汽車前后橋半軸套管裝焊線搬運機械手手爪的設(shè)計開題報告

畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題目：汽車前后橋半軸套管裝焊線 搬運機械手手爪的設(shè)計 1、畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況）1.1題目背景、研究意義對在日常的生產(chǎn)線工作中，裝卸工作主要由人工完成，對于生產(chǎn)企業(yè)來說，這種人工方式消耗的勞動強度較大，而且生產(chǎn)效率比較低，安全隱患大 生產(chǎn)工具是第一生產(chǎn)力，為了能夠提升企業(yè)生產(chǎn)線的工作效率，減少人工方式消耗的勞動成本，將生產(chǎn)線發(fā)展為柔性制造系統(tǒng)，應(yīng)該從實際的生產(chǎn)工藝出發(fā)，設(shè)計并且研究自動化控制裝卸機械手，以機械化代替人工化。隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)力水平的不斷提高，人們對勞動強度和工作環(huán)境的要求也越來越高，石油化工、港口、食品等行業(yè)對裝卸質(zhì)量和效率的要求也越來越高，然而效率低下的人工裝卸阻礙了這些行業(yè)產(chǎn)量的提高，已不能滿足企業(yè)的需要，從而促進了企業(yè)向現(xiàn)代化改造。目前國內(nèi)全自動裝卸設(shè)備主要依靠進口，國產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)廠家相對較少，裝卸機器人技術(shù)不很成熟。我國人工裝卸的低效率與產(chǎn)量的日益提高之間的矛盾日益突出，因此，對裝卸機器人的研究具有重大的經(jīng)濟意義和現(xiàn)實意義。1.2國內(nèi)外相關(guān)研究情況1962年，美國AMF公司制造了世界上第一臺使用的示教再現(xiàn)型工業(yè)機器人。迄今為止，世界上對于工業(yè)機器人的研究、開發(fā)及應(yīng)用已經(jīng)經(jīng)歷了近50年的歷程，日本、美國、法國、德國的工業(yè)機器人產(chǎn)品已日趨完善和成熟。隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，工業(yè)機器人技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各個生產(chǎn)領(lǐng)域。我國從20世紀70年代后期開始進行工業(yè)機器人研究，當時主要是局限于理論探討。真正進行工業(yè)機器人的研究、開發(fā)及應(yīng)用是在“七五”計劃、“八五”計劃、“九五”計劃、“十五”計劃、“十一五”計劃時期，1986年我國開始實施“863高技術(shù)發(fā)展計劃”，該計劃將工業(yè)機器人作為一個重要的發(fā)展主題，并且投入了大量的資金進行工業(yè)機器人研發(fā)，從而是我國的工業(yè)機器人研發(fā)得到了迅速的發(fā)展。雖然近幾年我國的工業(yè)機器人市場發(fā)展迅猛，但是，我國工業(yè)機器人的發(fā)展水平與發(fā)達國家相比，總體上還存在著很大的差距，主要表現(xiàn)在工業(yè)機器人的擁有量遠遠不能滿足社會的需要，長期大量依靠從外國引進。當前，我國的工業(yè)機器人生產(chǎn)和應(yīng)用都是應(yīng)用戶的要求，“一個客戶，一次重新設(shè)計”品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本高，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。特別是加入WTO后，我國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)面臨越來越大的競爭和沖擊。因此，我國必須要加倍努力研究、開發(fā)及應(yīng)用各類工業(yè)機器人1。2、本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施2.1本課題研究的主要內(nèi)容了解工業(yè)機器人的發(fā)展及其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用；通過調(diào)研，掌握常用機械手的基本結(jié)構(gòu)組成；本課題機械手的抓取對象為：半軸套管直徑為65-85mm,搬運過程：，回轉(zhuǎn)角度為0-180抓重30kg；完成該機械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制機械手裝配圖和關(guān)鍵零部件圖。2.2研究方案 汽車前后橋半軸套管裝焊線搬運機械手整體結(jié)構(gòu)按照人體仿生學， 汽車前后橋半軸套管裝焊線搬運機械手主要部件分為機械手部，機械腕部以及機械臂部，只有合理的設(shè)計這3個關(guān)鍵部位，才能夠設(shè)計出完善的裝卸機械手。機械手手部，機械手的手部應(yīng)該具有適當?shù)膴A緊力和手部驅(qū)動力，手部應(yīng)該具有一定的張開范圍，機械手指應(yīng)該具有足夠的開閉角度，這樣才能便于抓取工件。機械手腕部，腕部處于機械手手臂的最前端，它連同手部的靜動載荷均由臂部承擔，所以其內(nèi)部結(jié)構(gòu)直接影響閏土機械外文翻譯成品某寶dian到機械手臂部的設(shè)計結(jié)構(gòu)，因此在腕部設(shè)計的要點是結(jié)構(gòu)緊湊，并且其重量適輕。機械手臂部，臂部是機械手主要的握持部件，它的主要作用是支撐腕部和手部，并帶動它們做空間運動2。(1) 機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計按機械手手臂的不同運動形式及其組合情況，其坐標形式可分為直角坐標形式、圓柱坐標形式、球坐標形式和關(guān)節(jié)形式，如圖1所示：圖1機械手坐標形式圖由于本機械手在裝卸時手臂具有升降、收縮及回轉(zhuǎn)運動，且圓柱坐標型位置精度高、運動直觀、控制簡單、占地面積小，所以這里選圓柱坐標型。