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題 目 五自由度工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
年 月 日
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任務(wù)書
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院(系) 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 五自由度工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)工作自 年 月_ __日 起至 年 月 日止
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn):
四、畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容要求:
(1). 查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)資料,了解機(jī)械手結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀與趨勢(shì)
(2). 熟悉計(jì)算機(jī)繪圖軟件的使用,能利用它對(duì)機(jī)械手零部件進(jìn)行建模
(3). 確定機(jī)械手的本體結(jié)構(gòu),并對(duì)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算
(4). 畫出所設(shè)計(jì)的重要零件圖和裝配圖
(5). 繪制傳動(dòng)鏈簡圖
(6). 編寫設(shè)計(jì)說明書,具體要求見《XXXX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(說明書)撰寫規(guī)范》
接受設(shè)計(jì)任務(wù)開始執(zhí)行日期 學(xué)生簽名
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外文翻譯
現(xiàn)代機(jī)械工程,2011年,47-55
http://dx.doi:10.4236/mme.2011.12007 在線發(fā)表在2011年11月(http://www.SciRP.org/journal/mme)
設(shè)計(jì)和開發(fā)有競爭力的低成本的四自由度
機(jī)械臂
Ashraf Elfasakhany1'2, Eduardo Yanez2,
Karen Baylon2, Ricardo Salgado2
1Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Taif University, Al-Haweiah, Saudi Arabia
2Tecnológico de Monterrey, Campus Ciudad Juárez, Ciudad Juarez, Mexico
郵箱: ashr12000@yahoo.com
2011年10月19日收到;2011年11月7日修訂;2011年11月15日接受
摘要
這項(xiàng)工作的重點(diǎn)是設(shè)計(jì),開發(fā)和實(shí)施有競爭力的機(jī)械手手臂的控制和粗短的成本提高。機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì)具有四個(gè)自由度,才能完成準(zhǔn)確的簡單的任務(wù),如光材料處理,這將成為一個(gè)移動(dòng)平臺(tái),成為工業(yè)勞動(dòng)力的助理。機(jī)械手配備有伺服電機(jī)做武器和執(zhí)行的手臂動(dòng)作之間的聯(lián)系。伺服馬達(dá)包括編碼器,所以沒有控制器實(shí)現(xiàn)。我們使用LabVIEW控制機(jī)械手進(jìn)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算,并將正確的角度對(duì)單片機(jī)的串行驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)改變位置的能力,速度和加速度。機(jī)械手手臂的測(cè)試進(jìn)行了驗(yàn)證結(jié)果表明,它工作正常。
關(guān)鍵詞:機(jī)械手手臂,成本低,設(shè)計(jì),驗(yàn)證,四個(gè)自由度,伺服電機(jī),Arduino,機(jī)械手控制,Labview機(jī)械手控制
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1、簡介
機(jī)械手實(shí)際上是術(shù)語定義為制造業(yè)研究,設(shè)計(jì)和使用機(jī)械手系統(tǒng) [1]。機(jī)械手通常被用于執(zhí)行不安全的,危險(xiǎn)的,高度重復(fù)性的,和不愉快的任務(wù)。他們有許多不同的功能,如材料處理,組裝,焊接,電阻焊接,工具機(jī)的加載和卸載功能,繪畫,噴涂等。
主要有兩種不同的機(jī)械手服務(wù)機(jī)械手和工業(yè)機(jī)械手。服務(wù)機(jī)械手是機(jī)械手操作半或全自動(dòng)履行服務(wù)的人和設(shè)備的健康有益,不包括制造過程[2]。工業(yè)機(jī)械手,另一方面,正式定義的ISO作為自動(dòng)控制、多用途的機(jī)械手在三軸以上的[1]可編程。工業(yè)機(jī)械手是用來移動(dòng)材料,零件,工具或?qū)iT的設(shè)備,通過各種編程動(dòng)作執(zhí)行各種任務(wù)。工業(yè)機(jī)械手系統(tǒng)不僅包括工業(yè)機(jī)械手,而且任何設(shè)備和/或傳感器所需的機(jī)械手以及測(cè)序或監(jiān)控通信接口完成任務(wù)。
在2007世界的市場增長了3%,約114000個(gè)新安裝的工業(yè)機(jī)械手。2007年底,大約有一百萬的工業(yè)機(jī)械手的使用,估計(jì)有50000的服務(wù)機(jī)械手工業(yè)用[3]比較。
由于增加的工業(yè)機(jī)械手手臂的使用,一種進(jìn)化的主題試圖模仿人類的運(yùn)動(dòng)開始在一個(gè)詳細(xì)的模式。例如,一組學(xué)生在韓國做了一個(gè)創(chuàng)新的機(jī)械臂以舞蹈方面,賬戶重設(shè)計(jì),書法書寫和顏色分類[4]。另一組工程師在美國開發(fā)的八自由度機(jī)械手手臂。這個(gè)機(jī)械手是能夠從一筆一球的許多形狀掌握許多對(duì)象和模擬也人[5]手。在太空,航天飛機(jī)遙控操縱系統(tǒng),稱為SSRMS或操控,和它的繼任者是實(shí)例的多自由度機(jī)械手手臂,已被用于執(zhí)行各種任務(wù),如檢查使用一種專門部署的繁榮的航天飛機(jī)有照相機(jī)和傳感器安裝在端部執(zhí)行器和衛(wèi)星的部署和檢索從航天飛機(jī)的貨艙演習(xí)[6]。
