开题报告-基于SW助老喂饭机械装置的设计研究-喂饭机器人

毕业论文（设计）开题报告论文（设计）题目基于SW助老喂饭机械装置的设计研究姓名系别机械工程系专业班级学号1.选题目的和意义：随着人口老龄化问题越来越严重，辅助老人和行动不便的人进食成为了亟待解决的问题之一。随着工业的发展，喂饭装置已经成为了辅助生活的重要形式，喂饭装置凭借高精度，自动化控制的优点，已经成为辅助生活器械最为重要的组成部分。喂饭机械是集力学自动控制，机电一体化等多门学科为一体的学科，随着喂饭机械研究的不断发展，已经不再局限于制造行业中的应用，对于西方经济发达的国家来说，社会保障制度比较完善，对于老年人的养老形式也积累了很多经验。所以，西方发达国家的养老模式多以居家养老和机构养老为主。他们的老年人群更偏爱机构养老，因为西方国家为机构养老的管理实行了分级管理。管理人员会将老年群体按照身体健康状态、自理能力、社交能力进行详细的分类，主要分为自理型、半自理型和完全不能自理型，而介于这三种类型之间的老年人群，会进行更细致的分类，最终按照所分类别将他们送进不同的管理机构。但随着社会的不断发展，其养老模式也在不断发展，在近几年，西方国家又不断出现了新的养老模式来辅助传统的养老模式。如互助养老、旅游养老、以房养老、候鸟式养老等，这些新型的养老模式的出现也为更多不同类型的老年人提供了多种选择和服务。其中，互助养老和以房养老的方式已经被西方许多国家的老年人所采纳。所谓互助养老，就是指将老人与家庭以外的人，在自愿的基础上结合，相互照顾和支持，他们可以结伴而居，拼家养老。这些模式在德国、瑞士、美国等地均有不少人开始尝试，并获得了较好的评价。而以房养老则是通过一定的金融机制，将房产蕴含的价值提前变现，为老年人提供养老的资金，解决老年人养老的经济问题。对于空巢老人来说，互助养老和旅游养老都是不错的选择，不再遭受晚年无人照顾和陪伴的痛苦。

本选题在国内外的研究状况及发展趋势：国外：在欧美国家大多有着十分重视人权的文明风气，这种风气对饮食辅助机械设计的发展起到了很大的促进作用，同时也使他们不断的探究和完善饮食辅助机械设计的发展道路。经过三十几年的发展，饮食辅助机械设计已经被大众熟知并接受，其研究对象也增加到了包含所有的弱势群体，这不仅是为了让更多的人不受限制的使用产品，享受饮食辅助机械设计带来的便利，同时也与饮食辅助机械设计本身的核心理念更加靠拢与贴近。日本对饮食辅助机械设计的研究稍晚于欧美国家。日本原本是个资源匮乏的岛国，随着人口结构的变化和老龄化的驱使下，引起了日本的企业界和学术界的重视，日本将饮食辅助机械设计的理念引入本国，在日本政府的大力推动下，很快将其推动到各个产业领域中，并将其快速发展，使得日本对饮食辅助机械设计研究的成果显著，后来又发展为“适合全方位的设计”理念。现在，日本的诸多用品都采用了饮食辅助机械设计的理念，很多运用饮食辅助机械设计理念设计的产品远销海外，深受广大消费者的青睐。如日本的松下、东芝、本田等品牌也正是乘着饮食辅助机械设计理念之风起步的。饮食辅助机械设计在北欧的一些发达国家也得到了快速的发展。北欧的设计本身就体现出简洁的特点，虽然简洁，但处处都以人为本，主张产品面前“人人平等”。饮食辅助机械设计理念是以人为本的最高发展形式，从北欧的设计风格可以看出，他们追求自然、生态的设计重，最终获益的都是人，在无形之中都尊崇了饮食辅助机械设计的核心思想。饮食辅助机械设计的理念最早是被运用到产品设计中，但随着社会的经济发展和经济社会发展的需要，饮食辅助机械设计又被广泛运用到公共空间和环境设计中，更大限度的为人们提供了便利，发挥了重要的作用。国内：和日本或一些欧美国家相比，我国对饮食辅助机械设计理念的引入相对较晚，对其研究也不够深入,理论和实践的相关知识很多都来自国外发达的国家，我国与饮食辅助机械设计相应的文献资料也比较匾乏,因此，用饮食辅助机械设计理念指导的设计产品范围也非常小。但我国早在80年代就开始研究无障碍设计，而无障碍设计作为饮食辅助机械设计的一个分支，也算是为我国饮食辅助机械设计的研究奠定了良好的基础。我国已经制定了无障碍设计的标准和规范，在许多公共空间中都置有无障碍设施，尤其在一、二线城市，处处都可体现出无障碍设计。