三自由度搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)【含CAD機(jī)械圖、電路圖、說明書】

畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告（理工類）設(shè)計(jì)題目三自由度搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專業(yè)機(jī)械制造及其自及其自動(dòng)化一、課題的目的意義：1、 應(yīng)用搬運(yùn)機(jī)機(jī)械手有利于實(shí)現(xiàn)材料的傳送.共建的裝卸.刀具的更換以及機(jī)器的裝配的自動(dòng)化的程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)本。 2、 改善勞動(dòng)條件，避免人身安全。在高興.高壓.低溫.低壓等惡性環(huán)境下的場合中，用人手直接操作是危險(xiǎn)或基本不可能的，而用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動(dòng)條件得到改善。3 、可以減輕人力，便于有節(jié)奏高效的生產(chǎn)。4、 通過運(yùn)用兩年來所學(xué)的機(jī)械.電氣.氣動(dòng)PLC.計(jì)算機(jī)等有關(guān)知識(shí)，學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)際問題需要確定設(shè)計(jì)方案，構(gòu)思機(jī)械結(jié)構(gòu)，完成程序設(shè)計(jì)及調(diào)試5、 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，將使我掌握寫論文的一般步驟及方法。同時(shí)也鍛煉了我在遇到困難時(shí)冷靜分析。獨(dú)立思考及解決問題的能力，而且培養(yǎng)了我和同學(xué)相互討論，相互學(xué)習(xí)的習(xí)慣。二、資料調(diào)研分析：我國的工業(yè)機(jī)械手發(fā)展主要是逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。在應(yīng)用專業(yè)機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手，研制出示教式機(jī)械手工業(yè)機(jī)械手是在第二次世界大戰(zhàn)期間發(fā)展起來的，始于40年代的美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的搬運(yùn)核原料的遙控機(jī)械操作手研究，它是一種主從型的控制系統(tǒng)。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。它的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的；1962年，美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上，又試制成一臺(tái)數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮，用液壓驅(qū)動(dòng)；控制系統(tǒng)用磁鼓做儲(chǔ)存裝置。不少球面坐標(biāo)式機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的；普曼公司專門生產(chǎn)工業(yè)機(jī)械手聯(lián)邦德國機(jī)器制造業(yè)是從1970年開始應(yīng)用機(jī)械手，主要用于起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)：聯(lián)邦德國K公司還生產(chǎn)一種點(diǎn)焊機(jī)械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制；日本是工業(yè)機(jī)器人發(fā)展最快，應(yīng)用國家最多的國家，自1969年從美國引進(jìn)兩種典型機(jī)械手后，開始大力從事機(jī)械手的研究，目前以成為世界上工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用最多的國家之一。前蘇聯(lián)自六十年代開始發(fā)展應(yīng)用機(jī)械手，主要用于機(jī)械化、自動(dòng)化程序較低、繁重單調(diào)、有害于健康的輔助性工作。我國工業(yè)機(jī)械手的研究與開發(fā)始于20世紀(jì)70年代。1972年我國第一臺(tái)機(jī)械手開發(fā)于上海，隨之全國各省都開始研制和應(yīng)用機(jī)械手。從第七個(gè)五年計(jì)劃（1986-1990）開始，我國政府將工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展列入其中，并且為此項(xiàng)目投入大量的資金，研究開發(fā)并且制造了一系列的工業(yè)機(jī)器人，有由北京機(jī)械自動(dòng)化研究所設(shè)計(jì)制造的噴涂機(jī)器人，廣州機(jī)床研究所和北京機(jī)床研究所合作設(shè)計(jì)制造的點(diǎn)焊機(jī)器人，大連機(jī)床研究所設(shè)計(jì)制造的氬弧焊機(jī)器人，沈陽工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)制造的裝卸載機(jī)器人等等。這些機(jī)器人的控制器，都是由中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所和北京科技大學(xué)機(jī)器人研究所開發(fā)的，同時(shí)一系列的機(jī)器人關(guān)鍵部件也被開發(fā)出來，如機(jī)器人專用軸承，減震齒輪，直流伺服電機(jī)，編碼器，DCPWM等等。