（2）機械手的手部設(shè)計為了使機械手的通用性更強，把機械手的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計成可更換結(jié)構(gòu)，當工件是棒料時，使用夾持式手部；當工件是板料時，使用氣流負壓式吸盤，由于本課題的工件是棒料，所以這里采用夾持式手部。（3）機械手的手腕設(shè)計 考慮到機械手的通用性，同時由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運動才可滿足工作的要求。因此，手腕設(shè)計成回轉(zhuǎn)機構(gòu)，實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)是回轉(zhuǎn)液壓缸。（4）機械手的手臂設(shè)計 按照抓取工件的要求，本機械手的手臂有三個自由度，及手臂的收縮、左右回轉(zhuǎn)和降運動，手臂的回轉(zhuǎn)和升降運動是通過立柱來實現(xiàn)的，立柱的橫向移動即為手臂的橫移，手臂的各種運動由液壓缸來實現(xiàn)。（5）機械手的機身設(shè)計 機身采用回轉(zhuǎn)與升降結(jié)構(gòu)機身，實現(xiàn)機身回轉(zhuǎn)采用液壓馬達驅(qū)動。（6）機械手的驅(qū)動設(shè)計 由于液壓傳動系統(tǒng)的動作迅速，反應(yīng)靈敏阻力損失和泄漏較小，成本低廉因此本機械手采用液壓傳動方式。（7）機械手的工件設(shè)計 由于本課題所要求的抓取對象半軸套管直徑為65-85mm，如圖2所示：圖2半軸套管為65-85mm工件圖2.3研究方法與措施通過查找資料，對資料的學習，分別對所選定的方案進行理論分析，可行性分析，然后通過CAD繪制機械手的裝配圖與關(guān)鍵零部件圖。從中要發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，讓機械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計更加的合理。3、本課題研究的重點及難點，前期已開展工作3.1本課題研究的難點與重點通過合理的分析與設(shè)計，繪制和完成機械手的裝配圖與關(guān)鍵零部件圖，并滿足要求。3.2前期已展開工作通過查找資料，已經(jīng)了解機械手的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，以及機械手手部、腕部、手臂的關(guān)系，為下一步的合理設(shè)計做好準備。4、本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫）第1-3周：查閱資料，了解結(jié)構(gòu)以及特點，完成基礎(chǔ)知識的積累并撰寫開題報告；第4-6周：完成該裝卸機械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案；第7-11周：完成機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計計算；第12-15周：完成該機械手的裝配圖；第16-18周：完成論文撰寫，準備答辯。指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在系審查意見： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日參考文獻1 肖南峰等編著.工業(yè)機器人M,北京:機械工業(yè)出版,2011.10-20.2 帕爾哈提庫爾班. 搬運機械手研究設(shè)計J. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2011,(10):163.3 侯沂,劉濤.搬運機械手設(shè)計研究J,機械,2004,（06）:53-58.4 俄IO.M.索羅門采夫.工業(yè)機器人圖冊M,干東英,安永辰譯,北京:機械工業(yè)出版社,1993.5-10.5 張宇,喬楠楠,靳寬平. 數(shù)控車床上料機械手設(shè)計J. 機械研究與應(yīng)用.2012,(01):102-103.6 趙喜鋒,杜向黨,鞏靜靜等.小型機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究J. 機械與電子. 2012,(01):64-67.7 韓夢丹,鄒曉宇. 淺談機械手及其應(yīng)用與發(fā)展前景J. 企業(yè)技術(shù)開發(fā). 2012,(02):79-80.8 宋旦鋒.模塊化氣動搬運機械手的研究與開發(fā)D,南京理工大學,2004.9 程立艷. 五自由度搬運機械手的抓取設(shè)計D,西華大學,2012.10 張慶峰.新型數(shù)控機床裝夾機械手設(shè)計與分析D,江蘇大學,2010.11 黃賢新.工業(yè)機器人機械手設(shè)計J,裝備制造技術(shù),2012,（03）:79-80.12 劉少麗.淺談工業(yè)機械手設(shè)計J,機電工程技術(shù),2011,（06）:45-48.13 豐日美.裝卸機械手的設(shè)計優(yōu)化J,裝備制造技術(shù),2011,（05）:48-49.14 管永忠.工業(yè)機械手的設(shè)計探析J,裝備制造技術(shù),2011,（05）:50-68.15 國內(nèi)機械行業(yè)機械手應(yīng)用與技術(shù)發(fā)展概況J. 皮革科技動態(tài). 1975,（12）:63-64.16 YOU Wei,KONG,Min-xiu,SUN,Li-ning,DU Zhi-jiang. Optimal design of dynamic and control performance for planar manipulatorJ,Journal of Central South University,2012,（01）:108-112.17 WU Jun, LI Tiemin, LIU Xinjun, WANG Liping. Optimal Kinematic Design of a 2-DOF Planar Parallel ManipulatorJ,Tsinghua Science and Technology,