- 1 -本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告（2007 屆）學(xué) 院、系： 機械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名： 班 級： 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 2013 年 12 月 22 日- 2 -題目：加工卸料機械手設(shè)計1. 結(jié)合課題任務(wù)情況，查閱文獻資料，撰寫 1500～2000 字左右的文獻綜述。在自動化生產(chǎn)領(lǐng)域中，工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的。工業(yè)機械手的是從工業(yè)機器人中分支出來的。其特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機械手作業(yè)具有準確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力。機械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器，它有多個自由度，可用來搬運物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。機械手的設(shè)計原理是以人的手為基礎(chǔ)，以機械拉來實現(xiàn)人的動作，它的動作由以下四部分來實現(xiàn)：自由度的旋轉(zhuǎn)、肩的前后動作、肘的上下動作、腕(手)的動作。機械手由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動-傳動機構(gòu)、控制系統(tǒng)、智能系統(tǒng)、遠程診斷監(jiān)控系統(tǒng)五部分組成。驅(qū)動- 傳動機構(gòu)與執(zhí)行機構(gòu)是相輔相成的，在驅(qū)動系統(tǒng)中可以分：機械式、電氣式、液壓式和復(fù)合式，其中液壓操作力最大。早期的機械手的結(jié)構(gòu)和功能都比較簡單，專用性很強，僅配合某臺主機完成輔助性工作，如抓取工件、上料下料、換夾刀具等。這種機械手稱為專用機械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能夠獨立地按控制程序、自動重復(fù)操作的機械手，這種機械手具有很快地改變程序的功能，適應(yīng)性很強，在中小批量，多品種的工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。這種機械手稱為通用機械手，通用機械手又稱為“工業(yè)機器人” ，即第一代機器人。機器人在此基礎(chǔ)上進一步發(fā)展，出現(xiàn)了具有某些感官功能（如視覺、觸覺、聽覺）的機器人，稱為第二代機器人，以后又出現(xiàn)了具有某些思維和語言功能的智能型機器人，稱為第三代機器人。工業(yè)機械手可以提高生產(chǎn)過程的自動化程度，改善勞動條件、避免人身事故，減少人力，并便于有節(jié)奏地生產(chǎn)，工業(yè)機械手從根本上減輕了工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)率水平。綜上所述，有效地應(yīng)用機械手，是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。從機器人誕生到本世紀 80 年代初，機器人技術(shù)經(jīng)歷了一個長期緩慢的發(fā)展過程。到 90 年代，隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，機器人技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。除了工業(yè)機器人水平不斷提高之外，各種用于非制造業(yè)的先進機器人系統(tǒng)也有了長足的進展。目前國際機器人界都在加大科研力度，進行機器人共性技術(shù)的研究，并朝著智能化和多樣化方向發(fā)展。目前的研究內(nèi)容主要集中在：工業(yè)機器人操作機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、機器人控制技術(shù)、多傳感技術(shù)、機器人遙控及監(jiān)控技術(shù),機器人半自主和自主技術(shù)、虛擬機器人技術(shù)、多智能體調(diào)控制技術(shù)、軟機器人技術(shù)、仿人和仿生技術(shù)、微型和微小機器人技術(shù)。其中微型和微小機器人技- 3 -術(shù)是機器人研究的一個新的領(lǐng)域和重點發(fā)展方向。過去的研究在該領(lǐng)域幾乎是空白，因此該領(lǐng)域研究的進展將會引起機器人技術(shù)的一場革命， 并且對社會進步和人類活動的各個方面產(chǎn)生不可估量的影響，微小型機器人技術(shù)的研究主要集中在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運動方式、控制方法、傳感技術(shù)、通信技術(shù)以及行走技術(shù)等方面。在我國對此進行了深入的研究，如徐衛(wèi)平和張玉茹發(fā)表的《六自由度微動機構(gòu)的運動分析》對六自由度微動機構(gòu)進行了位移分析并為其結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了計算依據(jù)。