搬運機械手機構與控制電路設計【含13張CAD圖紙】【JS系列】

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學生畢業(yè)設計開題報告 題 目：搬運機械手機構與控制電路設計 院 校： 專 業(yè)： 機械電子工程 年 級： 姓 名： 學 號： 指導老師： 本科畢業(yè)論文（設計）開題報告 院別 機電學院 專業(yè) 機械電子工程 班級 姓名 學號 聯(lián)系方式 題目 搬運機械手機構與控制電路設計 開題申請：（包括選題的意義與目的、文獻綜述、研究現狀、創(chuàng)新思路、論文提綱、進度安排、參考文獻等。） 一、 選題的意義與目的 意義：機械手能模仿人手和臂的某些動作功能，用于按固定程序抓取、搬運物體或操作工具的自動操作裝置。它可以代替人的繁重勞動以實現生產自動化和機械化，能在有害環(huán)境下操作以保證人的安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。在工業(yè)部門中應用的機械手稱為工業(yè)機械手。 工業(yè)機械手是近代自動控制領域中出現的一項新技術，并已成為現代機械制造生產系統(tǒng)中的一個重要組成部分，這種新技術發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學科——機械手工程。機械手涉及到力學、機械學、電器液壓技術、自動控制技術、傳感器技術和計算機技術等科學領域，是一門跨學科綜合技術。 工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產設備。工業(yè)機械手也是工業(yè)機器人的一個重要分支。他的特點是可以通過編程來完成各種預期的作業(yè)，在構造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現在人的智能和適應性。機械手作業(yè)的準確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經濟領域有著廣泛的發(fā)展空間。 機械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認識：其一它能部分的代替人工操作；其二它能按照生產工藝的要求遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三它能操作必要的機具進行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動條件，顯著的提高了勞動生產率，加快實現工業(yè)生產機械化和自動化的步伐。因而，受到很多國家的重視，投入大量的人力物力來研究和應用。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合，應用的更為廣泛。在我國近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果，受到機械工業(yè)的廣泛應用 。 機械手是一種能自動控制并可從新編程以變動的多功能機器，它有多個自由度，可以搬運物體以完成在不同環(huán)境中的工作。 機械手的結構形式開始比較簡單，專用性較強。 隨著工業(yè)技術的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現重復操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通用機械手。由于通用機械手能很快的改變工作程序，適應性較強，所以它在不斷變換生產品種的中小批量生產中獲得廣泛的引用。 選擇《搬運機械手機構與電路控制設計》這個課題作為我的畢業(yè)設計，對我的專業(yè)——機械電子工程，四年里所學的關于機械與電子的專業(yè)知識能夠進行一個系統(tǒng)的總結，因為這個畢業(yè)設計涉及里機械結構的設計與電路控制系統(tǒng)的設計。是實際綜合設計訓練；是一次全面的鍛煉和設計實踐；是工程技術的具體應用；是能力提高的關鍵環(huán)節(jié)。 目的：代替人工操作；能按照生產工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；能制作必要的機具進行焊接和裝配從而大大改善工人的勞動條件，顯著地提高勞動生產率，加快實現工業(yè)生產機械化和自動化的步伐。 通過畢業(yè)設計《搬運機械手機構與電路控制設計》，對大學四年知識的總結，使自己在踏入社會就業(yè)，對機械行業(yè)設計這個領域能更加容易上手，鞏固自己的知識。 二、國內外研究概況及相關文獻綜述 目前國內工業(yè)機械手主要用于機床加工，鑄鍛，熱處理等方面，數量，品種，性能方面都不能滿足生產發(fā)展的需要，因此，國內主要擴大機械手運用范圍，重點發(fā)展鑄鍛，熱處理方面的機械手，以減輕勞動強度，改善作業(yè)條件。