开题报告-搬运机械手机构与控制电路设计.doc

学生毕业设计开题报告题 目：搬运机械手机构与控制电路设计院 校： 专 业： 机械电子工程 年 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 本科毕业论文（设计）开题报告院别机电学院专业机械电子工程班级姓名 学号联系方式题目搬运机械手机构与控制电路设计开题申请：（包括选题的意义与目的、文献综述、研究现状、创新思路、论文提纲、进度安排、参考文献等。）一、 选题的意义与目的意义：机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用于按固定程序抓取、搬运物体或操作工具的自动操作装置。它可以代替人的繁重劳动以实现生产自动化和机械化，能在有害环境下操作以保证人的安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。在工业部门中应用的机械手称为工业机械手。工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一它能部分的代替人工操作；其二它能按照生产工艺的要求遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的广泛应用 。 机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，它有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。 机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。 随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。选择搬运机械手机构与电路控制设计这个课题作为我的毕业设计，对我的专业机械电子工程，四年里所学的关于机械与电子的专业知识能够进行一个系统的总结，因为这个毕业设计涉及里机械结构的设计与电路控制系统的设计。是实际综合设计训练；是一次全面的锻炼和设计实践；是工程技术的具体应用；是能力提高的关键环节。目的：代替人工操作；能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；能制作必要的机具进行焊接和装配从而大大改善工人的劳动条件，显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。通过毕业设计搬运机械手机构与电路控制设计，对大学四年知识的总结，使自己在踏入社会就业，对机械行业设计这个领域能更加容易上手，巩固自己的知识。二、国内外研究概况及相关文献综述目前国内工业机械手主要用于机床加工，铸锻，热处理等方面，数量，品种，性能方面都不能满足生产发展的需要，因此，国内主要扩大机械手运用范围，重点发展铸锻，热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件。在 运用专业机械手的同时，相应地发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手，计算机控制机械手和组合式机械手等。国内外对发展这一新技术都很重视，几十年来，这项技术的研究和发展一直比较活跃，设计在不断的修改，品种在不断的增加，运用领域也在不断的扩大。在国外机械制造业中，工业机械手运用较多，发展较快。目前主要用于机床，摸锻压机的上下料，以及点焊，喷漆等作业中，它可按照事先制定的作业程序完成规定的操作，但是还不具备任何传感反馈能力，不能应付外界的变化。如发生某些偏离时，就将引起零部件机械手本身的损害。为此，国外机械手的发展趋势是大力研制具有某些智能的机械手，使其拥有一定的传感能力，能反馈外界的条件的变化，做出相应的变更。 3、 创新思路 机械手的机械结构主要手抓、手腕、手臂、和机身组成，包括由两个液压回转缸和三个液压伸缩缸，采用液压驱动方案控制机械手运动，用电磁阀控制的液压缸来实现机械手的上升、下降、伸缩、翻转运动及夹紧工件的动作，采用可编程序控制器对机械手实现自动控制。该设计将实现对直径以下尺寸、重高达30kg的圆形棒料在移动范围半径为0.5m的扇形区域，高度变化范围为：0.5m的区域内进行可编程控制搬运。四、论文提纲论文摘要前言第一章 绪论 1.1机械手的研究概况1.2机械手发展方向1.3工业机械在生产中的应用1.4本设计中研究的主要内容第二章 搬运机械手的总体设计方案2.1机械手的组成2.1.1机械手的执行机构2.1.2机械手的驱动机构2.1.3机械手的控制方式选择2.2机械手的技术参数列表2.3机械手手部的设计计算2.3.1手部设计基本要求2.3.2 手部机构的选择2.3.3手抓的设计计算2.4腕部的设计计算2.4.1腕部设计基本要求2.4.2 腕部机构的选择2.4.3腕部的设计计算2.5臂部的设计计算2.5.1臂部设计基本要求2.5.2 臂部机构的选择2.5.3臂部的设计计算2.5.4液压缸工作压力及结构的确定第三章 机身的设计计算3.1机身的总体设计3.2机身的回转机构设计计算3.3机身的升降机构设计计算第四章 液压系统的传动机构设计计算及总图第五章 总体的控制电路设计及总图第六章 总结参考文献致谢五、进度安排2011年12月15日2011年12月31日下达毕业设计任务；2012年2月20日2012年3月10日收集设计资料，熟悉相关知识，规范；进行设计问题分析和构思，完成毕业设计开题报告，开题；2012年3月11日3月16日，完成传动方案设计和传动路线拟定，传动过程动力设计；2012年3月17日3月27日，完成机械结构分析与计算，验证方案合理性；2012年3月27日4月5日，完成传动草图设计，2012年4月6日4月12日，完成传动与支撑总装草图；2012年4月13日4月20日，进行指定零件图设计；进行元件强度验算；2012年4月21日5月1日，完成总装配图绘制；2012年5月2日5月13日，完成指定零件图绘制，进行必要的优化和应力分析；完成设计说明书或论文整理与撰写，交毕业设计资料，评定成绩；最后整理资料，准备答辩问题，答辩；六、参考文献1 机械工程及自动化简明设计手册，叶伟昌主编，机械工业出版社，2003.3。2 工业机器人运用技术，方新主编，科学出版社 北京，3 工业机器人设计， 周伯英编著，机械工业出版社，19944 郭爱莲，新编机械工程技术手册，经济日报出版社，1991。5 机械工程手册电机工程手册编委会，机械工程手册，北京：机械工业出版社，1982。6 工业机器人，吴振彪 王正家 主编 ，华中科技大学出版社，20007 机械设计手册单行本液压传动，成大先主编，化学工业出版社，20018 机械零件设计手册，国防工业出版社，19849 液压传动，隗金文 王慧 主编，东北大学出版社，200110 液压传动与控制， 沈兴全 主编，国防工业出版社，2