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机械手毕业设计开题报告(精选开题报告两篇)

添加时间:2020/05/23 来源:未知 作者:admin
机械手毕业设计是每一位毕业生都需要完成的一份作用,而开题报告作为毕业设计中必不可少的一环,其写作也很重要,所以本篇文章就向大家介绍一下机械手毕业设计开题报告的写作方法,希望对你有所帮助。
以下为本篇论文正文:

  机械手就最早出现的工业机器人,一种能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置,被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手毕业设计是每一位毕业生都需要完成的一份作用,而开题报告作为毕业设计中必不可少的一环,其写作也很重要,所以本篇文章就向大家介绍一下机械手毕业设计开题报告的写作方法,希望对你有所帮助。

机械手毕业设计开题报告范文一

  1 机械手的研究背景

  数百年前人们就希望制造出一种机构能像人一样运动、动作,以方便使人们从繁琐的机械劳动中脱身,早在两千年前就开始出现了一些自动木偶人和简单的机械偶人,所以对于劳动力的解放人们从古至今一直在研究中。 随着现代化工业发展的崛起和迅速发展,人们对机械化生产的要求越来越高,于是便衍生出了一系列的工业机械手。

  用作再现人们手部动作的机械装置称为机械手。 机械手是模仿人们手部和手臂部的部分动作,按先前给定的程序、轨迹和要求来实现自动抓取、搬运等操作的自动机械装置[1].工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术,并且经过一定阶段的发展已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。 工业机械手涉及到机械学、 力学、电器液压技术学、自动控制技术学、传感器技术学等多方面领域的综合知识。目前,液压元件产品约有 1000 个品种,近 10000 个规格。我国对液压工业的发展重视与国外企业进行有效的经济技术合作, 近年来持续引进了许多液压元件和液压系统为基础的制造技术,对提高产品水平和生产能力起到了举足轻重的作用 [2].目前已和美国、日本、德国共同建立了许多合资企业,这些企业将推动我国液压工业的发展。

  现代生产中所使用的机械手驱动机构主要有四种:液压驱动、气压驱动、机械驱动和电气驱动。其中液压驱动主要是通过液压缸、阀、油箱等实现传动。液压技术在 20世纪迅猛发展,经过时间的沉淀它已发展成为包括传动、控制、检测等在内的一门完整的自动化技术,在我国机械化生产各个方面得到了充分的利用。在我国,液压技术工业可为农业机械、工程机械、轻工机械、石油化工、机床、冶金、矿山、铁路、船舶等提供较齐全的产品 [3,4].

机械手

  2 机械手国内外的发展

  工业机械手于第二次世界大战期间发展起来,开始于 40 年代的美国橡树岭国家实验室的搬运核原料的遥控机械手研究。 1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手;1962年,美国联合控制公司在上述方案的基础上, 又试制成一台数控示教再现型机械手。

  目前,国际内机械手的制造公司主要分为欧系和日系。日系主要品牌有不二越、川崎、安川、松下、 FANLUC 、OTC、等公司产品。欧系品牌主要有德国的 KUKA 、CLOOS,意大利的 DALMEC ,奥地利的 GM 和瑞典的 ABB 等公司产品 [5~8].

  我国的工业机械手应用起步于 20 世纪 70 年代初期,其发展经过 30 多年,大致经历了三个阶段: 70 年代萌芽期, 80 年代开发期, 90 年代应用化期。国外机械手企业占据着我国大部分工业机械手市场份额,面临着如此强大的竞争对手,国内机械手企业面临着巨大的竞争压力 [9,10].如今,我国正在从制造大国向制造强国转型发展,国内制造业面临巨大挑战,同时也带来诸多机遇。目前,提高国内自动化工业生产的任务迫在眉睫,我国,务必会加大对机器人、机械手工业化发展与应用的政策支持与资金投入,将会给机械手产业的发展注入新的动力 [11].