、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合式機(jī)械手等。可以將機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，如伸縮、擺動(dòng)、升降、橫移、俯仰等機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu)，以便根據(jù)不同的作業(yè)要求，選用不用的典型機(jī)構(gòu)，組裝成各種用途的機(jī)械手，即便于設(shè)計(jì)制造，又便于跟換工件，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。機(jī)械手的種類，按驅(qū)動(dòng)方式分為液壓式.氣動(dòng)式.電動(dòng)式.機(jī)械式機(jī)械手;按適用范圍可以分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡可以分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成氣動(dòng)技術(shù)與PLC技術(shù)的結(jié)合，設(shè)計(jì)出即環(huán)保又高效的機(jī)械手。三、設(shè)計(jì)方案的可行性分析和預(yù)期目標(biāo)：一 可行性分析1 機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓持工件的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，有夾持型、托持型和吸附型等，本課題采用夾持式。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢，本課題將采用復(fù)合式。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機(jī)械手有23個(gè)自由度，導(dǎo)軌采用移動(dòng)式。本課題可采用可編程序控制器對(duì)機(jī)械手實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。控制系統(tǒng)硬件由開關(guān)、按鈕、行程開關(guān)、可編程控制器和輸入輸出繼電器構(gòu)成。軟件采用模塊式結(jié)構(gòu)，回原位、手動(dòng)、單步、單周期、連續(xù)，用選擇開關(guān)來選擇動(dòng)作種類。可實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的下降、夾緊、上升、慢進(jìn)、快進(jìn)、慢進(jìn)、延時(shí)、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退動(dòng)作。二 預(yù)期目標(biāo)1 堅(jiān)持很好地全部閱讀指導(dǎo)教師指定的參考資料、文獻(xiàn)，并閱讀較多的自選資料和較多的外文資料，積極開展調(diào)研論證,此外，還充分利用時(shí)間，提前學(xué)習(xí)專業(yè)軟件，能夠熟練運(yùn)用CAD軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、加工等操作，使產(chǎn)品提前得到的方案可行性設(shè)計(jì)。2 選定自己適合和熟悉的制圖軟件，對(duì)選定的工具進(jìn)行深入學(xué)習(xí)及具體實(shí)踐。3 對(duì)驅(qū)動(dòng)氣路進(jìn)行仔細(xì)研究，了解氣動(dòng)原理，繪制氣動(dòng)圖。4 機(jī)械結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)要求設(shè)計(jì)出合理輕便的機(jī)械手。 5 模擬調(diào)試后對(duì)整個(gè)機(jī)械手進(jìn)行完善。 本課題主要研究目標(biāo)是能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械手工作的預(yù)期目標(biāo)和要求，能夠順利可靠的完成工作，完成裝配圖，氣動(dòng)圖等任務(wù)。四、所需要的儀器設(shè)備、材料： 1 計(jì)算機(jī)一臺(tái) 2 三菱公司編.三菱FX2X可編程控器編程手冊(cè).19983 三菱公司編.三菱FX可編程控器編程手冊(cè).19954 張建民主編。機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng).北京：北京理工大學(xué)出版社，1996 5 張君安主編。機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)。北京：兵器工業(yè)出版社，1997 6 徐志毅組編.機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)用技術(shù).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社。1995 7 胡弘 姚伯威主編.機(jī)電一體化原理與應(yīng)用.北京：國防工業(yè)出版社.1999五、課題分階段進(jìn)度計(jì)劃：序號(hào)起止日期工 作 內(nèi) 容階段成果13.19-3.25翻譯外文，查閱有關(guān)資料，討論方案23.26-4.01實(shí)習(xí)參觀，確定方案，寫開題報(bào)告34.02-4.08設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制草圖44.09-4.29繪制裝配圖及零件圖54.30-5.06畫氣動(dòng)原理圖65.07-5.20硬件設(shè)計(jì).程序流程圖及軟件編程75.21-5.27程序模擬調(diào)試85.28-6.03編寫說明書96.04-6.10修改全部資料，答辯，資料歸檔指導(dǎo)教師意見： 簽字： 200 年 月 日