在墨西哥,科學(xué)家正在開發(fā)許多機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì),和墨西哥政府估計(jì),墨西哥約有11000的機(jī)械臂,用于在不同的工業(yè)應(yīng)用。然而,專家認(rèn)為,機(jī)械手的手臂遠(yuǎn)不僅是高質(zhì)量的,但也準(zhǔn)確,重復(fù)性,和粗短的成本。
大多數(shù)的機(jī)械手是建立一個(gè)操作的教導(dǎo)和重復(fù)技術(shù)。在這種模式下,一個(gè)訓(xùn)練有素的操作員(程序員)通常使用的便攜式控制裝置(一種示教)教會(huì)機(jī)械手任務(wù)手動(dòng)。機(jī)械手的速度在這些編程會(huì)話是緩慢的。
目前的工作是一個(gè)兩相的項(xiàng)目的一部分,這需要一個(gè)移動(dòng)機(jī)械手能夠運(yùn)輸工具從儲(chǔ)藏室的工業(yè)電池。在這一階段的項(xiàng)目中,進(jìn)行了在蒙特雷技術(shù)大學(xué),墨西哥,主要是設(shè)計(jì),一個(gè)工業(yè)機(jī)械手的手臂粗短的成本的開發(fā)和實(shí)施,準(zhǔn)確和優(yōu)越的控制。這個(gè)機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì)具有四個(gè)自由度,才能完成簡單的任務(wù),如光材料處理,這將成為一個(gè)移動(dòng)平臺(tái),成為工業(yè)勞動(dòng)力的助理。
2、機(jī)械設(shè)計(jì)
機(jī)械手手臂的機(jī)械設(shè)計(jì)是基于一個(gè)機(jī)械手具有類似功能的一個(gè)人類手臂[6-8]。這種機(jī)械手的鏈接的節(jié)點(diǎn)允許的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和操縱器的鏈接的連接被認(rèn)為是形成一個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈。機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)鏈的業(yè)務(wù)端稱為ARM工具末端或結(jié)束,這是類似于人類的手。圖1顯示了機(jī)械臂的機(jī)械設(shè)計(jì)的自由體圖。如圖所示,端部執(zhí)行器是不包括在設(shè)計(jì)因?yàn)樯逃脢A具的使用。這是因?yàn)?,末端是一個(gè)系統(tǒng)的最復(fù)雜的部分和,反過來,它是更容易和經(jīng)濟(jì)地使用一個(gè)商業(yè)比建造它。
圖2顯示了機(jī)械手臂的工作區(qū)。這是四自由度機(jī)械手手臂的典型工作區(qū)(4自由度)。機(jī)械設(shè)計(jì)是有限的4自由度主要是因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)允許最必要的運(yùn)動(dòng)和保持成本和機(jī)械手的復(fù)雜競爭。因此,關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被限制在旋轉(zhuǎn)是圍繞兩個(gè)軸在肩、肘、腕關(guān)節(jié)周圍只有一個(gè),見圖1。
機(jī)械手關(guān)節(jié)通常由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。伺服電機(jī)的選擇,因?yàn)樗鼈儼ň幋a器可以自動(dòng)提供反饋給電機(jī)和調(diào)整相應(yīng)的位置。然而,這些電機(jī)的缺點(diǎn)是,旋轉(zhuǎn)范圍小于180?跨度,大大減少了區(qū)域達(dá)到的手臂和可能的位置[9]。伺服電機(jī)的資格是基于由結(jié)構(gòu)和可能的負(fù)載所需的最大扭矩選擇。在目前的研究中,用于結(jié)構(gòu)材料,丙烯酸。
圖3顯示了用于負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)力圖。計(jì)
算僅為具有最大負(fù)荷節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的,因?yàn)槠渌墓?jié)點(diǎn)具有相同的電機(jī),即電機(jī)移動(dòng)的鏈接沒有問題。計(jì)算中考慮了電機(jī)的重量,50克左右,除了在節(jié)點(diǎn)B電機(jī)的重量,因?yàn)樗怯蛇B接壩進(jìn)行了。圖4顯示的鏈接CB的內(nèi)力圖,其中包含的節(jié)點(diǎn)(B和C)與最高負(fù)荷(帶鏈接的直流和ED)并進(jìn)行計(jì)算如下。
用于轉(zhuǎn)矩的計(jì)算值:
Wd = 0.011 kg (DE桿的負(fù)荷)
Wc = 0.030 kg (CD桿的負(fù)荷)
Wb = 0.030 kg (CB桿的負(fù)荷)
L = 1 kg (負(fù)載)
Cm = Dm = 0.050 kg (電機(jī)重量)
LBC = 0.14 m (BC桿的長度)
LCD = 0.14 m (CD桿的長度)
LDE = 0.05 m (DE桿的長度)
執(zhí)行在Y軸力的總和,使用荷載如圖4所示,與CY和CB解決,看到方程(1)-(4)。同樣,執(zhí)行在C點(diǎn)時(shí)刻的總和,方程(5),和B點(diǎn),方程(6),在B和C獲得轉(zhuǎn)矩,方程(7)和(8),分別為。
根據(jù)計(jì)算,伺服電機(jī)被選中的是Hextronik HX12K,具有扭矩280盎司
/英寸。該電機(jī)被推薦是因?yàn)樗热魏纹渌?guī)格的汽車便宜得多。自從我們?cè)诮宇^B需要更大的扭矩,見式(8),我們使用兩個(gè)馬達(dá)在B點(diǎn)遵守扭矩的要求;然而,一個(gè)電機(jī)是足夠的其他關(guān)節(jié)。在節(jié)點(diǎn)B使用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)比使用一個(gè)大的電機(jī)560盎司/便宜多了。電機(jī)的相關(guān)特性,可以在圖5所示,是他們可以旋轉(zhuǎn)60度在130毫秒,他們有一個(gè)重量47.9克每。
一旦確定了機(jī)械手手臂和電機(jī)的初始尺寸,設(shè)計(jì)使用SolidWorks平臺(tái)上進(jìn)行;設(shè)計(jì)應(yīng)認(rèn)真考慮的壓克力板,碎片會(huì)被連接到每個(gè)其他方式的厚度。用于使機(jī)械手的壓克力板材1 / 8厚,薄被選中是因?yàn)樗菀准庸ぃ哂辛己玫哪土可佟?