還有劉辛軍、高峰和汪勁松發(fā)表的《并聯(lián)六自由度微動機器人機構(gòu)的設(shè)計方法》研究了微動機器人機構(gòu)的設(shè)計方法，建立了并聯(lián)六自由度微動機器人的空間模型，并分析了該微動機器人的空間模型，并分析了該微動機器人的機構(gòu)尺寸與各向同性、剛度等性能指標(biāo)的關(guān)系得到了一系列性能圖譜，從各圖譜中可以看出各項性能指標(biāo)在空間模型設(shè)計參數(shù)空間中的分布規(guī)律，這有助于設(shè)計者根據(jù)性能指標(biāo)來設(shè)計該微動機器人的機構(gòu)尺寸，是探討微動機器人機構(gòu)設(shè)計的有效分析工具。在以后，工業(yè)機器人會越來越靈活，功能會越來越多，適應(yīng)性越來越廣，更好的為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。2.選題依據(jù)、主要研究內(nèi)容、研究思路及方案。(1)、依據(jù)：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)率水平的提高，人們對產(chǎn)品精度和質(zhì)量的要求越來越來嚴格。因此，企業(yè)生產(chǎn)線的自動化程度要求越來越高，機械手也越來越來多地被應(yīng)用，工業(yè)機械手已成為多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備。工業(yè)機械手可以提高生產(chǎn)過程的自動化程度，改善勞動條件、避免人身事故，減少人力，并便于有節(jié)奏地生產(chǎn)，工業(yè)機械手從根本上減輕了工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)率水平。因此，有效地應(yīng)用機械手，是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。(2)、研究的內(nèi)容：本次設(shè)計主要研究的是柴油機機體加工線上用多功能機械手，使其完成上料、轉(zhuǎn)位和翻轉(zhuǎn)等多種功能，并按該自動線的統(tǒng)一生產(chǎn)節(jié)拍和生產(chǎn)綱領(lǐng)完成以上動作。(3)、研究思路及技術(shù)方案：本工業(yè)機械手機身采用機座式，坐標(biāo)形式為球坐標(biāo)式，使用液壓驅(qū)動，選用雙聯(lián)葉片泵，具有立柱旋轉(zhuǎn)、手臂伸縮、手臂俯仰、腕部轉(zhuǎn)動和腕部擺動 5 個自由度，定位采用機械擋塊定位，定位精度為 0.5～1mm，采用行程控制系統(tǒng)實現(xiàn)點位控制。- 4 -3.工作進度及具體安排。2006.12～2007.02 課題調(diào)研，收集資料，擬定總體方案，畫總圖，完成開題報告。2007.03～2007.04 機械部分設(shè)計、計算，畫機械手手腕、手臂、機身結(jié)構(gòu)圖，完成中期檢查。 2007.04～2007.05 控制系統(tǒng)設(shè)計，畫液壓系統(tǒng)圖一張2007.05～2007.06 整理設(shè)計說明書及翻譯科技外文，準備答辯。4.主要參考資料。[1] 吳振彪.工業(yè)機器人 .武漢:華中科技大學(xué)出版社,2003.1[2] 王承義.機械手及其應(yīng)用.北京:機械工業(yè)出版社，1981.6[3] 沈興全、吳秀玲 .液壓傳動和控制.北京:國防工業(yè)出版社，2005.1[4] 孫桓、陳作模 .機械原理第六版.北京:高等教育出版社，2000.8[5] 濮良貴、紀名剛 .機械設(shè)計第七版.北京:高等教育出版社，2004.5[6]永立主編 .幾何量公差與檢測主編.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2005.7[7]永泗、齊民.機械工程材料第五版.大連：大連理工大學(xué)出版社，2003.55.指導(dǎo)教師意見。指導(dǎo)教師： 年 月 日說明：開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫，將作為畢業(yè)設(shè)計（論文）成績考查的重要依據(jù)，經(jīng)導(dǎo)師審查- 6 -后簽署意見生效。- 7 -本科畢業(yè)設(shè)計（論文）進展情況記錄畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：加工卸料機械手設(shè)計 班級： 學(xué)號：學(xué)生：_ ___指導(dǎo)教師： 時 間 任務(wù)完成情況 指導(dǎo)教師意見第 周至第 周指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日第 周至第 周指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日第 周至第 周指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日注：教師監(jiān)督學(xué)生如實記錄畢業(yè)設(shè)計（論文）過程中根據(jù)《課題任務(wù)書》擬定的進度與進展情況以及畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫過程中遇到的問題和困難，并簽署意見。