開題報告---物料搬運機械手的設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計開題報告</b></p><p>　　（含文獻綜述、外文翻譯）</p><p>　　題 目 物料搬運機械手的設(shè)計 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué)

2、 號 </p><p>　　班 級 </p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　學(xué) 院 </p><p>　　指導(dǎo)教師（職稱） </p>&

3、lt;p>　　物料搬運機械手開題報告</p><p>　　1. 選題的背景和意義</p><p><b>　　1.1 選題的背景</b></p><p>　　在現(xiàn)代國民經(jīng)濟中，制造業(yè)是國民經(jīng)濟各部門科學(xué)技術(shù)進步的基礎(chǔ)，而隨著制造業(yè)中自動化技術(shù)的日漸成熟與普及，無人車間的建設(shè)逐漸成為現(xiàn)代化大生產(chǎn)的潮流［1］，直接推動著現(xiàn)代制造水平的發(fā)展提高

4、。雖然無人車間的自動化水平很高，但在生產(chǎn)過程中無一例外的都需要一個上料和下料的物料搬運過程，目前還基本沒有專門用于物料搬運的自動化設(shè)備，即便是一些自動化水平較高的無人車間也采用長距離傳送帶的形式為無人車間輸送或搬運物料，而在輸送帶的一端則還是需要人力進行物料搬運，這嚴(yán)重制約了無人車間自動化水平的提高［2］。在這個時代背景下，專門用于物料搬運的物料搬運機械手的研究則成為了推進自動化技術(shù)發(fā)展的一個重要主題。特別是在當(dāng)前勞工緊缺，勞動力成本日

5、益提高的社會背景下，物料搬運機械手的使用可以替代人的繁重勞動，實現(xiàn)工業(yè)自動化的同時大大減少了企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)效益。同時，由于它可在高溫、高壓、多粉塵、易燃易爆、放射性等惡劣或危險環(huán)境下，替代人類作業(yè)保護工人的人身安全，因而被廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能工業(yè)等部門。</p><p><b>　　1.2 選題意義</b></p><p>　　物料搬

6、運機械手的設(shè)計全面綜合的運用了機械設(shè)計專業(yè)學(xué)生在大學(xué)本科階段所學(xué)的各門專業(yè)課知識，將這些專業(yè)課程的理論和實踐知識進行了一次重要實踐。該畢業(yè)設(shè)計能培養(yǎng)學(xué)生的機械機構(gòu)設(shè)計能力、創(chuàng)新能力，建模能力，加深學(xué)生理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，提高分析和解決工程實際問題的能力，還可以鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計方面的知識，為以后從事機械設(shè)計制造行業(yè)打下堅實基礎(chǔ)。該畢業(yè)設(shè)計還充分考查了學(xué)生，如PROE，CAD等軟件的計算機輔助設(shè)計能力， 是對學(xué)生的動手能力的

7、一次全面訓(xùn)練。</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計既需要理論指導(dǎo)，還必須聯(lián)系生產(chǎn)實際，其現(xiàn)實意義有以下兩大方面：</p><p>　　機械結(jié)構(gòu)設(shè)計綜合運用了機械原理、機械設(shè)計、工程力學(xué)和畫法幾何四門主要學(xué)科知識，需要學(xué)生對這四門學(xué)科的專業(yè)知識熟練掌握，而這四門學(xué)科的專業(yè)知識是今后從事機械設(shè)計制造行業(yè)的基礎(chǔ)。通過畢業(yè)設(shè)計來考查和鞏固學(xué)生的四大學(xué)科的專業(yè)知識有著很大的現(xiàn)實意義。</p>

8、<p>　　作為機械設(shè)計專業(yè)的學(xué)生，熟練運用繪圖軟件進行建模和結(jié)構(gòu)的設(shè)計是一項基本的要求，在今后的工作中經(jīng)常會用到PROE和CAD等繪圖軟件來進行繪圖。本次設(shè)計就是對所學(xué)的知識的一次檢驗。</p><p><b>　　2．設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　2.1 主要設(shè)計內(nèi)容</p><p>　　此次設(shè)計尤其需要熟練掌握機械原