在設(shè)計(jì)過程中,我們面臨著一些困難由于連接薄丙烯酸部分強(qiáng)烈的方式。這是燒、加入丙烯酸部分和沒有和球隊(duì)認(rèn)為基于螺釘和螺母的機(jī)械結(jié)會(huì)比其他的替代品很強(qiáng)的所需的工具,如膠為例。為了做到這一點(diǎn),一個(gè)小的功能被設(shè)計(jì)允許緊固螺栓與螺母無須螺釘在薄的丙烯酸層。這個(gè)過程的結(jié)果如圖6所示的三維設(shè)計(jì)。
最終的設(shè)計(jì),每一部分是印刷在全規(guī)模的厚紙板,然后驗(yàn)證這些尺寸和裝配的接口。反過來,我們建立了機(jī)械手的第一個(gè)原型。其次,機(jī)械手手臂的部分被加工從壓克力板使用圓鋸和真皮的工具。詳細(xì)的部分是在一個(gè)專業(yè)車間自做的機(jī)械手手臂的部分太小,為完成這些小的和準(zhǔn)確的削減是不容易的。
在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配機(jī)械手的零件時(shí),彈出幾個(gè)問題。有臨界點(diǎn),沒有抵抗的緊固,反過來,可能會(huì)破壞;因此,考慮在這些點(diǎn)援軍。機(jī)械手手臂的最終結(jié)果如圖7所示。
3、機(jī)械手臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)
為了驗(yàn)證該機(jī)械臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)正確的定位,進(jìn)行了計(jì)算。這樣的計(jì)算是用來從一個(gè)給定的位置使用笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)獲得各電機(jī)的角,如圖8所示。每個(gè)電機(jī)都有特定的功能:在Y軸電機(jī)位于聯(lián)盟最后的元素的位置,電機(jī)B和C的位置最終元件在X軸和Z軸。
問題是利用XZ平面簡化,如圖9所示。在以下的已知值被定義[ 9 ]:
LAB:前臂長度。
LBC:手臂的長度。
Z:在Z軸的位置。
X:在X軸的位置。
Y:在Y軸的位置。
利用三角關(guān)系,如圖9所示,得到電機(jī)角度θ2和θ1,如方程(9)和(10)
電機(jī)B要用θ1和電機(jī)C要用θ2。用于電機(jī)的計(jì)算從方程的角度(11)。這些計(jì)算,得到他們所采取的行動(dòng)將整個(gè)結(jié)構(gòu)的具體位置伺服電機(jī)的角。
4、末端執(zhí)行器的選擇
端部執(zhí)行器可能是一個(gè)最重要和最復(fù)雜的系統(tǒng)的一部分。明智的,它是更容易和經(jīng)濟(jì)地使用一個(gè)商業(yè)比建造它。端部執(zhí)行器的變化主要是根據(jù)任務(wù)的機(jī)械手手臂完成應(yīng)用程序;它可以是氣動(dòng),電動(dòng)或液壓。由于我們的機(jī)械手臂的基礎(chǔ)電系統(tǒng)中,我們可以選擇末端執(zhí)行器的電氣基礎(chǔ)。此外,我們的系統(tǒng)的主要應(yīng)用是處理,因此,我們的末端執(zhí)行器的推薦式夾持器,如圖10所示。請(qǐng)注意,端部執(zhí)行器是由一個(gè)伺服電機(jī)控制,反過來,用于我們的機(jī)械手臂總伺服電機(jī)5電機(jī),將移動(dòng)結(jié)構(gòu)。
5、機(jī)械手手臂的控制
機(jī)械手的手臂可以自動(dòng)或手動(dòng)控制。在手動(dòng)模式下,一個(gè)訓(xùn)練有素的操作員(程序員)通常使用的便攜式控制裝置(一種示教)教會(huì)機(jī)械手手動(dòng)完成其任務(wù)。機(jī)械手的速度在這些編程會(huì)話是緩慢的。在目前的工作,我們附上了兩種模式。
針對(duì)所提出的機(jī)械手手臂的控制基本上由三個(gè)層次:一個(gè)微控制器,驅(qū)動(dòng)器,和一個(gè)計(jì)算機(jī)用戶界面。該系統(tǒng)具有獨(dú)特的特性,允許靈活的編程和控制方法,它是用逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)現(xiàn);另外它還可以在全手動(dòng)模式的實(shí)現(xiàn)??刂齐娮釉O(shè)計(jì)如圖11所示。
微控制器是一個(gè)ATMEGA 368配備開發(fā)/規(guī)劃委員會(huì)命名為“伊諾”,如圖12所示。編程語言與C語言非常相似但包括幾次有助于I/O端口,控制,定時(shí)器,串行通信。該微控制器被選中是因?yàn)樗幸粋€(gè)較低的價(jià)格,這是很容易的程序,編程語言是簡單的,和中斷是可以為這個(gè)特殊的芯片。
該驅(qū)動(dòng)程序使用的是一六通道微大師伺服控制板。它支持三種控制方式:USB直接連接到計(jì)算機(jī),TTL串口用于嵌入式系統(tǒng),如Arduino微處理器,和獨(dú)立的主機(jī)控制器的免費(fèi)應(yīng)用程序內(nèi)部腳本。該控制器,如圖13所示,包括一個(gè)0.25μ的位置、速度和加速度控制分辨率內(nèi)置。
用戶界面取決于使用的控制方法,即,逆運(yùn)動(dòng)學(xué)或全手動(dòng)模式。在下面的,是描述每個(gè)接口:
5.1、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)控制
在這種控制方法中,用戶輸入的坐標(biāo)位置的夾持器應(yīng)。作為結(jié)果,生成的界面與LabVIEW通過可視化的用戶,如圖14所示。程序自動(dòng)執(zhí)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算獲得的角度,每個(gè)電機(jī)應(yīng)該然后發(fā)送命令到微控制器或直接驅(qū)動(dòng),將移動(dòng)機(jī)械手到指定位置。通信與RS-232協(xié)議的執(zhí)行。在下面,你可以看到的LabVIEW用戶界面的輸入和輸出。
LabVIEW用戶界面輸入:
X軸的位置。
Y軸的位置。
Z軸的位置。
夾口。
夾持器攻角。
串行端口。
LabVIEW用戶接口輸出:
電機(jī)的一角。
電機(jī)B1角。
電機(jī)B2角。
電動(dòng)機(jī)的角。
迎角。
夾持角。
這種輸出變量處理,通過適當(dāng)?shù)姆绞桨l(fā)送,使信息能以正確的方式解釋。輸出是通過串口,與控制器通信發(fā)送。當(dāng)按鈕被點(diǎn)擊“移動(dòng)”,一個(gè)過程將采取的地方,如圖15所示。這個(gè)動(dòng)作,機(jī)械手的手臂會(huì)根據(jù)輸入的值改變它的位置。此外,它已待機(jī)按鈕來停止通信控制器。
這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是,它使用的運(yùn)動(dòng)的一種有效方法,提供了更多的功能,可以實(shí)現(xiàn),如位置和序列學(xué)習(xí)。一個(gè)缺點(diǎn),另一方面,是可能的位置,擁有有效的角度后,逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算十分有限,因?yàn)樗欧姍C(jī)有180?約束。
5.2、手動(dòng)控制
