開題報告-多自由度直角坐標型碼垛機器人本體結構設計

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學生用表1 屆本科生畢業(yè)論文（設計）開題報告 學院： 工程學院 系： 機械系 專業(yè)： 機械設計制作及其自動化 學號 姓名 班名 畢業(yè)論文 （設計）題目 多自由度直角坐標型碼垛機器人本體結構設計 指導教師 所在單位、部門 工程學院 職稱 教授 1．課題的來源： 本設計多自由度直角坐標型碼垛機器人本體結構設計，由老師提供。 2．研究的目的和意義： 在工業(yè)生產領域中或者其他領域中，由于工作的需要，人們經常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動強度，甚至于危及生命。自從機械人問世以來，相應的各種難題迎刃而解。而碼垛機就是其他一種，機器人碼垛機是機、電一體化高新技術產品。中、低位碼垛機可以滿足中低產量的生產需要?？砂凑找蟮木幗M方式和層數，完成對料袋、膠塊、箱體等各種產品的碼垛。 其中自由度越高，碼垛機器人發(fā)揮的作用越大，最優(yōu)化的設計使得垛形緊密、整齊。作為工業(yè)機器人的典型一種，碼垛機器人在工業(yè)應用，尤其是包裝領域和物流領域正發(fā)揮著越來越大的作用。張機器人和包裝線現(xiàn)結合，既提高了生產線的工作效率，有提高了生產線的工作效率，又增強了運行的可靠性，減少了人力資源開支，更讓當代企業(yè)迅速適應不斷變化的市場要求，產生巨大的經濟效益。 3．國內外發(fā)展狀況、發(fā)展水平與存在問題： 目前歐、美、日的碼垛機器人在碼垛市場的占有率均超過了90％，絕大數碼垛作業(yè)由碼垛機器人完成。并且基本壟斷了全球市場。 l 我國的工業(yè)機器人從上世紀80年代“七五”科技攻關開始起步，在國家支持下，通過“七五”“八五”“九五”科技攻關 ，取得了長足的進步，涌現(xiàn)出了一大批代表企業(yè)和產品，國外碼垛機器人在我國市場一統(tǒng)天下的局面正在被打破。 l 但總的看來，我國的碼垛機器人技術及其應用水平和國外相比還有很大差距，如可靠性低于國外同類產品，起步較晚，運動速度和精度還有很大提升空間。生產線技術水平與國外相比仍有差距。和全球市場相比，碼垛機器人應用規(guī)模仍然很小，還未發(fā)展成專門的產業(yè)。并且當前我國的碼垛機器人生產品種規(guī)格多，批量小，零部件通用化程度低，供貨周期長、成本高，可靠性和穩(wěn)定性不足。 l 因此迫切需要對碼垛機器人及其相關物流、包裝自動化等產業(yè)進行全面規(guī)劃，整合資源優(yōu)勢，積極推進產業(yè)化進程。同時立足實際，完善碼垛機器人相關的產品、系統(tǒng)及結構，努力提高我國的機器人發(fā)展水平。 4．研究目標、內容及擬解決的關鍵問題： 本畢業(yè)設計目標是要求掌握機器人或工業(yè)機械手的結構及工作原理，實現(xiàn)機械手的三個方向的移動和一個方向的回轉，完成一個四自由度的直角坐標型碼垛機器人設計，要求所設計機器人能抓取一定質量的工件（在具體設計時可以在題目中確定是何類形狀的物體，并且手爪是氣壓驅動）， 完成抓取、搬運、碼放功能，并且具有較高的運動平穩(wěn)性和重復精度。 主要內容是設計一具有四個自由度的直角坐標碼垛機器人，4根運動軸對應直角坐標系中的 X軸、 Y 軸和 Z 軸, 以及 Z 軸上帶有的一個旋轉軸，能夠實現(xiàn)自動裝載和卸載功能。各軸行程和手爪尺寸及抓取能力都可以按需來設計。 設計內容包括機器人總體設計方案的分析確定，包括機器人的運動學分析、主體部分結構設計和手爪的設計。 在設計過程中要考慮到很多問題，所涉及的關鍵問題有：1）機器人運動采用何種驅動電機；2）傳動機構設計的合理和平穩(wěn)；3） 導軌布局的合理性等等。 5．研究步驟方法： 1）、查資料，確定初步方案； 2）、碼垛機器人本體機構設計，利用proe建模； 3）、利用proe模型導出AutoCAD建立二維圖； 4）、撰寫說明書。 6．參考文獻 [1]于駿一，鄒青.機械制造技術基礎(第2版)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2014. [2]成大先主編.機械設計手冊，第4卷. 北京：化學工業(yè)出版社，2002. [3]蔡自興.機器人學.北京：清華大學出版社，2000. [4]吳振彪.工業(yè)機器人.武漢：華中理工出版社，1998. [5]機電一體化技術手冊編委會.機電一體化技術手冊.北京: 機械工業(yè)出版社, 1999. [6]張鐵.謝存禧.機器人學. [M]. 廣州：華南理工大學出版社，2001. [7]濮良貴、紀名剛.機械設計.8版.北京：高等教育出版社，2006. [8]蔡自興，劉健勤.面向21世紀的智能機器人技術機器人技術與應用.1998(6) [9]白民，劉遠江,從2004中國國際機器人展覽看中國機器人產業(yè)的現(xiàn)狀和未來機器人技術與應用.2005.  工作計劃進程表 時 間 工 作 內 容 3.3—4.13 4.14—4.20 4.21—5.4 5.5—5.11 5.12—5.20 5.21—6.3 6.4 畢業(yè)實習，方案構思 提交開題報告，查詢相關碼垛機器人的研究現(xiàn)狀、發(fā)展動向與碼垛機器人研究的最新成果 設計方案選擇與確定 主要技術難點與關鍵技術分析 結構設計分析與計算，proe建模 相關設計圖紙繪制、功能演示設計與設計說明書撰寫 畢業(yè)答辯 選題是否合適： □是 □否 方案是否可行： □是 □否 進程是否合理： □是 □否 任務能否完成： □能 □不能 指導教師 （簽字） 年 月 日 選題是否合適： □是 □否 方案是否可行： □是 □否 進程是否合理： □是 □否 任務能否完成： □能 □不能 指導小組組長 （簽字） 年 月 日 3