- 8 -第 周至第 周指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日第 周至第 周指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日第 周至第 周指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日注：教師監(jiān)督學(xué)生如實記錄畢業(yè)設(shè)計（論文）過程中根據(jù)《課題任務(wù)書》擬定的進度與進展情況以及畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫過程中遇到的問題和困難，并簽署意見。- 9 -本科畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告填表日期： 2007 年 月 日院（系） 機械工程學(xué)院 班級 學(xué)生姓名課題名稱：加工卸料機械手設(shè)計課題主要任務(wù)：1、根據(jù)總體設(shè)計方案，繪制出多功能機械手總體外觀圖一張（三維計算機圖） 。2、進行手臂驅(qū)動力計算，繪制出機械手機身機械結(jié)構(gòu)圖一張（A 計算機圖） 。03、進行腕部驅(qū)動力計算，繪制出機械手腕部機械結(jié)構(gòu)圖一張（A 計算機圖） 。4、根據(jù)控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案，繪制出液壓系統(tǒng)一張（A 計算機圖） 。15、繪制出機身零件圖一張（根據(jù)情況由教師指定） 。6、科技譯文（不少于 2000 漢字） 。7、編寫畢業(yè)設(shè)計說明書一套（不少于二萬字，有英文摘要，全部用計算機打出）1、簡述開題以來所做的具體工作和取得的進展或成果調(diào)研、收集資料，熟悉課題內(nèi)容。擬定了總體方案，畫總圖。機械部分設(shè)計、計算，畫機械手手腕、手臂結(jié)構(gòu)圖2、下一步的主要研究任務(wù)，具體設(shè)想與安排機械部分設(shè)計、計算，機身結(jié)構(gòu)圖控制系統(tǒng)設(shè)計整理設(shè)計說明書及翻譯科技外文3、存在的具體問題本次設(shè)計的研究重點是機械手結(jié)構(gòu)的設(shè)計、尺寸的確定、控制部分的設(shè)計，難點是尺寸的確定和控制部分的設(shè)計4、指導(dǎo)教師對該生前期研究工作的評價指導(dǎo)教師簽名：日 期：- 10 -畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師評閱表院（系）： 學(xué)生姓名 學(xué) 號 班 級專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師 姓 名課題名稱 加工卸料機械手設(shè)計評語：（包括以下方面，①學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況；②檢索和利用文獻能力、計算機應(yīng)用能力；③學(xué)術(shù)水平或設(shè)計水平、綜合運用知識能力和創(chuàng)新能力；）是否同意參加答辯： 是□ 否□指導(dǎo)教師評定成績 分值：指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日- 11 -畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱教師評閱表院、系： 學(xué)生姓名 學(xué) 號 班 級專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化課題名稱 加工卸料機械手設(shè)計評語：（對論文學(xué)術(shù)評語，包括選題意義；文獻利用能力；所用資料可靠性；創(chuàng)新成果及寫作規(guī)范化和邏輯性）針對課題內(nèi)容給設(shè)計者（作者）提出 3 個問題，作為答辯時參考。1.2.3.評 分：是否同意參加答辯 是□ 否□- 12 -評閱人簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯及最終成績評定表院、系（公章）： - 8 -說明：最終評定成績＝a+b+c，三個成績的百分比由各院、系自己確定。學(xué)生姓名 學(xué)號 班級 答辯日期課題名稱 加工加工卸料機械手設(shè)計 指導(dǎo)教師評 定成 績 評 定 分值 教師1教師2教師3教師4教師5 小計課題介紹思路清晰，語言表達準確，概念清楚，論點正確，實驗方法科學(xué)，分析歸納合理，結(jié)論嚴謹，設(shè)計（論文）有應(yīng)用價值。30答辯表現(xiàn)思維敏捷,回答問題有理論根據(jù)，基本概念清楚，主要問題回答準確大、深入,知識面寬。70合 計 100答 辯 評 分分值：答辯小組長簽名：答辯成績 a：× ％＝指導(dǎo)教師評分 分值： 指導(dǎo)教師評定成績 b： × ％＝評閱教師評分 分值： 評閱教師評定成績 c： × ％＝最終評定成績：分數(shù)： 等級：答辯委員會主任簽名：年 月 日- 13 -2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）資料第二部分 設(shè)計說明書