在 運用專業(yè)機械手的同時，相應地發(fā)展通用機械手，有條件的還要研制示教式機械手，計算機控制機械手和組合式機械手等。國內外對發(fā)展這一新技術都很重視，幾十年來，這項技術的研究和發(fā)展一直比較活躍，設計在不斷的修改，品種在不斷的增加，運用領域也在不斷的擴大。 在國外機械制造業(yè)中，工業(yè)機械手運用較多，發(fā)展較快。目前主要用于機床，摸鍛壓機的上下料，以及點焊，噴漆等作業(yè)中，它可按照事先制定的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，但是還不具備任何傳感反饋能力，不能應付外界的變化。如發(fā)生某些偏離時，就將引起零部件機械手本身的損害。為此，國外機械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某些智能的機械手，使其擁有一定的傳感能力，能反饋外界的條件的變化，做出相應的變更。 3、 創(chuàng)新思路 機械手的機械結構主要手抓、手腕、手臂、和機身組成，包括由兩個液壓回轉缸和三個液壓伸縮缸，采用液壓驅動方案控制機械手運動，用電磁閥控制的液壓缸來實現機械手的上升、下降、伸縮、翻轉運動及夾緊工件的動作，采用可編程序控制器對機械手實現自動控制。該設計將實現對直徑以下尺寸、重高達30kg的圓形棒料在移動范圍半徑為0.5m的扇形區(qū)域，高度變化范圍為：0.5m的區(qū)域內進行可編程控制搬運。 四、論文提綱 論文摘要 前言 第一章 緒論 1.1機械手的研究概況 1.2機械手發(fā)展方向 1.3工業(yè)機械在生產中的應用 1.4本設計中研究的主要內容 第二章 搬運機械手的總體設計方案 2.1機械手的組成 2.1.1機械手的執(zhí)行機構 2.1.2機械手的驅動機構 2.1.3機械手的控制方式選擇 2.2機械手的技術參數列表 2.3機械手手部的設計計算 2.3.1手部設計基本要求 2.3.2 手部機構的選擇 2.3.3手抓的設計計算 2.4腕部的設計計算 2.4.1腕部設計基本要求 2.4.2 腕部機構的選擇 2.4.3腕部的設計計算 2.5臂部的設計計算 2.5.1臂部設計基本要求 2.5.2 臂部機構的選擇 2.5.3臂部的設計計算 2.5.4液壓缸工作壓力及結構的確定 第三章 機身的設計計算 3.1機身的總體設計 3.2機身的回轉機構設計計算 3.3機身的升降機構設計計算 第四章 液壓系統(tǒng)的傳動機構設計計算及總圖 第五章 總體的控制電路設計及總圖 第六章 總結 參考文獻 致謝 五、進度安排 2011年12月15日—2011年12月31日下達畢業(yè)設計任務； 2012年2月20日—2012年3月10日收集設計資料，熟悉相關知識，規(guī)范；進行設計問題分析和構思，完成畢業(yè)設計開題報告，開題； 2012年3月11日—3月16日，完成傳動方案設計和傳動路線擬定，傳動過程動力設計； 2012年3月17日—3月27日，完成機械結構分析與計算，驗證方案合理性； 2012年3月27日—4月5日，完成傳動草圖設計， 2012年4月6日—4月12日，完成傳動與支撐總裝草圖； 2012年4月13日—4月20日，進行指定零件圖設計；進行元件強度驗算； 2012年4月21日—5月1日，完成總裝配圖繪制； 2012年5月2日—5月13日，完成指定零件圖繪制，進行必要的優(yōu)化和應力分析；完成設計說明書或論文整理與撰寫，交畢業(yè)設計資料，評定成績；最后整理資料，準備答辯問題，答辯；六、參考文獻 [1] 機械工程及自動化簡明設計手冊，葉偉昌主編，機械工業(yè)出版社，2003.3。 [2] 工業(yè)機器人運用技術，方新主編，科學出版社 北京， [3] 工業(yè)機器人設計， 周伯英編著，機械工業(yè)出版社，1994 [4] 郭愛蓮，新編機械工程技術手冊，經濟日報出版社，1991。 [5] 機械工程手冊電機工程手冊編委會，機械工程手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1982。 [6] 工業(yè)機器人，吳振彪 王正家 主編 ，華中科技大學出版社，2000 [7] 機械設計手冊單行本液壓傳動，成大先主編，化學工業(yè)出版社，2001 [8] 機械零件設計手冊，國防工業(yè)出版社，1984 [9] 液壓傳動，隗金文 王慧 主編，東北大學出版社，2001 [10] 液壓傳動與控制， 沈興全 主編，國防工業(yè)出版社，2010 [11] 液壓與氣壓傳動，劉延俊 主編，機械工業(yè)出版社， [12] 機械設計基礎課程設計指導書，陳立德主編，高等教育出版社，2007 [13] 工業(yè)機械手設計基礎 [14] 可編程控制器原理與應用，范次猛主編，北京理工大學出版社.2006 指導教師意見： 指導教師簽名： 年 月 日 教研室或系審核意見： 教研室（系）主任簽名： 年 月 日 5