開題報(bào)告-基于SW助老喂飯機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)研究-喂飯機(jī)器人

畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告論文（設(shè)計(jì)）題目基于SW助老喂飯機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)研究姓名系別機(jī)械工程系專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)1.選題目的和意義：隨著人口老齡化問題越來越嚴(yán)重，輔助老人和行動(dòng)不便的人進(jìn)食成為了亟待解決的問題之一。隨著工業(yè)的發(fā)展，喂飯裝置已經(jīng)成為了輔助生活的重要形式，喂飯裝置憑借高精度，自動(dòng)化控制的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為輔助生活器械最為重要的組成部分。喂飯機(jī)械是集力學(xué)自動(dòng)控制，機(jī)電一體化等多門學(xué)科為一體的學(xué)科，隨著喂飯機(jī)械研究的不斷發(fā)展，已經(jīng)不再局限于制造行業(yè)中的應(yīng)用，對(duì)于西方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家來說，社會(huì)保障制度比較完善，對(duì)于老年人的養(yǎng)老形式也積累了很多經(jīng)驗(yàn)。所以，西方發(fā)達(dá)國家的養(yǎng)老模式多以居家養(yǎng)老和機(jī)構(gòu)養(yǎng)老為主。他們的老年人群更偏愛機(jī)構(gòu)養(yǎng)老，因?yàn)槲鞣絿覟闄C(jī)構(gòu)養(yǎng)老的管理實(shí)行了分級(jí)管理。管理人員會(huì)將老年群體按照身體健康狀態(tài)、自理能力、社交能力進(jìn)行詳細(xì)的分類，主要分為自理型、半自理型和完全不能自理型，而介于這三種類型之間的老年人群，會(huì)進(jìn)行更細(xì)致的分類，最終按照所分類別將他們送進(jìn)不同的管理機(jī)構(gòu)。但隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，其養(yǎng)老模式也在不斷發(fā)展，在近幾年，西方國家又不斷出現(xiàn)了新的養(yǎng)老模式來輔助傳統(tǒng)的養(yǎng)老模式。如互助養(yǎng)老、旅游養(yǎng)老、以房養(yǎng)老、候鳥式養(yǎng)老等，這些新型的養(yǎng)老模式的出現(xiàn)也為更多不同類型的老年人提供了多種選擇和服務(wù)。其中，互助養(yǎng)老和以房養(yǎng)老的方式已經(jīng)被西方許多國家的老年人所采納。所謂互助養(yǎng)老，就是指將老人與家庭以外的人，在自愿的基礎(chǔ)上結(jié)合，相互照顧和支持，他們可以結(jié)伴而居，拼家養(yǎng)老。這些模式在德國、瑞士、美國等地均有不少人開始嘗試，并獲得了較好的評(píng)價(jià)。而以房養(yǎng)老則是通過一定的金融機(jī)制，將房產(chǎn)蘊(yùn)含的價(jià)值提前變現(xiàn)，為老年人提供養(yǎng)老的資金，解決老年人養(yǎng)老的經(jīng)濟(jì)問題。對(duì)于空巢老人來說，互助養(yǎng)老和旅游養(yǎng)老都是不錯(cuò)的選擇，不再遭受晚年無人照顧和陪伴的痛苦。

本選題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢：國外：在歐美國家大多有著十分重視人權(quán)的文明風(fēng)氣，這種風(fēng)氣對(duì)飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展起到了很大的促進(jìn)作用，同時(shí)也使他們不斷的探究和完善飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展道路。經(jīng)過三十幾年的發(fā)展，飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)已經(jīng)被大眾熟知并接受，其研究對(duì)象也增加到了包含所有的弱勢群體，這不僅是為了讓更多的人不受限制的使用產(chǎn)品，享受飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)帶來的便利，同時(shí)也與飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)本身的核心理念更加靠攏與貼近。日本對(duì)飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的研究稍晚于歐美國家。日本原本是個(gè)資源匱乏的島國，隨著人口結(jié)構(gòu)的變化和老齡化的驅(qū)使下，引起了日本的企業(yè)界和學(xué)術(shù)界的重視，日本將飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的理念引入本國，在日本政府的大力推動(dòng)下，很快將其推動(dòng)到各個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，并將其快速發(fā)展，使得日本對(duì)飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)研究的成果顯著，后來又發(fā)展為“適合全方位的設(shè)計(jì)”理念。