9、理和機械設(shè)計課程里的知識內(nèi)容并對液壓與氣壓傳動的知識有相應(yīng)的了解。首先要仔細閱讀任務(wù)書所指出的功能要求，根據(jù)所需的功能初步選定合適的手臂結(jié)構(gòu)、末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)的方案，并初步選定驅(qū)動方式，確定整體結(jié)構(gòu)，然后具體設(shè)計各部分的結(jié)構(gòu)并選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)件或設(shè)計專用部件，用PROE軟件建模，畫出包括標(biāo)準(zhǔn)件在內(nèi)的機械手的全部零部件，建立裝配圖，建立動態(tài)仿真并分析結(jié)構(gòu)可行性。接著畫出物料搬運機械手的零件圖和裝配圖。最后寫出設(shè)計說明書并整理資料。</p

10、><p>　　機座結(jié)構(gòu)的設(shè)計：選用固定式機座類型，腰部回轉(zhuǎn)傳動機構(gòu)，機身可做360度回轉(zhuǎn)運動提供空間上的旋轉(zhuǎn)自由度，其動力靠步進電機供給，并通過機座內(nèi)部的蝸輪蝸桿減速器提供減速傳動比。</p><p>　　機械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計：選用滑塊連桿機構(gòu)的關(guān)節(jié)型機械手臂結(jié)構(gòu)，關(guān)節(jié)驅(qū)動選用氣壓傳動的方式，靠連桿的伸縮來實現(xiàn)手臂的彎曲功能，具體結(jié)構(gòu)參照吊車機械手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計。</p><p&

11、gt;　　末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)設(shè)計：設(shè)計要求抓取的式環(huán)形零件，內(nèi)孔直徑50mm；外圓150mm，厚10mm，材料為45號鋼，重量較輕，且規(guī)定只能從內(nèi)孔夾持工件，故需選用專業(yè)的末端執(zhí)行器進行加持。本設(shè)計采用結(jié)構(gòu)和彈性心軸類似的滑塊漲緊裝置，用氣壓推動活塞桿漲緊楔形塊，來達到和工件內(nèi)孔緊密接觸的目的，從而實現(xiàn)夾持的功能。</p><p>　　用PROE軟件對所設(shè)計內(nèi)容進行建模、仿真，并建立受力分析。</p>

12、<p>　　用CAD畫出零件圖和裝配圖。</p><p><b>　　完成設(shè)計。</b></p><p>　　2.2 擬解決的關(guān)鍵問題</p><p>　　本設(shè)計所需要解決的首要問題是機械手臂的動作精度，即如何定制各段手臂的長度和連桿部分的尺寸，如何控制連桿的伸縮程度，如何控制兩段手臂之間的夾角等。如果手臂的動作精度不夠，會直接影響

13、末端執(zhí)行器對工件的定位和抓緊，甚至產(chǎn)生失控，與其他設(shè)備碰撞引起事故。</p><p>　　當(dāng)手臂發(fā)生動作時，手臂的上臂和下臂之間的夾角α發(fā)生改變時，如果保持下臂和手腕腕臂之間的夾角β不變的話，腕臂則必然和水平面不相垂直，則會影響末端執(zhí)行器對工件內(nèi)孔的定位，故需使β角隨α角的變化而變化，使腕臂始終和水平面保持垂直，這對各段機械臂動作軌跡的計算提出了更高的要求。</p><p>　　3．設(shè)計的

14、方法及措施</p><p><b>　　3.1 可行性分析</b></p><p>　　在大學(xué)四年里，本人已經(jīng)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了機械原理、機械設(shè)計、工程力學(xué)、機械制圖、液壓與氣壓傳動、計算機輔助設(shè)計等相關(guān)專業(yè)課程，還有相應(yīng)的金工實習(xí)，見習(xí)和暑期實習(xí)等實踐課程，將理論與實際相結(jié)合，對機械結(jié)構(gòu)設(shè)計有一定的直觀認識和了解，這些為本畢業(yè)設(shè)計選題奠定了良好的理論和實踐基礎(chǔ)。</

