开题报告-自动拾取机的设计

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1、中国海洋大学本科毕业论文（设计）开题报告题院专学学指目模型口动拾取机的设计系工程学院业11机械教务处制表2015年3月153一、选题依据课题来源、选题依据和背景情况；课题研究目的、学术价值或实际应用价值一.课题来源背景目前，实验室模具给学生学习提供了良好的实验器材条件。但是在管理过程屮，存在着模具的存放、取用、清点、整理、查找等需耍人工完成的大量基础性工作。尤其是同学在取用模具的时候，经常随意取放，造成找模具难，管理混乱的情况。面向模具使用者和管理者的模具管理全过程的自动化仍是纸上谈兵。本课题就是要求设计一种小型实验室模具机械手的总体机械结构，将带自动仓储式模具架与自

2、动存収技术的移动机器人系统有机结合，实现模具存储，取用，摆放管理全过程自动化的需求。设计要求的工作环境是教室，实验室等需要模具使用的场所。针对模具自动存取操作的特殊场合，模型自动拾取机作为实验室机器人的一个组成部分，其功能包括从自动仓储式模具架上取出及放入模具，并将所需模具送至指定地点，研制适合模具操作的机械手是本设计的重点。本设计题冃来源于模型室建设的实际需求，根据模型室的建设规划，拟将模型放置在教室后方墙壁上。受到教室空间的限制，模型放置的位置靠近顶棚。为方便模型拿取，故提出本产品的设计需求。为了轻松准确的抓取模型，设计机械手模型架。实现对模型的自动化管理与収用存

3、放。二。研允目的课题目的是研制一种适用于模具全程自动化管理、取用的装置，即移动式实验室模具自动存取机器人。在电动模具架的配合工作下，模具机械手可以自动到达同学所需或所还模具位置，自动完成模具的存、収动作，并可以自动将模具送到指定位置或从指定位置収回模具。模具的上、下架完全由机器人来完成，可以解放人力、提高工作效率。目前，大多数实验室对模具的管理仅仅停留在人工摆放，随意存储，查找困难，等简单的管理方式。实验室模具大部分管理取用操作由人工完成，自动化模具管理在实验室中缺少应用。实验室模具作业的自动化和智能化，能够从根本上减轻模具管理者的劳动强度、提高工作效率，更方便师生使

4、用。尤其适用于釆用闭架模具存放的实验室。模具需要在恒温、恒湿环境下保存，利用机器人实现各类大小模具的归类、自动存取操作，能减少师生频繁使用过程中给模具造成的损坏，提高模具的使用寿命。因此，自动化技术和信息技术的有效融合,是未来实验室管理的重要发展趋势。技术成熟以后，模型口动拾取机将不再拘泥于模型的口动化管理，有对能推广到各种物品的自动化管理。二、文献综述国内外研究现状、发展动态；查阅的主耍文献1.国内外现状近年来，在我国，随着气动技术的迅速发展，气动元件及气动自动化技术已经越来越多的应用于机械手中，构成了气动机械手。气动机械手的最大优势就是低成本，模块化和集成化［4］

5、o气动机械手包含感知部分，控制部分和主机部分三方面。采集感应信号及控制信号均由智能阀岛处理；气动伺服定位系统代替伺服电机，步进马达或液压伺服系统；汽缸，摆动马达完成原来由液压缸或机械部分所做的执行动作。主机部分釆用了标准型辅以模块化的装配形式，使得气动机械手能拓展成系列化和标准化的产品。在国外，像口本，美国，德国等国家，以微型内置伺服电机作为控制系统主动力的精密机械手，则是世界自动化领域中更深高次的发展。相对一般的工业领域机械手，这种精密型的机械手具有动作精度高，体积相对小巧，高度智能化的特点［5］,被广泛应用于水下精密作业，人体内部手术作业，农业果实采摘等领域。由于

6、这种类型的机械手更突出的要求是精密型，故英整体结构为多关节、多驱动型，每个关节都有独立伺服电机作为驱动源，这些伺服电机则由躯干内部的PLC等核心处理器做统一控制管理，以达到灵活多变的控制要求。现今使用的机械手主要可分为极坐标型机械手和关节型机械手，这两种机械手可以提供较大的工作空间［6］，恰好可以满足一般的机械手在工作空I'可上的要求。韩国最早开发的用于果实采摘的极坐标机械手臂，旋转关节可以自由移动，丝杠关节可以上下移动，从而使作业空间达到3m［7］。日本东都大学也在20世纪80年代研制出了5自由度关节型机械手［8］o实验表明这种机械手在运动空间上虽然没有极坐标机械手

7、到位，II末端执行器的可操作能力较低，但结构相对简单，工作更加灵活，在不需要较复杂操作的工作环境下,体现出一定优势［9］［10］。京都大学在此基础上又开发出了7个自由度的机械手［11］,解决了其相对极坐标机械手在工作空间上不足的缺点，在关节型机械手领域达到了一个更咼的咼度。机械手可以模仿人手的某些动作和功能，用固定的程序和轨迹完成抓取、搬运物件等操作。特别是在当前劳工紧缺，劳动力成本口益提高的社会背景下，机械手的使用可以替代人的繁重劳动，实现工业自动化的同时也大大减少了企业的生产成本，提高企业效益。同时，由于它可在高温、高压、多粉尘、易燃易爆、放射性