平面关节型机械手设计开题报告

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1、哈尔滨远东理工学院毕业论文开题报告开题日期：2013年11月30日学生姓名王振福分院工学院专业、班级10级机械电子工程4班指导教师姓名何文广职称高级实验员从事专业工学院机械电子工程是否外聘□是□否题目名称平面关节型机械手设计一、课题研究现状、选题目的和意义（可增页）自上世纪六十年代，机械手被实现为一种产品后，对它的开发应用也在不断发展，用机械手搬运物体、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛。现在已经应用在了机械制造、冶金、化工、电力、采矿、建材、轻工、食品、环保等各行各业之中。比如：最典型的发展是生产者将此产品大量应用于卫

2、生行业（全自动生化分析仪），从而实现了卫生检验中急需短时间、大量样品数据的要求，但在卫生领域的机械手因采用样品加单一酶试剂显色法，且采用滤光片结构设计，造成试剂价格昂贵，限制了产品市场的发展。随着技术的进步，机械手的设计已经实破了单一试剂、加热及滤光片的束缚。随着社会的快速发展，工业现场机械手的要求将越来越高，其技术也越来越成熟。机械手是机器人的关键执行部件,其机构尺寸直接影响机器人工作空间的准确性、轻量化要求以及工作性能等。除此之外，机械手的驱动装置所提供的平稳性、安全性、高效性也是关键之一。当代电动机械手或液气压驱动

3、机械手都是作往复运动或旋转运动,而用来构造机械手的关节时,要把往复或旋转运动转换成所要求的其他运动方式,通常必需有一套机械装置。它们体积大、结构复杂,而且灵活性也远远落后于人体的关节,所以灵巧的机械手驱动肌肉或关节的发展成为机器人研究和制造者的共同兴趣。工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率和自动化水平，解决了工业生产中长期频繁单调的操作。也提高了工作的生产加工速度，所以机械手的使用时非常高效的。现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题，机械手在工业生产中的应用越来越广泛，它

4、们可以代替人类劳动，完成各种精密、繁重、恶劣，甚至是危险的任务。随着生产力水平和科学技术的日益进步，机械手正向着高速、高精度、轻质、重载、高可靠性、高灵活性等方向发展。因此，必须尽可能地分析机械手的运动动力学特性，从而有效的提高其精度。机械手是一种强耦合的、时变的、非线性系统，因此要准确建立起精确的数学模型是非常困难的。采用虚拟技术对机械手进行运动学和动力学仿真，可以形象的观察到机械手的运动轨迹，进而对机械手性能进行分析，提高了机械手的研发效率和可靠性。机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装

5、卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。二、论文的基本内容、拟解决的主要问题内容：1．平面关节机械手总体设计；2．平面关节机械手移动机构设计；3．平面关节机械手手指机构设计；4．平面关节机械手手臂机构设计；5．平面关节机械手装配图和零件图的绘制。技术要求：1抓取重量：2kg2自由度：3个（2个回转1个移动）3大臂：长700mm，回转运动

6、，回转角240度，步进电机驱动，单片机控制。4小臂：长600mm，回转运动，回转角240度，步进电机驱动，单片机控制。5移动关节：气缸驱动，行程开关控制；6手指关节：气缸驱动，行程控制开关。基本思路及解决的主要问题1.接受任务，实地调研及查阅有关资料，结合相关的数据，对平面关节机械手的工作原理及总体结构进行初步分析。2.拟定平面关节机械手的传动原理，选择机械手的驱动方式为电气驱动，绘制出工作原理草图。3.根据主要的技术数据及相关的要求，确定其传动方案并设计出平面关节机械手的总体结构。4.综合平面关节机械手的工作性能及技术

7、要求，选择各机构导轨的类型和结构。5.对平面关节机械手各部件机构进行有机整合，使传动、加工、控制系统能够有效的一体化，使相关部件的功能得到充分协调的发挥。6.通过老师的强化指导，自己按计划分阶段定期完成任务，作出每周进度评论，严格执行进度安排。三、研究方法1、研制有更多自由度的机械手。2、研制带有行走机构的机械手。这种机械手可以从一个工作地点移动到另一个工作地点。3、研制能自动编程和自动改变程序的机械手。4、研制具有一定“感触”和“智力”的智能机器人。各工业部门广泛进行技术改造需要大量机械手。为使机械手向标准及组合化方向

8、发展，各工业部门可根据工作要求选择某些标准部件组合成具有所需自由度及活动范围的机械手。在高温、高压、高粉尘、真空、放射、有毒及危险的作环境中用机械手代替的一部分劳动具有极大意义。今后，将大力研制能在这些场合工作的机械手另一发展趋势是提高机械手的运行速度、定位精度及通用性，以扩大机械手的应用范围现代技术。已能以光敏元件