15、p><p>　　要完成本畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容，需要大量查閱和學(xué)習(xí)與選題有關(guān)的參考書、期刊文獻及資料。圖書館豐富的圖書資源和電子閱覽室方便的專業(yè)信息也給我們提供了有利的設(shè)計條件。</p><p>　　指導(dǎo)老師在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算機輔助設(shè)計方面有著豐富的教學(xué)經(jīng)歷和實踐知識，可為本設(shè)計提供詳實的指導(dǎo)書，為完成本畢業(yè)設(shè)計指出了明確的設(shè)計方向。</p><p>　　另外，在大二下半學(xué)期

16、有關(guān)減速器的課程設(shè)計中，本人對機械設(shè)計有了一個整體的了解，對本次畢業(yè)設(shè)計的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計有了直接的推動作用。通過PROE軟件的課程學(xué)習(xí)和相關(guān)知識講座， 本人已熟練掌握了PROE軟件的繪圖、裝配和仿真技能，為本畢業(yè)設(shè)計準(zhǔn)備好了計算機輔助設(shè)計手段。</p><p>　　綜上所述，在老師的指導(dǎo)下，通過自己的學(xué)習(xí)和努力，綜合運用大學(xué)所學(xué)的相關(guān)知識與技能，本人一定能很好的完成本畢業(yè)設(shè)計。</p><p&g

17、t;<b>　　3.2 方法及措施</b></p><p>　　根據(jù)任務(wù)書的要求，本畢業(yè)設(shè)計工作分為四大部分，設(shè)計工作路線與方法擬定如下：</p><p>　?。?）熟悉設(shè)計對象，查閱大量的機械設(shè)計特別是結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的專業(yè)資料，了解設(shè)計實例，學(xué)習(xí)工程實例的優(yōu)缺點和其設(shè)計方案。</p><p>　?。?）確定機械手的各部分總體結(jié)構(gòu)方案。</

18、p><p>　?。?）根據(jù)各部分的總體結(jié)構(gòu)方案，參照吊車機械手臂，彈性心軸等實體結(jié)構(gòu)，并翻閱相關(guān)書籍資料確定各部分的具體結(jié)構(gòu)，并配以相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)件或設(shè)計專用件。</p><p>　?。?）用PROE畫圖建模，進行動態(tài)仿真及可行性分析。</p><p>　?。?）畫出CAD圖紙，包括裝配圖和零件圖。</p><p>　?。?）撰寫設(shè)計論文，闡述設(shè)計依

19、據(jù)，說明設(shè)計內(nèi)涵。</p><p><b>　　4．預(yù)期設(shè)計成果</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計及論文預(yù)計在四月底全部完成，并在六月初進行答辯。在已有課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，需要投入足夠的時間和精力，理論緊密聯(lián)系實際，預(yù)期的設(shè)計成果如下：</p><p>　　CAD圖紙一份（裝配圖一張，零件圖若干）</p><p>　

20、　PROE仿真分析一份。</p><p>　?、?設(shè)計說明書一份。</p><p>　　5．設(shè)計工作進度計劃</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計的階段劃分與進度安排如下：</p><p>　　第一階段：第七學(xué)期第16～18周（2009.12.28～2010.01.17），查閱文獻，外文翻譯和文獻綜述初稿；</p><p>

21、　　第二階段：第八學(xué)期第1～2周（2010.03.01～2010.03.14），修改并完成文獻綜述與譯文，撰寫開題報告；</p><p>　　第三階段：第八學(xué)期第3～5周（2010.03.15～2010.04.04），確定系統(tǒng)功能并確定元件和控制方案；</p><p>　　第四階段：第八學(xué)期第6～8周（2010.04.05～2010.04.25），繪制電路原理圖和電路板布線圖，確定接線方案