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學(xué)生畢業(yè)設(shè)計開題報告
題 目：搬運機械手機構(gòu)與控制電路設(shè)計
院 校：
專 業(yè)： 機械電子工程
年 級：
姓 名：
學(xué) 號：
指導(dǎo)老師：
本科畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告
院別
機電學(xué)院
專業(yè)
機械電子工程
班級
姓名
學(xué)號
聯(lián)系方式
題目
搬運機械手機構(gòu)與控制電路設(shè)計
開題申請：（包括選題的意義與目的、文獻綜述、研究現(xiàn)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(xiàn)生產(chǎn)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(yīng)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(yīng)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(lǐng)域中出現(xiàn)的一項新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分，這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學(xué)科——機械手工程。機械手涉及到力學(xué)、機械學(xué)、電器液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。
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(chǎn)設(shè)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(yù)期的作業(yè)，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)在人的智能和適應(yīng)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(jīng)濟領(lǐng)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(chǎn)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(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強。 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復(fù)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(yīng)性較強，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。
選擇《搬運機械手機構(gòu)與電路控制設(shè)計》這個課題作為我的畢業(yè)設(shè)計，對我的專業(yè)——機械電子工程，四年里所學(xué)的關(guān)于機械與電子的專業(yè)知識能夠進行一個系統(tǒng)的總結(jié)，因為這個畢業(yè)設(shè)計涉及里機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計與電路控制系統(tǒng)的設(shè)計。是實際綜合設(shè)計訓(xùn)練；是一次全面的鍛煉和設(shè)計實踐；是工程技術(shù)的具體應(yīng)用；是能力提高的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
目的：代替人工操作；能按照生產(chǎn)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(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。
通過畢業(yè)設(shè)計《搬運機械手機構(gòu)與電路控制設(shè)計》，對大學(xué)四年知識的總結(jié)，使自己在踏入社會就業(yè)，對機械行業(yè)設(shè)計這個領(lǐng)域能更加容易上手，鞏固自己的知識。
二、國內(nèi)外研究概況及相關(guān)文獻綜述
目前國內(nèi)工業(yè)機械手主要用于機床加工，鑄鍛，熱處理等方面，數(shù)量，品種，性能方面都不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，因此，國內(nèi)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(yīng)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(nèi)外對發(fā)展這一新技術(shù)都很重視，幾十年來，這項技術(shù)的研究和發(fā)展一直比較活躍，設(shè)計在不斷的修改，品種在不斷的增加，運用領(lǐng)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(yīng)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(yīng)的變更。
3、 創(chuàng)新思路
機械手的機械結(jié)構(gòu)主要手抓、手腕、手臂、和機身組成，包括由兩個液壓回轉(zhuǎn)缸和三個液壓伸縮缸，采用液壓驅(qū)動方案控制機械手運動，用電磁閥控制的液壓缸來實現(xiàn)機械手的上升、下降、伸縮、翻轉(zhuǎn)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(xiàn)自動控制。該設(shè)計將實現(xiàn)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(nèi)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(chǎn)中的應(yīng)用
1.4本設(shè)計中研究的主要內(nèi)容
第二章 搬運機械手的總體設(shè)計方案
2.1機械手的組成
2.1.1機械手的執(zhí)行機構(gòu)
2.1.2機械手的驅(qū)動機構(gòu)
2.1.3機械手的控制方式選擇
2.2機械手的技術(shù)參數(shù)列表
2.3機械手手部的設(shè)計計算
2.3.1手部設(shè)計基本要求
2.3.2 手部機構(gòu)的選擇
2.3.3手抓的設(shè)計計算
2.4腕部的設(shè)計計算
2.4.1腕部設(shè)計基本要求
2.4.2 腕部機構(gòu)的選擇
2.4.3腕部的設(shè)計計算
2.5臂部的設(shè)計計算
2.5.1臂部設(shè)計基本要求
2.5.2 臂部機構(gòu)的選擇
2.5.3臂部的設(shè)計計算
2.5.4液壓缸工作壓力及結(jié)構(gòu)的確定
第三章 機身的設(shè)計計算
3.1機身的總體設(shè)計
3.2機身的回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計計算
3.3機身的升降機構(gòu)設(shè)計計算
第四章 液壓系統(tǒng)的傳動機構(gòu)設(shè)計計算及總圖
第五章 總體的控制電路設(shè)計及總圖
第六章 總結(jié)
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(shè)計任務(wù)；
2012年2月20日—2012年3月10日收集設(shè)計資料，熟悉相關(guān)知識，規(guī)范；進行設(shè)計問題分析和構(gòu)思，完成畢業(yè)設(shè)計開題報告，開題；
2012年3月11日—3月16日，完成傳動方案設(shè)計和傳動路線擬定，傳動過程動力設(shè)計；
2012年3月17日—3月27日，完成機械結(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)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(yīng)力分析；完成設(shè)計說明書或論文整理與撰寫，交畢業(yè)設(shè)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(shè)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(shù)，方新主編，科學(xué)出版社 北京，
[3] 工業(yè)機器人設(shè)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(shù)手冊，經(jīng)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(xué)出版社，2000
[7] 機械設(shè)計手冊單行本液壓傳動，成大先主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2001
[8] 機械零件設(shè)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(xué)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(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書，陳立德主編，高等教育出版社，2007
[13] 工業(yè)機械手設(shè)計基礎(chǔ)
[14] 可編程控制器原理與應(yīng)用，范次猛主編，北京理工大學(xué)出版社.2006
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)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
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