汽车前后桥半轴套管装焊线搬运机械手手爪的设计开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告题目：汽车前后桥半轴套管装焊线 搬运机械手手爪的设计 1、毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1题目背景、研究意义对在日常的生产线工作中，装卸工作主要由人工完成，对于生产企业来说，这种人工方式消耗的劳动强度较大，而且生产效率比较低，安全隐患大 生产工具是第一生产力，为了能够提升企业生产线的工作效率，减少人工方式消耗的劳动成本，将生产线发展为柔性制造系统，应该从实际的生产工艺出发，设计并且研究自动化控制装卸机械手，以机械化代替人工化。随着科学技术的迅猛发展，生产力水平的不断提高，人们对劳动强度和工作环境的要求也越来越高，石油化工、港口、食品等行业对装卸质量和效率的要求也越来越高，然而效率低下的人工装卸阻碍了这些行业产量的提高，已不能满足企业的需要，从而促进了企业向现代化改造。目前国内全自动装卸设备主要依靠进口，国产设备生产厂家相对较少，装卸机器人技术不很成熟。我国人工装卸的低效率与产量的日益提高之间的矛盾日益突出，因此，对装卸机器人的研究具有重大的经济意义和现实意义。1.2国内外相关研究情况1962年，美国AMF公司制造了世界上第一台使用的示教再现型工业机器人。迄今为止，世界上对于工业机器人的研究、开发及应用已经经历了近50年的历程，日本、美国、法国、德国的工业机器人产品已日趋完善和成熟。随着现代科技的迅猛发展，工业机器人技术已经广泛地应用于各个生产领域。我国从20世纪70年代后期开始进行工业机器人研究，当时主要是局限于理论探讨。真正进行工业机器人的研究、开发及应用是在“七五”计划、“八五”计划、“九五”计划、“十五”计划、“十一五”计划时期，1986年我国开始实施“863高技术发展计划”，该计划将工业机器人作为一个重要的发展主题，并且投入了大量的资金进行工业机器人研发，从而是我国的工业机器人研发得到了迅速的发展。虽然近几年我国的工业机器人市场发展迅猛，但是，我国工业机器人的发展水平与发达国家相比，总体上还存在着很大的差距，主要表现在工业机器人的拥有量远远不能满足社会的需要，长期大量依靠从外国引进。当前，我国的工业机器人生产和应用都是应用户的要求，“一个客户，一次重新设计”品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本高，而且质量、可靠性不稳定。特别是加入WTO后，我国的工业机器人产业面临越来越大的竞争和冲击。因此，我国必须要加倍努力研究、开发及应用各类工业机器人1。2、本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1本课题研究的主要内容了解工业机器人的发展及其在工业生产中的应用；通过调研，掌握常用机械手的基本结构组成；本课题机械手的抓取对象为：半轴套管直径为65-85mm,搬运过程：，回转角度为0-180抓重30kg；完成该机械手的结构设计，绘制机械手装配图和关键零部件图。2.2研究方案 汽车前后桥半轴套管装焊线搬运机械手整体结构按照人体仿生学， 汽车前后桥半轴套管装焊线搬运机械手主要部件分为机械手部，机械腕部以及机械臂部，只有合理的设计这3个关键部位，才能够设计出完善的装卸机械手。机械手手部，机械手的手部应该具有适当的夹紧力和手部驱动力，手部应该具有一定的张开范围，机械手指应该具有足够的开闭角度，这样才能便于抓取工件。机械手腕部，腕部处于机械手手臂的最前端，它连同手部的静动载荷均由臂部承担，所以其内部结构直接影响闰土机械外文翻译成品某宝dian到机械手臂部的设计结构，因此在腕部设计的要点是结构紧凑，并且其重量适轻。机械手臂部，臂部是机械手主要的握持部件，它的主要作用是支撑腕部和手部，并带动它们做空间运动2。(1) 机械手结构设计按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其坐标形式可分为直角坐标形式、圆柱坐标形式、球坐标形式和关节形式，如图1所示：图1机械手坐标形式图由于本机械手在装卸时手臂具有升降、收缩及回转运动，且圆柱坐标型位置精度高、运动直观、控制简单、占地面积小，所以这里选圆柱坐标型。