這種類型的控制是一個(gè)額外的選擇,我們的系統(tǒng)在特定的位置上有用。在強(qiáng)制性的位置的情況下,逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算模式不能有效的角度,我們可以使用手動(dòng)控制代替。基本上,手動(dòng)控制包括一系列的模擬輸入,如電位器,連接微控制器,將解釋的價(jià)值和發(fā)送指令給伺服驅(qū)動(dòng)器。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),一個(gè)控制板,如圖16所示,應(yīng)該建立以工作作為用戶界面??赡艿膶?shí)現(xiàn)包括教學(xué)特點(diǎn),單片機(jī)存儲(chǔ)位置在內(nèi)存中,通過鍵盤或一系列的開關(guān)可以回憶起這些位置。
6、測(cè)試和驗(yàn)證
進(jìn)行了測(cè)試,驗(yàn)證了機(jī)械手臂及其組件。測(cè)試涵蓋特定元素和整體的系統(tǒng),如圖17所示。為單片機(jī),測(cè)試是發(fā)生在發(fā)送不同的命令由軟件對(duì)單片機(jī)和檢查的變化對(duì)輸出被連接到一個(gè)伺服電機(jī),根據(jù)命令,打開或關(guān)閉。
伺服電機(jī)是通過發(fā)送不同的直接脈沖每個(gè)伺服電機(jī)和驗(yàn)證移動(dòng)到合適的位置響應(yīng)隨后測(cè)試。我們用馬克知道初始位置在哪里,電機(jī)的最終位置是通過發(fā)送一個(gè)信號(hào)確定
用單片機(jī)和,反過來,這是解釋由伺服相比,由編碼器提供的信號(hào),從而在旋轉(zhuǎn)到所需的位置。在這個(gè)試驗(yàn)中,伺服電機(jī)是不相符合的機(jī)械手手臂系統(tǒng)由于不正確的極化。
伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)程序也使用LabVI- EW軟件發(fā)送命令發(fā)出特定的命令,其中有一個(gè)電機(jī)連接到根據(jù)推薦改變位置驅(qū)動(dòng)單片機(jī)測(cè)試。它是要注意,在項(xiàng)目的不同的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選擇但他們和單片機(jī)之間的通信相關(guān)的幾個(gè)問題是目前開始重要的。所以我們選擇一個(gè)驅(qū)動(dòng)器,允許數(shù)據(jù)被直接發(fā)送到計(jì)算機(jī),它只有一個(gè)USB線,因此,單片機(jī)只會(huì)用在人工控制的實(shí)施情況。
其他試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng)的功能,如圖18所示。這些測(cè)試被介紹在LabVIEW界面的具體位置和測(cè)量參考點(diǎn),最后一點(diǎn),驗(yàn)證之間的距離發(fā)生:從逆運(yùn)動(dòng)學(xué)正確的轉(zhuǎn)換,指定的角度和電機(jī)的轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。
機(jī)械手手臂的測(cè)試和驗(yàn)證是一個(gè)需要長時(shí)間的任務(wù),因?yàn)樾枰啻蔚?。在我們的測(cè)試中,出現(xiàn)許多問題:錯(cuò)誤的角度計(jì)算,電動(dòng)機(jī)的錯(cuò)誤的校正,與物理的角度和位置的測(cè)量問題,和一個(gè)伺服電機(jī)因過載燒毀,沒有預(yù)期。
7、結(jié)果與討論
在不同操作條件下的機(jī)械手手臂,結(jié)果如下:
7.1、伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)范圍
由于這種類型的電機(jī)規(guī)格包含具有小于180度的跨度得到伺服電機(jī)的極限。所有電機(jī)的實(shí)際范圍被發(fā)現(xiàn)是在范圍125 - 142度,如表1所示。這清楚地表明,機(jī)械手臂的實(shí)際操作不同于標(biāo)準(zhǔn)的情況下。
7.2、電流消耗
電流消耗取決于負(fù)載和機(jī)械手手臂的運(yùn)動(dòng)型。在目前的研究中,有4個(gè)層次的電流消耗:
?低(從0到200 mA)。這種消費(fèi)發(fā)生時(shí),機(jī)械手是靜止的(不運(yùn)動(dòng)的情況下)。
?正常(從200到500 mA)。當(dāng)機(jī)械手手臂移動(dòng)的能力去目標(biāo)沒有大扭矩的需要。
?高(500~900 Ma)。這個(gè)范圍是在負(fù)載下進(jìn)入。通過克服慣性載荷的初始時(shí)刻,正常范圍內(nèi)需要的地方。
過載(電流超過900毫安)。負(fù)荷太重,電機(jī)不能移動(dòng)。在該條件下超過一分鐘,電機(jī)會(huì)燃燒,即它是不能使用。
7.3、最大載荷
使用不同的權(quán)重,得到了這些結(jié)果;一袋玉米是用規(guī)模來確定包的重量。結(jié)果進(jìn)行了通過使用機(jī)械手手臂拿起袋子,把它移動(dòng)到特定的位置。表2列出了當(dāng)前消費(fèi)在袋玉米不同的權(quán)重。從表2中,可以看出,機(jī)械手可以無負(fù)荷低于50克的問題移動(dòng)。在負(fù)載60克,機(jī)械手手臂開始有困難,經(jīng)過80克惡劣的情況電機(jī)發(fā)生不可逆煩的損傷。
7.4、最后的位置
結(jié)果表明,該機(jī)械手手臂的精度不同的移動(dòng)量(小于50克)表3給出了。如圖所示,該機(jī)械手能夠執(zhí)行移動(dòng)到指定的位置。然而,這種運(yùn)動(dòng)是不光滑的,有時(shí)電機(jī)沒有足夠的力,特別是當(dāng)負(fù)載較重時(shí)。此外,有些問題可能是由于同步兩個(gè)底部的汽車出現(xiàn)。兩個(gè)電機(jī)的步驟并不是巧合,導(dǎo)致在丙烯酸部分張力,這太多會(huì)打破部分案例。
8、結(jié)論
本文介紹了設(shè)計(jì)和發(fā)展機(jī)械手手臂,有人才來完成簡單的任務(wù),如光材料處理。機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì)和建造的丙烯酸材料在伺服電機(jī)進(jìn)行武器和執(zhí)行的手臂動(dòng)作之間聯(lián)系。伺服馬達(dá)包括編碼器,所以沒有控制器實(shí)現(xiàn)的;然而,電機(jī)的旋轉(zhuǎn)范圍小于180o跨度,這大大降低了的胳膊和可能的位置到達(dá)區(qū)。機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì)是有限的,由于這個(gè)設(shè)計(jì)允許最必要的運(yùn)動(dòng)和保持成本和復(fù)雜性的機(jī)械手具有四個(gè)自由度。端部執(zhí)行器是不包括在設(shè)計(jì)因?yàn)樯逃脢A具的使用,因?yàn)樗歉菀缀徒?jīng)濟(jì)地使用一個(gè)商業(yè)比建造它。
在設(shè)計(jì)過程中,我們面臨著一些困難由于連接薄丙烯酸部分強(qiáng)烈的方式。采用了一種基于螺釘和螺母的機(jī)械連接,以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),一個(gè)小的功能被設(shè)計(jì)允許緊固螺栓與螺母無須螺釘在薄的丙烯酸層。