現(xiàn)在，日本的諸多用品都采用了飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的理念，很多運(yùn)用飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)的產(chǎn)品遠(yuǎn)銷海外，深受廣大消費(fèi)者的青睞。如日本的松下、東芝、本田等品牌也正是乘著飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)理念之風(fēng)起步的。飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)在北歐的一些發(fā)達(dá)國家也得到了快速的發(fā)展。北歐的設(shè)計(jì)本身就體現(xiàn)出簡潔的特點(diǎn)，雖然簡潔，但處處都以人為本，主張產(chǎn)品面前“人人平等”。飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)理念是以人為本的最高發(fā)展形式，從北歐的設(shè)計(jì)風(fēng)格可以看出，他們追求自然、生態(tài)的設(shè)計(jì)重，最終獲益的都是人，在無形之中都尊崇了飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的核心思想。飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的理念最早是被運(yùn)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，但隨著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)又被廣泛運(yùn)用到公共空間和環(huán)境設(shè)計(jì)中，更大限度的為人們提供了便利，發(fā)揮了重要的作用。國內(nèi)：和日本或一些歐美國家相比，我國對(duì)飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)理念的引入相對(duì)較晚，對(duì)其研究也不夠深入,理論和實(shí)踐的相關(guān)知識(shí)很多都來自國外發(fā)達(dá)的國家，我國與飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)相應(yīng)的文獻(xiàn)資料也比較匾乏,因此，用飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)理念指導(dǎo)的設(shè)計(jì)產(chǎn)品范圍也非常小。但我國早在80年代就開始研究無障礙設(shè)計(jì)，而無障礙設(shè)計(jì)作為飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的一個(gè)分支，也算是為我國飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。我國已經(jīng)制定了無障礙設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在許多公共空間中都置有無障礙設(shè)施，尤其在一、二線城市，處處都可體現(xiàn)出無障礙設(shè)計(jì)。近幾年，國內(nèi)有關(guān)飲食輔助機(jī)械設(shè)計(jì)理念的著作越來越多，也引起了企業(yè)及學(xué)術(shù)界的重視。現(xiàn)今國內(nèi)外研究的主要現(xiàn)狀和趨勢是：隨著“銀發(fā)事業(yè)”的發(fā)展，大量的老年產(chǎn)品充斥著市場。許多老年人面對(duì)著琳瑯滿目的商品，卻開始猶豫了。這是因?yàn)殡S著科技的進(jìn)步和發(fā)展，許多產(chǎn)品的使用都與傳統(tǒng)的使用方式有所不同，例如一些智能的電子類產(chǎn)品，功能較龐大，多數(shù)老人不能自己獨(dú)立使用的，對(duì)于空巢老人來說，更是不敢碰觸這類產(chǎn)品。因?yàn)榇蟛糠挚粘怖先擞捎诓荒芟蜃优坝H人詢問使用方法及產(chǎn)品功能，導(dǎo)致他們不愿意接受新鮮的事物，不容易接受新型的產(chǎn)品，故使用一些電子產(chǎn)品對(duì)于他們是比較困難的。主要研究內(nèi)容：本課題的主要任務(wù)是在已有研究成果的基礎(chǔ)上對(duì)助老喂飯機(jī)械裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要有以下兩種方案。方案一：旋轉(zhuǎn)桌面式喂飯機(jī)旋轉(zhuǎn)桌面式喂飯機(jī)：采用四自由度平面機(jī)械手加旋轉(zhuǎn)桌面形式。此方案中機(jī)械結(jié)構(gòu)主要包括兩大部分一部分為帶有四個(gè)扇形餐盤的可旋轉(zhuǎn)桌面的餐桌另一部分為帶有四個(gè)自由度的關(guān)節(jié)式機(jī)械手,機(jī)械手放置在進(jìn)食患者的正對(duì)面,如圖所示。此方案中機(jī)械手在平面區(qū)域內(nèi)活動(dòng),采用五個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)桌面的旋轉(zhuǎn)和機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)的俯仰及末端執(zhí)行器的張合腕關(guān)節(jié)。方案二：六自由度喂飯機(jī)六自由度喂飯機(jī)：采用六自由度機(jī)械手加無旋轉(zhuǎn)桌面形式。此方案中機(jī)械結(jié)構(gòu)主要包括兩大部分一部分為帶有四個(gè)扇形餐盤的不可旋轉(zhuǎn)桌面的餐桌另一部分為帶有六個(gè)自由度的關(guān)節(jié)式機(jī)械手,機(jī)械手放置在進(jìn)食患者的正對(duì)面。