械手所具有的主运动和辅助运动来分析其自由度。手臂和立柱的运动成为主运动，因为它们能改变抓取工件在空间的位置。手腕和手指的运动成为辅助运动，因为手腕的运动只能改变被抓取工件的方位，而手指的夹放运动不能改变工件的位置和方位。在确定了被抓取工件所在的空间位置，及将工件搬运到规定的位置时所需要的运动。得知我们改造的机械手包括了大臂的回转和升降两个运动，而将要设计的手腕的自由度仅仅是为了配合手臂完成工件的预定装卸方位要求加以增设的。这次设计的机械手，其手臂的运动由两个直线运动和一个回转所成，即沿X轴的伸缩，沿Z轴的升降和绕Z轴的回转。这种坐标型式的机械手成为圆柱坐标式机械手。它与指教坐标式相比较，占地面积大而活动范围大，结构较为简单，并能达到较高的定位精度，因此得到广泛的应用。其主要技术指标为：最大活动半径 2m 最大活动高度 2m 回转活动范围 0360 最大抓取重量 40kg 抓取规格 棒料120mm，盘类300mm。三、主要特色及工作进度我们这次设计主要是针对此机械手，而且还要对机械手的整体布局及工作原理和过程做一些介绍。在外型上，我们要解决的问题主要是我们设计出来的实体要和实物相同或相近。在大的方面，一个机械手可以分为大臂、小臂和手爪手腕等部分。而手腕部分是我们所重点要求的，对其中的每一个零件、部件及组合体的尺寸和形体都有严格的要求，而且没有手腕，取而代之的是一个吊钩，为了将其改造成为可自动抓取的机械手，每个零件的配合都要很考究。而油路的布置也要合理。整体要整齐美观。机构实用且经济。工作进度2009.5.112009.5.15调研、草图、方案，2009.5.15方案评审，2009.5.152009.5.20计算、总体布局、原理，2009.5.212009.5.30绘图、设计（零部件），2009.5.302009.6.5整理说明书、英文翻译，2009.6.52009.6.10准备答辩（英语口语、自我介绍）。四、主要参考文献（按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出）1 主编罗迎社 材料力学 武汉理工大学出版社，20002 主编唐增宝 何永然 刘安俊 机械设计课程设计华中理工大学出版社，19983 主编成大先 机械设计手册联接与紧固北京化学工业出版社，20044 主编曹玉平 阎祥安 液压传动与控制天津大学出版社，20035 主编毛谦德 李振清 袖珍机械设计手册 机械工业出版社，20066 主编黄靖远 龚贱霞 贾延林 机械设计学 机械工业出版社，20007 主编陆祥生 杨秀莲 机械手理论及应用 中国铁道出版社，19858 主编符 萎 机构设计学 湖
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