  3 机械手的应用

  目前,工业机械手主要用于流水线传送、装配、焊接、机床加工、铸造、热处理等方面,无论数量、品种和性能等各方面都能基本满足工业生产发展的需求。在国内主要是发展各方面所能应用的机械手,逐步扩大应用范围,以减轻劳动强度,改善作业条件从而解放繁琐重复的劳动力,在应用专用机械手的同时,还必须相应地去发展通用机械手,比如,机械手各运动构件,如升降、伸缩、横移、摆动、俯仰等机构,以及用于不同类型的夹紧机构等设计成典型的通用机构,从而根据不同的作业要求,以便选用不同的典型部件,则可组成不同用途的机械手,这样一来即便于设计制造,又便于改换工作环境,扩大了机械手的应用的范围 [12~14].与此同时要提高机械手的运行速度, 减少冲击,更加准确的定位,和提高其精度才能更好地让机械手在工业化生产中发挥作用。

  机械手主要由控制系统、驱动机构和执行机构构成。执行机构包括躯干部分、手臂部分、关节部分和手指部分。手部装在手臂前端,可以转动、开闭手指。机械手手部的构造系统模仿人的手指,分为自由关节、固定关节和无关节和三种。手指的数量又可以分为二指、三指、四指等,但因为生产和技术需求其中以二指用得最多,可根据夾持对象的形状和大小配备多种形状和尺寸的夹头,以适应操作的需要 [15].总之,机械手的运动离不开直线移动和转动二种,因此它采用的执行机构主要是电液脉冲马达、伺服液压马达、交流伺服电动机、直流伺服电动机、步进电动机、直线液压缸、摆动液压缸等;躯干是安装手臂、动力源和各种执行机构的机架 [16].

  4 机械手的发展趋势

  随着机械手发展的深度和广度以及机器人智能水平的提高, 机械手已在众多领域得到利用,从传统的汽车制造领域向非制造领域延伸,如建筑业、国防军事、医疗卫生、食品加工、生活服务领域等。目前在一些机种方面,如弧焊机械手、点焊机械手、搬运机械手、装配机械手、喷涂机械手、特种机械手等都基本掌握了机械手操作机的设计制造技术,解决了控制驱动系统的配置和设计问题, 软件的设计和程序的编制等关键技术,同时还掌握了弧焊自动线及其周边配套设备的全套自动通信、自动化喷漆线、协调控制技术;在基础元件方面,机械手焊接电源、焊缝自动跟踪装置和谐波减速器等也有了突破。从技术层面来说, 我国已经具备了自主独立发展机械手技术的基础并且在未来几年,随着激光技术、传感技术、工程网络技术等的快速发展,这些技术将会被广泛用在机械手工作领域,使机械手的应用更为高效、高质 [17].

  综上所述,可以看出,机械手的发展前景非常广阔, 但其发展需要我们进一步推动,来提高现代化生产的生产效率、简化人工操作、降低运营成本、提高经济效益,从而给我国制造业带来质的飞跃。

  参考文献
  [1] 张桂香 .机电类专业毕业设计指南 [M]. 北京:机械工业出版社, 2005.
  [2] 张利平 . 液压控制系统及设计 [M]. 北京:化学工业出版社, 2006.
  [3] 赵旭。 基于机电液一体化的液压机械手设计及其控制 [D]. 沈阳:东北大学, 2010.
  [4] 胡海洪 . 四自由度液压机械手液压系统设计 [D]. 南昌:南昌大学, 2012.
  [5] 郭洪红 . 工业机械人技术 [M]. 西安:西安电子科技大学出版社, 2006.
  [6] 张振军 . 石材模压成型机的设计 [J]. 机床与液压, 2001(5):126-129.
  [7] 张振军 . MH-15X3 型集成材液压系统的改进设计 [J].液压与气动, 2001(5):6-9.
  [8] 陈绍华 . 机械设备电器控制 [M]. 广州:华南理工大学出版社, 2000.
  [9] 张利平 . 液压站设计与使用 [M]. 北京:海洋出版社, 2004.
  [10] 濮良贵,纪名刚 . 机械设计 (第七版 )[M]. 北京:高等教育出版社, 2001.
  [11] 张晓旭 . AutoCAD2007 液压气压设计实例教程 [M]. 北京:清华大学出版社; 北京交通大学出版社, 2007.
  [12] 王伯平 . 互换性与测量技术基础 [M]. 北京:机械工业出版社, 2004.
  [13] 王积伟 . 液压与气压传动 [M]. 北京:机械工业出版社 2011.
  [14] 康立新,马建华 . 工业机械手的设计 [J]. 中小企业管理与科技, 2009,8(2):218.
  [15] 万继祥 . 模块化四自由度机械手仿真与控制 [D]. 淄博:山东理工大学, 2008.
  [16] 王佳。 热压成型机械手的设计研究 [D]. 西安:西安工业大学, 2008.
  [17] 杨尔庄 . 二十一世纪液压技术现状及发展趋势 [J]. 液压与气动, 2001,9(2):1-3.

