开题报告机械手夹持器设计

毕业设计开题报告 题目名称： 机械手夹持器设计机械手夹持器设计 院系名称： 机机电电学学院院 班级： 机机自自 074 074 1 1．．本课题所涉及的内容国内本课题所涉及的内容国内( (外外) )研究现状综述研究现状综述 课题研究的目的、意义课题研究的目的、意义 在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下： 一、以提高生产过程中的自动化程度 应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装夹、刀具的更换以及机器的装配 等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。 二、以改善劳动条件，避免人身事故 在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污 染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用 机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。 在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以 避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。 三、可以减轻人力，并便于有节奏的生产 应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机 械手可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加 工自动线上，目前几乎都没有机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便 于有节奏的进行工作生产。 综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。 国内外现状和发展趋势国内外现状和发展趋势 工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工 业生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组 成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产 效率的有效手段之一。尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场 合，应用得更为广泛。在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果，受 到机械工业和铁路工业部门的重视。 专用机械手经过几十年的发展，如今已进入以通用机械手为标志的时代。由于 通用机械手的应用和发展，进而促进了智能机器人的研制。智能机器人涉及的知识 内 容，不仅包括一般的机械、液压、气动等基础知识，而且还应用一些电子技术、 电视技术、通讯技术、计算技术、无线电控制、仿生学和假肢工艺等，因此它是一 项 综合性较强的新技术。目前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，设计在不断地修改，品种在不断地增加，应用领 域 也在不断地扩大。 早在 40 年代，随着原子能工业的发展，已出现了模拟关节式的第一代机械手。 50～60 年代即制成了传送和装卸工件的通用机械手和数控示教再现型机械手。 这种机械手也称第二代机械手。如尤尼曼特(Unimate)机械手即属于这种类型。 60～70 年代，又相继把通用机械手用于汽车车身的点焊和冲压生产自动线上， 亦即是第二代机械手这一新技术进入了应用阶段。 80-90 年代，装配机械手处于鼎盛时期，尤其是日本。 90 年代机械手在特殊用途上有较大的发展，除了在工业上广泛应用外，农、林、 矿业、航天、海洋、文娱、体育、医疗、服务业、军事领域上有较大的应用。 90 年代以后，随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展，机械手 技术也得到飞速的多元化发展。 总之，目前机械手的主要经历分为三代： 第一代机械手主要是靠人工进行控制，控制方式为开环式，没有识别能力；改 进的方向主要是将低成本和提高精度；第二代机械手设有电子计算机控制系统，具 有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把接收到的信息反 馈，使机械手具有感觉机能；第三代机械手能独立完成工作过程中的任务。它与电 子计算 机和 电视设 备保持 联系 ，并逐 步发展 成为 柔性系 统 FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造单元 FMC(Flexible Manufacturing Cell)中重要一 环。 2 2．本课题有待解决的主要关键问题本课题有待解决的主要关键问题 夹持器设计的基本要求 （1）应具有适当的夹紧力和驱动力； （2）手指应具有一定的开闭范围； （3）应保证工件在手指内的夹持精度； （4）要求结构紧凑，重量轻，效率高； （5）应考虑通用性和特殊要求。 设计参数及要求 （1）采用手指式夹持器，执行动作为抓紧—放松； （2）所要抓紧的工件直径为 80mm 放松时的两抓的最大距离为 110-120mm/s ， 1s 抓紧,夹持速度 20mm/s； （3）工件的材质为 5kg，材质为 45#钢； （4）夹持器有足够的夹持力； （5）夹持器靠法兰联接在手臂上。由液压缸提供动力。 3．对课题要求及预期目标的可行性分析 (包括解决关键问题技术和所需条件两 方面) 目前我已经搜集到很多的参考资料，并且进行了一定的调研，还得到一些专业 的设计分析工程师的指导，课题的目标可行性还是很好的，关键就是怎么在这个课 题上有所突破，做得更加好。 收集相关资料，并对现有的资料进行研究分析，进而分析自己完成本课题还存 在哪方面的困难，除了现有的知识外还应该具备哪些新的知识。选定自己适合和熟 悉的制图软件，对选定的工具进行深入的学习及 具体实践。对驱动油路进行仔细研 究，了解液压驱动原理，绘制油路图。机械结构的分析，根据要求设计出合理轻便 的机械手。在三维软件中模拟机械手工作状态。模拟调试后对整个机械手进行完善。 液压元件设计数据的搜集，能看到的仅仅是外形安装定位尺寸，十分有限，仅 仅是提供一种设计分析管理的方法。 4 4．完成本课题的工作计划及进度安排．完成本课题的工作计划及进度安排 1. 资料的搜集整理分析完善，列出毕业设计的论文提纲，明确设计任务； 2. 开始进行机械手夹持器的建模，不管是液压元件还是液压辅件，保证建模资 料能完成一定程度的液压系统的设计。 3. 开始进行毕业论文的写作； 4. 准备所有的毕业设计资料，准备毕业答辩。 5 5．指导教师审阅意见．指导教师审阅意见 指导教师指导教师(签字)：年月日 6 6．指导小组意见．指导小组意见 指导小组组长指导小组组长(签字)： 年月日