機械手畢業(yè)設計開題報告

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上畢業(yè)設計(論文)開題報告學生姓名XXX學 號XXXXXXXX專 業(yè)機械設計制造及自動化指導教師姓名XXX職 稱教授所在學院機電工程學院課題來源自選課題課題性質工程設計課題名稱齒輪驅動手爪平行開閉的工業(yè)機械手設計畢業(yè)設計的意義 畢業(yè)設計是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的一個重要的實踐環(huán)節(jié)，在畢業(yè)設計中可以提高獨立思考和探索能力。通過大學各科的理論學習，課程設計以及實習實踐，掌握理論的同時，也了解了各種機械與自動化技術在生活、生產實踐中的運用。本次畢業(yè)設計的題目是：齒輪驅動手爪平行開閉的工業(yè)機械手的設計，涵蓋了機械設計、自動機與自動線、液壓技術以及PLC等的各門知識。通過此次畢業(yè)

2、設計可以綜合掌握各種理論知識的應用，為將來工作打下堅實的實踐基礎。機械手是在機械化，自動化生產過程中發(fā)展起來的一種能按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。本次齒輪驅動手爪平行開閉的工業(yè)機械手主要運用于實現(xiàn)自動抓取零件。在國內，隨著中國機械工業(yè)的飛速發(fā)展，目前中國機械手發(fā)展趨勢主要在擴大應用范圍重點發(fā)展機床加工、熱處理、鍛造等方面的機械手，以滿足目前國內的需求。在滿足國內需求的同時還相應發(fā)展通用機械手、示教式機械手、計算機控制機械手、組合機械手等。同時國內還大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸角、視角等性能的機械手，并考慮與計算機連用，逐步成為整個機械制造系統(tǒng)中的一個基

3、本單元。 在國外機械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某種智能的機械手。隨著機械手的小型化和微型化，其應用突破了傳統(tǒng)的機械領域，向著電子信息、生物技術、生命科學及航空航天等高端行業(yè)發(fā)展。當今，工業(yè)機械手在國內外工業(yè)生產中的應用極為廣泛，大致有以下幾個方面：（1）實現(xiàn)單及自動化：各類半自動機床的自動上下料。（2）組成自動生產線：在單機自動化的基礎上，自動裝卸和輸送工件，可以使一些單機連接成自動生產線。（3）特殊工作環(huán)境：如高溫（熱處理、鍛造、鑄造等）、有害有毒、星際探索、海底資源開發(fā)等環(huán)境采用機械手代替人進行作業(yè)?？偟膩碚f，工業(yè)機械手滿足了社會生產的需要，并帶來了社會經濟收益。研究內容本課題是設計一通過

4、氣缸驅動，利用齒輪機構使手爪實現(xiàn)平行開閉抓取零件的機械手，并且能根據被抓取零件的外形更換手爪，以抓取不同形狀的零件。且工作可靠穩(wěn)定。工業(yè)機械手的種類很多，關于分類的問題，目前在國內尚無統(tǒng)一的分類標準，在此暫按使用范圍、驅動方式和控制系統(tǒng)等進行分類。按驅動方式分為：（1）液壓傳動機械手是以液壓的壓力來驅動執(zhí)行機構運動的機械手。其主要特點是:抓重可達幾百公斤以上、傳動平穩(wěn)、結構緊湊、動作靈敏。但對密封裝置要求嚴格，不然油的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。若機械手采用電液伺服驅動系統(tǒng)，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機械手的通用性擴大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴格

5、，成本高。（2）氣壓傳動機械手是以壓縮空氣的壓力來驅動執(zhí)行機構運動的機械手。其主要特點是:介質來源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結構簡單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結構大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進行工作。（3）機械傳動機械手即由機械傳動機構(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機構等)驅動的機械手。它是一種附屬于工作主機的專用機械手，其動力是由工作機械傳遞的。它的主要特點是運動準確可靠，用于工作主機的上、下料。動作頻率大，但結構大，動作程序不可變。本課題機械手

6、的設計采用氣缸驅動，利用齒輪機構實現(xiàn)的的機械手。2、本設計的驅動執(zhí)行機構運動的傳動裝置用氣壓傳動。現(xiàn)初步擬定以下三種的設計方案：方案一，齒輪齒條驅動連桿，連桿與夾持器兩手爪相連實現(xiàn)工件夾緊放松。當動力源推動齒條向箭頭所示的方向運動時，由于齒條和齒輪嚙合，于是帶動齒輪逆時針旋轉，連桿與齒輪固定連接，與手爪活動連接。于是在連桿的帶動下實現(xiàn)工件的夾緊。當齒條向相反的方向運動時實現(xiàn)放松。圖2.1 方案一方案二，由兩齒輪嚙合實現(xiàn)驅動，兩連桿帶動兩手爪實現(xiàn)夾持器的夾緊放松的操作。當動力源驅動兩齒輪或者其中的某一個齒輪轉動時，由于兩齒輪相互嚙合，兩連桿與手爪直接活動連接，與齒輪之間固定連接。因此，通過連桿的

7、帶動實現(xiàn)了兩手爪的開和。圖2.2 方案二方案三，動力驅動齒條做左右的往復運動時，活塞桿末端的齒條帶動齒輪旋轉，通過齒輪的轉動使手指齒條實現(xiàn)了平行運動，從而實現(xiàn)了實現(xiàn)了手指的平行開閉的運動。此運動機構由：一對齒輪、兩個相同規(guī)格參數(shù)的齒輪、一個作為被驅動執(zhí)行的長齒條以及兩個平行放置的手指構成。圖2.3 方案三本設計的機械手部采用方案三，綜合了三種方案，且易于實現(xiàn)、緊湊。主要參數(shù)：（1） 抓重：200N；（2）手指夾持范圍：棒料，50mm70 mm,長度450 mm 1200 mm；（3）驅動方式：氣壓；研究計劃2月27日3月5日：分析設計題目，查閱、收集、整理、研究相關資料。3月6日3 月19日：

8、初步擬定設計方案，方案分析、評價與完善。3月20日3月26日：結構設計與完善。3月27日4月16日：裝配設計，繪制裝配圖及主要零件工程圖，主要零件的有限元分析。4月17日4月30日：檢查并完善設計圖紙，整理設計資料，撰寫設計論文。研究方法（1）查閱資料通過了解機器人的設計概況，尋找關于機器人設計的一些相關書籍、論文文獻以及一些工業(yè)機械手的設計實例。細致了解機械手的各個結構、組成部分等，然后擬定方案。（2）類比分析法查閱相關的機械手進行對比，分析齒輪傳動機械手與其他類型的機械手相同或者相似之處、相互的聯(lián)系或者所運用的原理，然后根據他們在木屑方面的相似之處，進行類似的分析。最后設計出集中可行的方案。（3）最優(yōu)選擇法將