  2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径) :

  1 研究或解决的问题

  本课题需要解决如何设计合理的液压系统来实现所要求的一系列运动功能, 需要研究液压系统的工作参数和液压元器件的选择来达到设计目的, 如何设计液压系统的工作原理图,做出正确可行的集成块图,使设计出来的机械手能够满足重量轻、体积小、工作安全可靠等特点。

  2 采用的研究手段

  首先,对机械手做深入了解,清楚其结构与动力装置,根据以前所学习、了解到的知识对液压集成块液压站等进行理解。

  其次,利用身边的资源进行文献资料的查阅,通过各校的图书馆查阅和网上查阅相结合来完成液压系统的设计和液压集成块的设计, 根据所查资料来完成机械手的机构拟定以及相关计算。

  最后,通过指导教师指导,刻苦努力学习领会相关知识来进一步完善各项设计,最终达到所需要求。

机械手毕业设计开题报告范文二

  1.毕业设计的主要内容、重点和难点等

  一、主要内容

  本课题研究的是机床上下料机械手,该装置的主要作用是实现机床上下料的全自动化,提高生产效率。机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置,它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来,随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用,机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术,它更加促进了机械手的发展,使用机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。 机械手能代替人类完成危险、重复、枯燥的工作,减轻了人类劳动强度,提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用,在机械行业中它可用于零部件组装,加工工件的搬运、装卸,特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。所以,采用机械手上下料可大大地提高生产率。

  本课题着重研究了机床上下料机械手的三个主要组成部分 : 控制系统、传动 - 驱动系统和执行机构。本课题的设计包含如下内容:

  (1) 对国内外机械手行业现状进行详尽的调查,比较各种上下料机械手的优劣势。着重研究机械手实现可控运动的原理和特点,为机械手零部件参数的选择提供了依据。

  (2) 基于机械手设计的理论基础和实际需求, 确定通过机械手实现机床上下料工艺流程。

  (3) 根据上下料工艺流程,完成了机床上下料机械手的各个机械结构设计。为了提高上下料效率机械手对不同形状大小的零件的自动适应能力对机械手的抓取执行机构进行设计。

  (4) 通过机床上下料的现场控制需求,设计了基于单片机的控制系统,实现对设备可靠、高效控制和人性化的操作方式。

  (5) 证明机床上下料机械手对提高生产效率实现自动化生产的可行性和有效性。

  二 、重点和难点:

  本课题研究的重点是机械手执行机构的选型;传动 - 驱动系统的设计;机械手的机械系统结构设计(总体设计方案、抓取机构的设计、工件定位结构设计) ;单片机系统控制设计等。

  本课题研究的难点是如何实现对不同形状和大小的工件都能实现可靠的抓取,并找出更安全、更经济、更高效的上下料方法。机床上下料机械手应该能够可靠的自动完成抓取工件,移动工件,定位工件,松开工件四个动作。要在保证可靠性和精准度的条件下,尽量实现更高的上下料效率。另一个难点是该如何对机床上下料实现自动化控制系统的设计,自动化控制要求有:控制执行机构,完成上下料动作;提供手动和自动两种工作模式,手动模式需要满足设备的调试和上下料时对定位机构的调整要求、自动模式需要满足设备自动运行的要求;提供故障报警功能。

  2.准备情况(查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等)

  一)调研情况:

  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。

  机械手是一种能自动控制并可重新编程以变动的多功能机器, 他有多个自由度,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应用。

  各类半自动车床,有自动加紧、进刀、切削、退刀和松开的功能,但仍需人工上下料;装上机械手,可实现全自动化生产,一人看管多台机床。目前,机械手在这方面应用很多,如上海柴油机厂的曲拐自动车床和座圈自动车床机械手,大连第二车床厂的自动循环液压仿行车床机械手,沈阳第三机床厂的 Y38 滚齿机械手,青海第二机床厂的滚铣花键机床机械手等。由于这方面的使用已有成功的经验,国内一些机床厂已在这类产品出厂是就附上机械手,或为用户安装机械手提供条件。