近几年，国内有关饮食辅助机械设计理念的著作越来越多，也引起了企业及学术界的重视。现今国内外研究的主要现状和趋势是：随着“银发事业”的发展，大量的老年产品充斥着市场。许多老年人面对着琳琅满目的商品，却开始犹豫了。这是因为随着科技的进步和发展，许多产品的使用都与传统的使用方式有所不同，例如一些智能的电子类产品，功能较庞大，多数老人不能自己独立使用的，对于空巢老人来说，更是不敢碰触这类产品。因为大部分空巢老人由于不能向子女及亲人询问使用方法及产品功能，导致他们不愿意接受新鲜的事物，不容易接受新型的产品，故使用一些电子产品对于他们是比较困难的。主要研究内容：本课题的主要任务是在已有研究成果的基础上对助老喂饭机械装置进行设计。主要有以下两种方案。方案一：旋转桌面式喂饭机旋转桌面式喂饭机：采用四自由度平面机械手加旋转桌面形式。此方案中机械结构主要包括两大部分一部分为带有四个扇形餐盘的可旋转桌面的餐桌另一部分为带有四个自由度的关节式机械手,机械手放置在进食患者的正对面,如图所示。此方案中机械手在平面区域内活动,采用五个电机分别驱动桌面的旋转和机械手各个关节的俯仰及末端执行器的张合腕关节。方案二：六自由度喂饭机六自由度喂饭机：采用六自由度机械手加无旋转桌面形式。此方案中机械结构主要包括两大部分一部分为带有四个扇形餐盘的不可旋转桌面的餐桌另一部分为带有六个自由度的关节式机械手,机械手放置在进食患者的正对面。此方案中机械手可以在空间区域内活动,采用五个电机分别驱动腰关节旋转和其余各个关节的俯仰及末端执行器的张合腕关节。经分析，可以得知旋转桌面式喂饭机使用时需配合桌面设备一起使用，不适合设备的移动，有一定的局限性，且六自由度喂饭机灵活性高，适宜大范围使用。（2）它的工作原理是:为了达到自动喂饭机的目的，助老喂饭机械装置通常由机械结构和控制结构组成。机械结构包括机身、框架和机械连接，控制系统包括设备的运动控制等，这两大部分相互并联制约，来实现自动喂饭的功能。。（3）研究内容：查阅相关文献，了解助老喂饭机械装置的工作原理，构成部件，常见问题及注意事项。对比分析各类助老喂饭机械装置特点，参照以往的设计，总结优缺点，进行归纳。按照相关技术设计手册进行精确计算，设计具体部件。1.根据课题要求，选取合适助老喂饭机械装置的种类，确认研究方向；2.根据相关参数要求，经过合理计算，选择相应的元件；3.根据元件的选型，确认尺寸，绘制出助老喂饭机械装置的主要部件和关键零部件二维图纸；4.完成论文的条件、方法及措施，包括实验设计、调研计划、资料收集、参考文献等内容。完成论文的条件①对所学专业课程机械设计、机械装配、机械三维制图、电脑制图等能过熟练掌握并运用②指导老师提供相关资料及指导③在学校网站及其他专业论文网站下载相关资料④在学校图书馆借阅与机械创新设计相关书籍和三维造型软件图书（2）设计工作进度安排设计的进程安排序号设计各阶段内容起止日期1明确设计构思，完成开题报告3月5日～3月22日2完成自动分拣输送机的整体设计方案3月23日～4月12日3相关数据的设计计算4月13日～4月25日4绘制机构的装配图，完成机构设计，装配图。4月26日～5月15日5整理设计说明书、答辩文挡5月16日～5月25日6提交毕业设计相关的材料，进行答辩5月26日～6月2日参考文献【1】姜徳智.快递行业自动分拣设备浅析[J].物流技术与应用:货运车辆，2012(10):54-55【2】袁阿勇.新型智能化货物分拣系统的研究与开发[D].武汉理工大学,2006.【3】汤念念.快递企业分拣作业研究[D].大连海事大学,2012.【4】程伟中.自动分拣输送设备与技术及其应用[J].物流技术与应用,2005,10(10):65-68.【5】刘长荣,郑玉才.机械设计基础上下册[M].北京:中国农业科技出版社,2009【6】成大先.机械设计手册.北京.化学工业出版社，2004【7】赵桢.基于“中国制造2025”的智能物流设备分析与研究[J].科技经济导刊,2016(20).【8】胡国良，任继文.ANSYS11.0有限元分析入门与提高[M].国防工业出版社，