（2）机械手的手部设计为了使机械手的通用性更强，把机械手的手部结构设计成可更换结构，当工件是棒料时，使用夹持式手部；当工件是板料时，使用气流负压式吸盘，由于本课题的工件是棒料，所以这里采用夹持式手部。（3）机械手的手腕设计 考虑到机械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。因此，手腕设计成回转机构，实现手腕回转运动的机构是回转液压缸。（4）机械手的手臂设计 按照抓取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，及手臂的收缩、左右回转和降运动，手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移，手臂的各种运动由液压缸来实现。（5）机械手的机身设计 机身采用回转与升降结构机身，实现机身回转采用液压马达驱动。（6）机械手的驱动设计 由于液压传动系统的动作迅速，反应灵敏阻力损失和泄漏较小，成本低廉因此本机械手采用液压传动方式。（7）机械手的工件设计 由于本课题所要求的抓取对象半轴套管直径为65-85mm，如图2所示：图2半轴套管为65-85mm工件图2.3研究方法与措施通过查找资料，对资料的学习，分别对所选定的方案进行理论分析，可行性分析，然后通过CAD绘制机械手的装配图与关键零部件图。从中要发现问题，解决问题，让机械手的结构设计更加的合理。3、本课题研究的重点及难点，前期已开展工作3.1本课题研究的难点与重点通过合理的分析与设计，绘制和完成机械手的装配图与关键零部件图，并满足要求。3.2前期已展开工作通过查找资料，已经了解机械手的结构构成，以及机械手手部、腕部、手臂的关系，为下一步的合理设计做好准备。4、本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）第1-3周：查阅资料，了解结构以及特点，完成基础知识的积累并撰写开题报告；第4-6周：完成该装卸机械手的结构设计方案；第7-11周：完成机械手结构设计计算；第12-15周：完成该机械手的装配图；第16-18周：完成论文撰写，准备答辩。指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日参考文献1 肖南峰等编著.工业机器人M,北京:机械工业出版,2011.10-20.2 帕尔哈提库尔班. 搬运机械手研究设计J. 中国新技术新产品. 2011,(10):163.3 侯沂,刘涛.搬运机械手设计研究J,机械,2004,（06）:53-58.4 俄IO.M.索罗门采夫.工业机器人图册M,干东英,安永辰译,北京:机械工业出版社,1993.5-10.5 张宇,乔楠楠,靳宽平. 数控车床上料机械手设计J. 机械研究与应用.2012,(01):102-103.6 赵喜锋,杜向党,巩静静等.小型机械手结构设计与研究J. 机械与电子. 2012,(01):64-67.7 韩梦丹,邹晓宇. 浅谈机械手及其应用与发展前景J. 企业技术开发. 2012,(02):79-80.8 宋旦锋.模块化气动搬运机械手的研究与开发D,南京理工大学,2004.9 程立艳. 五自由度搬运机械手的抓取设计D,西华大学,2012.10 张庆峰.新型数控机床装夹机械手设计与分析D,江苏大学,2010.11 黄贤新.工业机器人机械手设计J,装备制造技术,2012,（03）:79-80.12 刘少丽.浅谈工业机械手设计J,机电工程技术,2011,（06）:45-48.13 丰日美.装卸机械手的设计优化J,装备制造技术,2011,（05）:48-49.14 管永忠.工业机械手的设计探析J,装备制造技术,2011,（05）:50-68.15 国内机械行业机械手应用与技术发展概况J. 皮革科技动态. 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,2007,（03）: 270-275.18 ZHU Xiaorong,SHEN Huiping. Optimal design of the link lengths for a planar parallel manipulatorJ,Computer Aided Drafting,Design and Manufacturing,2012,（04）:75-79.6