  要机械手像人手一样取拿东西,最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节等部分组成的,抓取和移动机构-执行机构;像肌肉那样使手臂运动的驱动- 传动系统;像大脑那样指挥手动作的控制系统。这些系统决定了机器人的性能,一般而言,机器人通常就是由执行机构、驱动 - 传动系统和控制系统这三部分组成。

  机床上下料机械手的机械系统主要由执行机构和驱动 - 传动机构组成。 执行机构是机床上下料机械手赖以完成工作任务的实体,通常由连杆和关节组成,由驱动 - 传动系统提供动力,按控制系统的要求完成工作任务。驱动 - 传动系统主要包括驱动机构和传动系统。驱动机构提供机器人各关节所需要的动力,传动系统则将驱动力转换为满足机械手各关节力矩和运动所需求的驱动力或力矩。

  二、参考文献:
  [1] 何国金 ;《机械电气自动控制》 [M]; 重庆大学出版社 ;2002年
  [2] 杨平,廉仲;《机械电子工程设计》 [M]; 国防工业出版社 ;2001 年
  [3] 陆祥生 ;《机械手 --理论及应用》 [M]; 中国铁道出版社 ;1985.3.
  [4] 胡汉才编著 ,单片机原理及其接口技术,北京:清华大学出版社, 1996
  [5]李允文主编 《工业机械手设计》 [M]. 北京市:机械工业出版社 1998
  [6]孙波主编;何万库等《机械专业毕业设计宝典》 [M]. 西安:西安电子科技大学出版社, 2008
  [7]宋殷主编《机床夹具设计》 [M]. 武昌:华中理工大学出版社, 1990.3
  [8]叶伟昌主编《机械工程及自动化简明设计手册》 [M]. 北京:机械工业出版社,2001
  [9]张建民等编《机电一体化系统设计》 [M]. 北京:北京理工大学出版社, 2006

  三、主要仪器设备及条件:

  计算机一台Auto CAD、SolidWorks、CAXA 等设计软件3、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料本课题主要培养学生对机构总体方案设计和结构分析计算的能力,以及提高学生对所学知识运用的熟悉程度和增强学生查找资料、文献的能力。通过本课题的毕业设计,使得我学会如何运用所学的专业知识应用于实际生产的能力。本课题的实施方案、进度实施计划及预期效果如下:

  2013.12.17-12.23 熟悉毕业设计课题内容,明确选题的方向;

  2013.12.24-12.30 广泛收集、查阅相关文献资料,完成开题报告;

  2013.12.31-2014.1.6 查找外文资料,并选择 4 万字符的原版外文资料或文献,并开始翻译;

  2014.1.7-1.13 基本完成翻译 4 万字符的原版外文资料;

  3.4-3.10 总体方案的构思,设计多种方案,从中选择最合适的一种设计方案;

  3.11-3.17 各单元结构选型设计,进行必要理论分折与计算;

  3.18-3.24 继续进行各单元结构设计、分析计算;

  3.25-3.31 基本完成主要单元结构设计、分析计算;

  4.01-4.07 绘制总装配图;

  4.08-4.14 完成部分机构、零件工作图;

  4.15-4.21 整理资料,开始撰写毕业设计论文;

  4.22-4.28 撰写毕业设计论文;

  4.29-5.05 初步完成毕业设计论文;

  5.06-5.12 进行毕业设计论文的审核;

  5.13-5.19 论文的修改、定稿、打印、装订毕业论文;

  5.20-5.26 完成毕业设计,提交论文,制作答辩的幻灯片,准备毕业答辩。

  预期提交的毕业设计资料如下:

  完成机械手总装配图设计 ;完成导师的指定零件工作图 (折合为 3 张 0 号图纸以上(含 3 张));完成二万字左右的毕业设计说明书(论文) ; 独立完成不少于 4 万字符的指定的英文资料翻译;完成多轴钻的使用维护说明书一份。

  以上就是“机械手毕业设计开题报告(精选开题报告两篇)”的全部介绍,希望对你机械手开题报告的写作有所帮助。

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