控制的機(jī)械手手臂,三的方法來實(shí)現(xiàn)的:一個(gè)微控制器,驅(qū)動(dòng)器,和一個(gè)計(jì)算機(jī)用戶界面。該系統(tǒng)具有獨(dú)特的特性,允許靈活的編程和控制方法,它是用逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)現(xiàn);另外它還可以在全手動(dòng)模式的實(shí)現(xiàn)。這個(gè)機(jī)械手手臂與別人比現(xiàn)有的機(jī)械手手臂要便宜得多,也可以控制所有電腦中的流動(dòng),利用LabVIEW接口。
幾個(gè)測(cè)試進(jìn)行驗(yàn)證的機(jī)械手臂,測(cè)試涵蓋特定元素和整體的系統(tǒng);在不同的操作條件,結(jié)果表明信任機(jī)械手手臂了。
9、參考文獻(xiàn)
[1]操作工業(yè)機(jī)械手的詞匯,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)8373,1994。
[2]工業(yè)和服務(wù)機(jī)械手,IFR國際機(jī)械手聯(lián)盟,2010。
[3]案例研究和機(jī)械手投資的收益,IFR統(tǒng)計(jì)系,2008。
[4] J.W.王、R.J.張等?!岸喙δ苤悄軝C(jī)械手的手臂”,F(xiàn)UZZ-IEEE雜志,韓國,2009八月20-24,pp.1995-2000。
[5] L.B.Duc,M.賽弗汀等。“設(shè)計(jì)的8自由度仿人機(jī)械手手臂”,國際會(huì)議上的智能和先進(jìn)的系統(tǒng),吉隆坡,2007十一月25-28日,pp.1069-1074。
[6]C.R. Carignan,G.G.格夫克和B.J.羅伯茨,“太空任務(wù)設(shè)計(jì)簡介:太空機(jī)械手,空間機(jī)械手研討會(huì)”,馬里蘭大學(xué),巴爾的摩,2002日26。
[7]職業(yè)安全與健康管理技術(shù)手冊(cè),OSHA 3167,美國勞工部,1970。
[8] B.Siciliano, L.Sciavicco, L.Villani and G.Oriolo,”機(jī)械手,建模,規(guī)劃和控制,”Springer,倫敦,2009。
[9] M.P.Groover and M.Weiss,“探索頻道的產(chǎn)業(yè),工學(xué),programacion Y Aplicaciones,“MC GRAW山,墨西哥城,1989。
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開題報(bào)告
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題 目 五自由度工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 學(xué)號(hào)
所在院(系)
專業(yè)班級(jí)
指導(dǎo)教師
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年 月 日
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題 目
?五自由度工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
一、選題的目的及研究意義
?通過五自由度工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì),可以為進(jìn)一步研究工業(yè)機(jī)械手的工作原理和工作過程奠定一定的基礎(chǔ)。將其作為《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程及機(jī)械電子工程專業(yè)等機(jī)電結(jié)合的綜合教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,不僅可以使學(xué)生在輕松愉快的氛圍中充分理解相關(guān)課程的專業(yè)知識(shí),而且可以激發(fā)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣,樹立系統(tǒng)的工程概念,培養(yǎng)其獨(dú)立開展科學(xué)研究的能力。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,尤其是進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來,機(jī)械手技術(shù)的進(jìn)步與其在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,引起了各國專家學(xué)者的普遍關(guān)注。許多發(fā)達(dá)國家均把機(jī)械手技術(shù)的開發(fā)、研究列入國家高新技術(shù)發(fā)展計(jì)劃。世界各國普遍在高等院校為大學(xué)本科生及研究生開設(shè)了介紹機(jī)械手技術(shù)的有關(guān)課程。為了培養(yǎng)機(jī)械手開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、維護(hù)方面的人才,我國很多高校也為本科生和研究生開設(shè)了機(jī)械手學(xué)課程。因此,本機(jī)械手的研制成功,對(duì)機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)及科研有著十分重要的意義。
二、綜述與本課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、研究方法及應(yīng)用領(lǐng)域等
?1. 研究現(xiàn)狀:
國外目前機(jī)械手研究的重點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面: (1) 機(jī)械手操作機(jī),通過有限元分析、模態(tài)分析及仿真設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用,機(jī)械手操作機(jī)己實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)。以德國 KUKA 公司為代表的機(jī)械手公司,將機(jī)械手并聯(lián)平行四邊形結(jié)構(gòu)改為開鏈結(jié)構(gòu),拓展了機(jī)械手的工作范圍,加之輕質(zhì)鋁合金材料的應(yīng)用大大提高了機(jī)械手的性能。 (2) 并聯(lián)機(jī)械手:采用并聯(lián)機(jī)構(gòu),利用機(jī)械手技術(shù),實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量及加工,這是機(jī)械手技術(shù)向數(shù)控技術(shù)的拓展,為將來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手和數(shù)控技術(shù)一體化奠定了基礎(chǔ)。意大利COMAU公司,日本FANUC等公司已開發(fā)出了此類產(chǎn)品。 (3) 控制系統(tǒng):控制系統(tǒng)的性能進(jìn)一步提高,已由過去控制標(biāo)準(zhǔn)的6軸機(jī)械手發(fā)展到現(xiàn)在能夠控制21軸甚至27軸機(jī)械手,并且實(shí)現(xiàn)了軟件伺服和全數(shù)字控制。人機(jī)界面更加友好,基于圖形操作的界面也已問世。