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附件5开题报告（学生用表）系（部）： 专业： 班级： 课题名称球状工业机械手指导教师 学生 学号 一、 课题的来源及意义工业机器手一般指用于机械制造业中代替人完成具有大批量、高质量要求的工作，如汽车制造、摩托车制造、舰船制造、某些家电产品、化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子装配及物流系统的搬运、包装、码垛等。工业机器手由操作机（机械本体）、控制器、驱动控制系统和检测传感装置构成，是一种自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器手并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的机械装置，有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。本课题研究的是球状工业机械手，这球状工业机械手是在传统的工业机械手的一个创新，它比传统的机械手更灵活，定位更准确。它包含了机座，手臂，手腕，手抓。运用了圆柱坐标系，机座它不仅是起支撑的作用，它还能够旋转。这使得球状工业机械手的灵活性更高。球状工业机械手它运用于工厂，完成物料的运送，这可以1.可以提高生产过程的自动化程度2、可以改善劳动条件、避免人身事故3、可以减少人力，便于有节奏的生产4、提高人们的安全性，能够避免人发生意外。球状工业机械手在工作时它能完成上升，下降，左右移动，机座的旋转，同时他还能使手爪夹紧于松开灵活度高等等意义1、综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能，提高分析解决实际问题的能力。接受工程师必须的综合训练，提高实际工作能力。如调查研究、查阅，文献和收集资料并进行分析的能力；制订设计或试验方案的能力；设计、计算和绘图能力；总结提高撰写论文的能力。2、检。验综合素质与实践能力。二、国内外发展状况及研究背景在国外如德国，他们的机械手具有强大的生产力，效率比人高很多，他们机械手主要运用于库卡机器人可用于物料搬运、加工、堆垛、点焊和弧焊，涉及到自动化、金属加工、食品和塑料、并且是自动化。在我国，由于我国的机械制造还在世界的低水平，因此我国要加强发展机械行业。近20年来，机器人或机械手技术的应用领域迅速拓宽，尤其是在各种自动化生产线上得到广泛应用。电气可编程控制技术与液压技术相结合，使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵活，性能更加可靠；液压机械手、柔性自动生产线的迅速发展，对液压技术提出了更多更高的要求。；微电子技术的引入，促进了电-气比例伺服技术的发展；现代控制理论的发展，使液压技术从开关控制进入闭环比例伺服控制，控制精度不断提高；由于液压脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能力强和成本低廉等特点，国内外都在大力开发研究。随着微电子技术、PLC技术、计算机技术、传感技术和现代控制技术的发展与应用，液压技术已成为实现现代传动与控制的关键技术之一。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，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。比如美国OI公司的产品，可针对单一项目，次序加4种试剂，加热温度也提高到 50 ，检测器则采用二极管陈列技术，这些进步为新领域的应用提供了强大支持。有专家估计未来10 年，全自动流动分析仪的市场份额中，将有 50 被全自动化学分析机械手取代。 通过了解上述两类产品的技术特点我们不难看出，机械手具有微升级试剂消耗，不受模板束缚，分析中不同检测项目可穿插完成，可完成研发性波长扫描优化检测条件，用户可自行设计新的检测项目，体积小，甚至可做现场快速分析等特点。 由此也不难看出，以前流动分析中不适合的用户群，如样品检测单一种类少而样品量多的情况，为机械手的应用提供了可能性。对卫生行业的快速分析中，也因新型机械手的设计特点而使取代昂贵的试剂，降低分析成本成为可能。机械手不能完全取代流动分析产品一个重要的理由是：一些特殊样品处理技术不能在线实现，如萃取、高温蒸馏，需要离线进行，相信随着技术的进步，这些方面的技术也会提高。而我研究的课题是球状工业机械手，在我国的形式下，我研究的球状工业机械手它能完成一系列动作，并能准确 的定位，速度的拿捏等等，在我国工厂机械手还没有普遍的情况下我研究的球状工业机械手适应于工厂，并能很好的完成物料的运输，节省大量的劳动力，提高生产力，使我国更快更早地完成我国的伟大复兴梦三、研究目标及内容使机械手能在不同高度与不连续的工作台之间实现机械零件的重复取放，代替人工劳动，减轻了人工劳动强度，提高了自动化水平和劳动生产率，以保证产品和工人的质量与安全。使球状工业机械手能够代替人工，并能很好的完成工作，是球状工业机械手能够完成，旋转，上升，下降，左右移动，定位准确，手部的夹紧与放松，并在一定的范围能够灵活的完成大量的工作量。球坐标工业机械手主要由执行系统、驱动系统及控制系统三部分组成。控制系统驱动系统执行机构.控制系统是用来控制机械手的运动与走向驱动系统是提供动力源，是作为机械手的一个心脏执行机构是用来夹紧与放松物料的一个装置手部的时间、速度和加速度等参数。球坐标工业机械手与主机及其它有关装置之间的联系第一、球状工业机械手的组成以及球状工业机械手的工作行程第二、球坐标工业机械手的设计基本设计思路球坐标工业机械手结构设计材料的选择机械臂的运动方式求坐标工业机械手驱动方式动作要求分析机械手结构及驱动系统第三、夹持器结构设计与校核升降方向液压缸设计计算水平方向液压缸的设计计算第四、底座回转液压缸设计计算液压缸的设计校核机械手的定位及平稳性确定四、本课题研究方法及进度安排机械手的结构可以查网络资料，去图书馆找研究，并采用液压缸内泄漏分析方法的研究，用理论力学，材料力学来分析手部的力，运动，速度等等。驱动装置的选择，用PLC的控制方法。进度安排3.5-3.10 查找资料（完成开题报告）3.11-3.25按自己确定的思维，计划系统的分析，计算及设计3.26-4.15完成手部的、驱动装置的计算4.16-4.4.30完成总零件图、部分零件图5.31-5.18完成设计说明书5.19-5.26修改说明书，修改零件图，完成毕业设计五、可行性与研究条件首先我们系统的分析机械手的工作环境，来确定工作行程，得出机械手的具体尺寸，我们要设计手抓的类型，大臂、小臂材料的选择，手抓夹紧力的计算，动力源的选择，从而完成整体的机械手的设计。我们可以根据材料力学，理论计算完成手抓的设计，用机械原理，液压传动来完成动力源的选择，以及自由度，通过工程材料这本书可以完成对材料的选择，因此我所设计的机械手是可行的。研究条件：第一，根据所学的机械工程材料，理论力学，材料力学，机械设计，能够设计出球状工业机械手。第二，我们学校提供了图书馆能够提供大量的关于机械手的书。第三，我们实验室能够提供大量的实验室让我们参考，如机械人实验室等等。六、参考文献1 徐灏.机械设计手册3M.北京：机械工业出版社,1998，p20-p552 徐灏.机械设计手册4M.北京：机械工业出版社,1998,p34-p563 徐灏.机械设计手册5M.北京：机械工业出版社,1998,p44-p784 张建民.工业机械手M.北京：北京理工大学出版社，1994,p66-p915 工业球坐标工业机械手编写组.工业球坐标工业机械手-机械结构上M.上海：上海科学技术出版社,2005,p46-p776 机床设计手册编写组.机床设计手册3J.北京：机械工业出版，1999,p23-p447 丁树模.液压传动J.北京：机械工业出版社，1998,p34-p458 颜