此方案中機(jī)械手可以在空間區(qū)域內(nèi)活動(dòng),采用五個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)腰關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)和其余各個(gè)關(guān)節(jié)的俯仰及末端執(zhí)行器的張合腕關(guān)節(jié)。經(jīng)分析，可以得知旋轉(zhuǎn)桌面式喂飯機(jī)使用時(shí)需配合桌面設(shè)備一起使用，不適合設(shè)備的移動(dòng)，有一定的局限性，且六自由度喂飯機(jī)靈活性高，適宜大范圍使用。（2）它的工作原理是:為了達(dá)到自動(dòng)喂飯機(jī)的目的，助老喂飯機(jī)械裝置通常由機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制結(jié)構(gòu)組成。機(jī)械結(jié)構(gòu)包括機(jī)身、框架和機(jī)械連接，控制系統(tǒng)包括設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制等，這兩大部分相互并聯(lián)制約，來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)喂飯的功能。。（3）研究內(nèi)容：查閱相關(guān)文獻(xiàn)，了解助老喂飯機(jī)械裝置的工作原理，構(gòu)成部件，常見問題及注意事項(xiàng)。對(duì)比分析各類助老喂飯機(jī)械裝置特點(diǎn)，參照以往的設(shè)計(jì)，總結(jié)優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)行歸納。按照相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)手冊(cè)進(jìn)行精確計(jì)算，設(shè)計(jì)具體部件。1.根據(jù)課題要求，選取合適助老喂飯機(jī)械裝置的種類，確認(rèn)研究方向；2.根據(jù)相關(guān)參數(shù)要求，經(jīng)過合理計(jì)算，選擇相應(yīng)的元件；3.根據(jù)元件的選型，確認(rèn)尺寸，繪制出助老喂飯機(jī)械裝置的主要部件和關(guān)鍵零部件二維圖紙；4.完成論文的條件、方法及措施，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、調(diào)研計(jì)劃、資料收集、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。完成論文的條件①對(duì)所學(xué)專業(yè)課程機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械裝配、機(jī)械三維制圖、電腦制圖等能過熟練掌握并運(yùn)用②指導(dǎo)老師提供相關(guān)資料及指導(dǎo)③在學(xué)校網(wǎng)站及其他專業(yè)論文網(wǎng)站下載相關(guān)資料④在學(xué)校圖書館借閱與機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)相關(guān)書籍和三維造型軟件圖書（2）設(shè)計(jì)工作進(jìn)度安排設(shè)計(jì)的進(jìn)程安排序號(hào)設(shè)計(jì)各階段內(nèi)容起止日期1明確設(shè)計(jì)構(gòu)思，完成開題報(bào)告3月5日～3月22日2完成自動(dòng)分揀輸送機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案3月23日～4月12日3相關(guān)數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)計(jì)算4月13日～4月25日4繪制機(jī)構(gòu)的裝配圖，完成機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，裝配圖。4月26日～5月15日5整理設(shè)計(jì)說明書、答辯文擋5月16日～5月25日6提交畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的材料，進(jìn)行答辯5月26日～6月2日參考文獻(xiàn)【1】姜徳智.快遞行業(yè)自動(dòng)分揀設(shè)備淺析[J].物流技術(shù)與應(yīng)用:貨運(yùn)車輛，2012(10):54-55【2】袁阿勇.新型智能化貨物分揀系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].武漢理工大學(xué),2006.【3】湯念念.快遞企業(yè)分揀作業(yè)研究[D].大連海事大學(xué),2012.【4】程偉中.自動(dòng)分揀輸送設(shè)備與技術(shù)及其應(yīng)用[J].物流技術(shù)與應(yīng)用,2005,10(10):65-68.【5】劉長榮,鄭玉才.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上下冊(cè)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社,2009【6】成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2004【7】趙楨.基于“中國制造2025”的智能物流設(shè)備分析與研究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊,2016(20).【8】胡國良，任繼文.ANSYS11.0有限元分析入門與提高[M].國防工業(yè)出版社，