編程方式仍以示教編程為主,但在某些領(lǐng)域的離線編程已實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。 (4) 傳感系統(tǒng):激光傳感器、視覺傳感器和力傳感器在機(jī)械手系統(tǒng)中已得到成功應(yīng)用,并實(shí)現(xiàn)了焊縫自動(dòng)跟蹤和自動(dòng)化生產(chǎn)線上物體的自動(dòng)定位以及精密裝配作業(yè)等,大大提高了機(jī)械手的作業(yè)性能和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。日本 KAWASAKI, YASKAWA, FANUC和瑞典ABB、德國KUKA, REIS等公司皆推出了此類產(chǎn)品。 (5) 網(wǎng)絡(luò)通信功能:日本 YASKAWA 和德國 KUKA 公司的最新機(jī)械手控制器已實(shí)現(xiàn)了與 Canbus、Profibus總線及一些網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接,使機(jī)械手由過去的獨(dú)立應(yīng)用向網(wǎng)絡(luò) 化應(yīng)用邁進(jìn)了一大步,也使機(jī)械手由過去的專用設(shè)備向標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備有了發(fā)展。 (6) 可靠性:由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展和大規(guī)模集成電路的應(yīng)用,使機(jī)械手系統(tǒng)的可靠性有了很大提高。過去機(jī)械手系統(tǒng)的可靠性一般為幾千小時(shí),而現(xiàn)在已達(dá)到5萬小時(shí),幾乎可以滿足任何場合的需求。
國內(nèi)機(jī)械手研究現(xiàn)狀:
隨著科學(xué)技術(shù)和世界各國機(jī)械手技術(shù)的發(fā)展,我國在機(jī)械手科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用工程等方面取得了可喜的進(jìn)步。從20世紀(jì)80年代末到20世紀(jì)90年代,國家863計(jì)劃把機(jī)械手列為自動(dòng)化領(lǐng)域的重要研究課題,系統(tǒng)地開展了機(jī)械手基礎(chǔ)科學(xué)、關(guān)鍵技術(shù)與機(jī)械手元部件、先進(jìn)機(jī)械手系統(tǒng)集成技術(shù)的研究及機(jī)械手在自動(dòng)化工程上的應(yīng)用。在工業(yè)機(jī)械手選型方面,確定以開發(fā)點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、裝配、搬運(yùn)等機(jī)械手為主。這是中國機(jī)械手事業(yè)從研制到應(yīng)用邁出的重要一步。一批從事機(jī)械手研究、開發(fā)、應(yīng)用的人才和隊(duì)伍在實(shí)踐中成長、壯大,一批以機(jī)械手為主業(yè)的產(chǎn)業(yè)化基地已經(jīng)破土而出。 我國近幾年機(jī)械手自動(dòng)化生產(chǎn)線已經(jīng)不斷出現(xiàn),并給用戶帶來顯著效益。隨著我國工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高,機(jī)械手自動(dòng)化線的市場也會(huì)越來越大,并且逐漸成為自動(dòng)化生產(chǎn)線的主要方式。我國機(jī)械手自動(dòng)化生產(chǎn)線裝備的市場剛剛起步,而國內(nèi)裝備制造業(yè)正處于由傳統(tǒng)裝備向先進(jìn)制造裝備轉(zhuǎn)型的時(shí)期,這就給機(jī)械手自動(dòng)化生產(chǎn)線研究開發(fā)者帶來巨大商機(jī)。但是,無論從工業(yè)機(jī)械手的數(shù)量上還是技術(shù)上,我們都是比較落后的。而我國作為一個(gè)工業(yè)大國,不能寄希望從其他國家得到真正的高技術(shù),必須自主的發(fā)展我國的高技術(shù),機(jī)械手作為高技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支,將成為21世紀(jì)各國爭奪的經(jīng)濟(jì)技術(shù)制高點(diǎn)。如何在 21世紀(jì)加速我國機(jī)械手的發(fā)展,使我國早日進(jìn)入機(jī)械手大國行列,已成為當(dāng)務(wù)之急。由于目前我國機(jī)械手的基礎(chǔ)數(shù)量太低,以工業(yè)機(jī)械手為例,到了2010年我國機(jī)械手擁有量只能達(dá)到世界擁有量1.38%~2%,這與我國作為21世紀(jì)前半葉世界主要制造國的要求差距太大,如果這種差距只能以進(jìn)口機(jī)械手來彌補(bǔ),其巨大損失不是可以用貨幣損失來計(jì)算的??梢姡瑹o論從資金方面考慮,還是從長遠(yuǎn)利益考慮,我們有必要自主地對(duì)機(jī)械手進(jìn)行研究和開發(fā)。
2. 發(fā)展趨勢(shì):
機(jī)械手涉及到機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、人工智能、傳感器、通訊與網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域,是多種高新技術(shù)發(fā)展成果的綜合集成。因此它的發(fā)展與上述學(xué)科發(fā)展密切相關(guān)。機(jī)械手在制造業(yè)的應(yīng)用范圍越來越廣闊,其標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的程度也越來越高,功能越來越強(qiáng),并向著成套技術(shù)和裝備的方向發(fā)展。機(jī)械手應(yīng)用從傳統(tǒng)制造業(yè)向非制造業(yè)轉(zhuǎn)變,向以人為中心的個(gè)人化和微小型方向發(fā)展,并將服務(wù)于人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域??傏厔?shì)是從狹義的機(jī)械手概念向廣義的機(jī)械手技術(shù)(RT) 概念轉(zhuǎn)移;從工業(yè)機(jī)械手產(chǎn)業(yè)向解決工程應(yīng)用方案業(yè)務(wù)的機(jī)械手技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。機(jī)械手技術(shù)(RT)的內(nèi)涵已變?yōu)殪`活應(yīng)用機(jī)械手技術(shù)的、具有實(shí)在動(dòng)作功能的智能化系統(tǒng)。目前,工業(yè)機(jī)械手技術(shù)正在向智能機(jī)器和智能系統(tǒng)的方向發(fā)展,其發(fā)展趨勢(shì)主要為:結(jié)構(gòu)的模塊化和可重構(gòu)化;控制技術(shù)的開放化、PC 化和網(wǎng)絡(luò)化;伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的數(shù)字化和分散化;多傳感器融合技術(shù)的實(shí)用化;工作環(huán)境設(shè)計(jì)的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方面。
3. 研究方法:
運(yùn)動(dòng)學(xué)正問題的研究目前主要是利用齊次坐標(biāo)變換矩陣方法將位置和姿態(tài)統(tǒng)一描述,該法思路清晰,但運(yùn)算速度較慢,隨著機(jī)械手機(jī)構(gòu)自由度的增加對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問題的討論帶來很多不便。運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問題比正問題復(fù)雜的多,主要表現(xiàn)在逆解的存在性和唯一性,存在性決定機(jī)械手的操作空間,逆解一般來說非唯一。目前對(duì)具有特殊形狀的機(jī)械手機(jī)構(gòu)如球形手腕機(jī)械手機(jī)構(gòu),其逆解是封閉的,但并不唯一。對(duì)一般的機(jī)械手機(jī)構(gòu)逆解必須使用數(shù)值計(jì)算方法,因而數(shù)值解的計(jì)算速度和精度受到人們的關(guān)注,同時(shí)機(jī)械手機(jī)構(gòu)中常見的奇異狀態(tài)(不可解狀態(tài))在數(shù)值解中如何避免也是討論三維問題之一。 工業(yè)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的計(jì)算過程需要解多元非線性方程組,數(shù)學(xué)上尚無完備的方法求其解析解,機(jī)構(gòu)學(xué)研究者采用數(shù)值分析的方法,取得了一系列進(jìn)展。但是多數(shù)或者算法不穩(wěn)定,或者過分依賴初值,且計(jì)算量大,求解速度慢。工業(yè)機(jī)械手機(jī)構(gòu)位置正解的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解法也開始進(jìn)行探討。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于非線性映射的強(qiáng)大的逼近能力,采用 BP 網(wǎng)絡(luò),利用位置逆解結(jié)果作為訓(xùn)練樣本,通過大量樣本的訓(xùn)練學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)機(jī)械手從關(guān)節(jié)變量空間到工作變量空間的非線性映射,從而取得并聯(lián)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)正解,避免了求位置正解時(shí)公式推導(dǎo)和編程計(jì)算等的繁雜性[14]。 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的建立與求解是一個(gè)機(jī)械手系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),一直受到廣泛的關(guān)注,但仍然是當(dāng)今的一個(gè)研究熱點(diǎn),有著一定的發(fā)展空間。
機(jī)械手軌跡規(guī)劃屬于機(jī)械手底層規(guī)劃,是在機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)上,討論在關(guān)節(jié)空間和笛卡爾空間中機(jī)械手運(yùn)動(dòng)過程中的軌跡規(guī)劃和軌跡生成方法。所謂軌跡是指機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過程中的位移、速度和加速度。而軌跡規(guī)劃是根據(jù)作業(yè)任務(wù)的要求,計(jì)算出預(yù)期的運(yùn)動(dòng)軌跡。首先對(duì)機(jī)械手的任務(wù)、運(yùn)動(dòng)路徑和軌跡進(jìn)行描述。例如,用戶給出手部的目標(biāo)位姿,規(guī)劃所要完成的任務(wù)是:確定到該目標(biāo)的路徑點(diǎn)、持續(xù)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)速度等軌跡參數(shù),并在計(jì)算機(jī)的內(nèi)部描述所要求的軌跡,即選擇習(xí)慣給定及合理的軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。最后,對(duì)內(nèi)部描述的軌跡,實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的位移、速度和加速度,生成運(yùn)動(dòng)軌跡。 軌跡規(guī)劃既可在關(guān)節(jié)空間也可在直角空間進(jìn)行,但是所規(guī)劃的軌跡函數(shù)都必須連 續(xù)和平滑,使得操作臂的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。用戶根據(jù)作業(yè)給出的各個(gè)路徑點(diǎn)后,路徑規(guī)劃的任務(wù)包含: 解變換方程(運(yùn)動(dòng)學(xué)正解)、進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)反解和插值運(yùn)算等;在關(guān)節(jié)空間進(jìn)行規(guī)劃時(shí),大量工作是對(duì)關(guān)節(jié)變量的插值運(yùn)算。因此,對(duì)于插值算法的研究是機(jī)械手軌跡規(guī)劃的一個(gè)重要方面。
4. 應(yīng)用領(lǐng)域:目前工業(yè)機(jī)械手主要應(yīng)用于制造業(yè)中,特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、金屬加工以及金屬制品業(yè)等。在日、美、西歐等一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國家中,工業(yè)機(jī)械手得到越來越廣泛的應(yīng)用。隨著生產(chǎn)的發(fā)展,機(jī)械手功能和性能的不斷改善和提高,機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大,其應(yīng)用范圍已不限于制造業(yè),還用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、原子能工業(yè)、醫(yī)療、福利事業(yè)、海洋和太空的開發(fā)事業(yè)中。
三、對(duì)本課題將要解決的主要問題及解決問題的思路與方法、擬采用的研究方法(技術(shù)路線)或設(shè)計(jì)(實(shí)驗(yàn))方案進(jìn)行說明
?1. 主要問題:
1) 工業(yè)機(jī)械手驅(qū)動(dòng)裝置的選擇
2) 工業(yè)傳動(dòng)比的選擇
3) 工業(yè)機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
4) 工業(yè)機(jī)械手的機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
5) 工業(yè)機(jī)械手工作運(yùn)行穩(wěn)定性的保障
2. 思路與方法:本課題要求機(jī)械手手臂能達(dá)到工作空間的任意位置和姿態(tài),同時(shí)要結(jié)構(gòu)簡單,容易控制。綜合考慮后確定該機(jī)械手具有五個(gè)自由度,其中手臂三個(gè)自由度,手爪部分二個(gè)自由度。
3. 技術(shù)路線:
1) 查閱國內(nèi)外相關(guān)資料
2) 根據(jù)參數(shù)確定設(shè)計(jì)方案
3) 主要零部件的選型
4) 設(shè)計(jì)各機(jī)構(gòu)的圖紙繪制以及總裝圖的繪制
5) 資料文件的整理編寫設(shè)計(jì)說明書
4. 設(shè)計(jì)方案:由于在同樣的體積條件下,關(guān)節(jié)型機(jī)械手比非關(guān)節(jié)型機(jī)械手有大得多的相對(duì)空間(手腕可達(dá)到的最大空間體積與機(jī)械手本體外殼體積之比)和絕對(duì)工作空間,結(jié)構(gòu)緊湊,同時(shí)關(guān)節(jié)型機(jī)械手的動(dòng)作和軌跡更靈活,因此該型機(jī)械手采用關(guān)節(jié)型機(jī)械手的結(jié)構(gòu)。
四、檢索與本課題有關(guān)參考文獻(xiàn)資料的簡要說明
?
[1] 濮良貴,紀(jì)名剛,機(jī)械設(shè)計(jì),北京高等教育出版社,2006: 186-342.;
[2] 吳宗澤,羅圣國.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè),北京高等教育出版社,2006:35-121;
[3] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第3卷)(精).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:125-130;
[4] 劉進(jìn)長,辛健成.機(jī)械手世界[M].鄭州:河南科學(xué)技術(shù)出版社,2000
[5] 諸靜.機(jī)械手與控制技術(shù)[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,1991
[6] 吳廣玉,姜復(fù)興.機(jī)械手工程導(dǎo)論[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1988
[7」 周遠(yuǎn)清,張?jiān)倥d.智能機(jī)械手系統(tǒng)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1989
[8] 付京孫.機(jī)械手學(xué)[M].合肥:中國科學(xué)技術(shù)出版社,1992
[9] 王坤興.機(jī)械手技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J]:機(jī)械手技術(shù)與應(yīng)用.1999.(6):10-12
[10] 國家 863 計(jì)劃智能機(jī)械手專家組,機(jī)械手博覽[M].合肥:中國科學(xué)技術(shù)出版社,2001
[11] 陳佩云.我國工業(yè)機(jī)械手發(fā)展?fàn)顩r[J]:機(jī)械手技術(shù)與應(yīng)用.2001, (1):2-5
[12] 劉進(jìn)長.我國機(jī)械手發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]:機(jī)械手技術(shù)與應(yīng)用.2000, (3): 2-5
[13] 馬頌德.基礎(chǔ)技術(shù)研究與隊(duì)伍建設(shè)[J]:機(jī)械手技術(shù)與應(yīng)用.2001, (5) : 2-5
[14] 王啟智,徐心和. PUMA機(jī)械手逆運(yùn)動(dòng)方程的推導(dǎo)方法及求解[J]:機(jī)械手.1998,3:81-87
[15] McDonald.Robot Technology:Theory,Design and Application[M].Prentic-Hill,1985
[16] Kim Jinwook, F.C.Park Kim Munsang. Geometric design tools for stiffness and vibration analysis of robotic mechanisms(C): International Conference on Robotics and Automation. Piscataway, NJ, USA: IEEE ,2000,2: 1942-1947
[17] Performance-functional based controller design for a mobile manipulator. [M].Robotics and Automation, 1992. Proceedings., 1992 IEEE International Conference on,1992
[18] Application of a digital signal processor in compliant Cartesian control of an industrial manipulator. [M].American Control Conference, 1994,
[19] Basis sets for manipulator inertial parameters. [M].Robotics and Automation, 1989. Proceedings., 1989 IEEE International Conference on,1989
[20] Architecture CNC Controller for Milling Machine Retrofitting August 18-21, 2009, Fukuoka International Congress Center, Japan
五、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程安排?
起止日期
工作內(nèi)容
14.2.24-14.3.15
開題報(bào)告及外文翻譯
14.3.16-14.4.01
總體設(shè)計(jì)
14.4.02-14.4.25
部件設(shè)計(jì)
14.4.26-14.5.10
零件設(shè)計(jì)
14.5.11-14.5.25
編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書
14.5.26 -14.5.31
預(yù)答辯及修改工作
14.6.01-14.6.04
主審教師評(píng)閱
14.6.05---結(jié)束
答辯及成績綜合評(píng)定
六、指導(dǎo)教師意見
1.對(duì)開題報(bào)告的評(píng)語
?開題報(bào)告格式規(guī)范,論述較為全面,對(duì)設(shè)計(jì)的思路應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn),以求最佳設(shè)計(jì)方案
?
?
?
2.對(duì)開題報(bào)告的意見及建議
?對(duì)五自由度工業(yè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)再改進(jìn)
?
?
指導(dǎo)教師(簽名):
?
??年 月 日
所在院(系)審查意見:
?審核通過
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?
負(fù)責(zé)人簽字(蓋公章)
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?年 月 日
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