機(jī)械手夾持器設(shè)計(jì)

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中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 題目名稱： 機(jī)械手夾持器設(shè)計(jì) 院系名稱： 機(jī) 電 學(xué) 院 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2011年03月 1． 本課題所涉及的內(nèi)容國(guó)內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀綜述 1.1課題研究的目的、意義 在機(jī)械工業(yè)中，應(yīng)用機(jī)械手的意義可以概括如下： 一、以提高生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化程度 應(yīng)用機(jī)械手有利于實(shí)現(xiàn)材料的傳送、工件的裝夾、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化的程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。 二、以改善勞動(dòng)條件，避免人身事故 在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場(chǎng)合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的，而應(yīng)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)條件得以改善。 在一些簡(jiǎn)單、重復(fù)，特別是較笨重的操作中，以機(jī)械手代替人進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。 三、可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn) 應(yīng)用機(jī)械手代替人進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)床的綜合加工自動(dòng)線上，目前幾乎都沒(méi)有機(jī)械手，以減少人力和更準(zhǔn)確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進(jìn)行工作生產(chǎn)。 綜上所述，有效的應(yīng)用機(jī)械手，是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢(shì)。 1.2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新的技術(shù)，是現(xiàn)代控制理論與工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化實(shí)踐相結(jié)合的產(chǎn)物，并以成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。工業(yè)機(jī)械手是提高生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效手段之一。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用得更為廣泛。在我國(guó)，近幾年來(lái)也有較快的發(fā)展，并取得一定的效果，受到機(jī)械工業(yè)和鐵路工業(yè)部門(mén)的重視。 專用機(jī)械手經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，如今已進(jìn)入以通用機(jī)械手為標(biāo)志的時(shí)代。由于通用機(jī)械手的應(yīng)用和發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)了智能機(jī)器人的研制。智能機(jī)器人涉及的知識(shí)內(nèi) 容，不僅包括一般的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等基礎(chǔ)知識(shí)，而且還應(yīng)用一些電子技術(shù)、電視技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、無(wú)線電控制、仿生學(xué)和假肢工藝等，因此它是一項(xiàng) 綜合性較強(qiáng)的新技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)發(fā)展這一新技術(shù)都很重視，幾十年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)的研究和發(fā)展一直比較活躍，設(shè)計(jì)在不斷地修改，品種在不斷地增加，應(yīng)用領(lǐng)域 也在不斷地?cái)U(kuò)大。 早在40年代，隨著原子能工業(yè)的發(fā)展，已出現(xiàn)了模擬關(guān)節(jié)式的第一代機(jī)械手。 50～60年代即制成了傳送和裝卸工件的通用機(jī)械手和數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。這種機(jī)械手也稱第二代機(jī)械手。如尤尼曼特(Unimate)機(jī)械手即屬于這種類型。 60～70年代，又相繼把通用機(jī)械手用于汽車(chē)車(chē)身的點(diǎn)焊和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)線上，亦即是第二代機(jī)械手這一新技術(shù)進(jìn)入了應(yīng)用階段。 80-90年代，裝配機(jī)械手處于鼎盛時(shí)期，尤其是日本。 90年代機(jī)械手在特殊用途上有較大的發(fā)展，除了在工業(yè)上廣泛應(yīng)用外，農(nóng)、林、礦業(yè)、航天、海洋、文娛、體育、醫(yī)療、服務(wù)業(yè)、軍事領(lǐng)域上有較大的應(yīng)用。 90年代以后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，機(jī)械手技術(shù)也得到飛速的多元化發(fā)展。 總之，目前機(jī)械手的主要經(jīng)歷分為三代： 第一代機(jī)械手主要是靠人工進(jìn)行控制，控制方式為開(kāi)環(huán)式，沒(méi)有識(shí)別能力；改進(jìn)的方向主要是將低成本和提高精度；第二代機(jī)械手設(shè)有電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺(jué)、觸覺(jué)能力，甚至聽(tīng)、想的能力。研究安裝各種傳感器，把接收到的信息反饋，使機(jī)械手具有感覺(jué)機(jī)能；第三代機(jī)械手能獨(dú)立完成工作過(guò)程中的任務(wù)。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性系統(tǒng)FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造單元FMC(Flexible Manufacturing Cell)中重要一環(huán)。 2．本課題有待解決的主要關(guān)鍵問(wèn)題 夾持器設(shè)計(jì)的基本要求 （1）應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動(dòng)力； （2）手指應(yīng)具有一定的開(kāi)閉范圍； （3）應(yīng)保證工件在手指內(nèi)的夾持精度； （4）要求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，效率高； （5）應(yīng)考慮通用性和特殊要求。 設(shè)計(jì)參數(shù)及要求 （1）采用手指式夾持器，執(zhí)行動(dòng)作為抓緊—放松； （2）所要抓緊的工件直徑為80mm 放松時(shí)的兩抓的最大距離為110-120mm/s ， 1s抓緊,夾持速度20mm/s； （3）工件的材質(zhì)為5kg，材質(zhì)為45#鋼； （4）夾持器有足夠的夾持力； （5）夾持器靠法蘭聯(lián)接在手臂上。由液壓缸提供動(dòng)力。 3．對(duì)課題要求及預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 (包括解決關(guān)鍵問(wèn)題技術(shù)和所需條件兩方面) 目前我已經(jīng)搜集到很多的參考資料，并且進(jìn)行了一定的調(diào)研，還得到一些專業(yè)的設(shè)計(jì)分析工程師的指導(dǎo)，課題的目標(biāo)可行性還是很好的，關(guān)鍵就是怎么在這個(gè)課題上有所突破，做得更加好。 收集相關(guān)資料，并對(duì)現(xiàn)有的資料進(jìn)行研究分析，進(jìn)而分析自己完成本課題還存在哪方面的困難，除了現(xiàn)有的知識(shí)外還應(yīng)該具備哪些新的知識(shí)。選定自己適合和熟悉的制圖軟件，對(duì)選定的工具進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)及 具體實(shí)踐。對(duì)驅(qū)動(dòng)油路進(jìn)行仔細(xì)研究，了解液壓驅(qū)動(dòng)原理，繪制油路圖。機(jī)械結(jié)構(gòu)的分析，根據(jù)要求設(shè)計(jì)出合理輕便的機(jī)械手。在三維軟件中模擬機(jī)械手工作狀態(tài)。模擬調(diào)試后對(duì)整個(gè)機(jī)械手進(jìn)行完善。 液壓元件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的搜集，能看到的僅僅是外形安裝定位尺寸，十分有限，僅僅是提供一種設(shè)計(jì)分析管理的方法。 4．完成本課題的工作計(jì)劃及進(jìn)度安排 1. 資料的搜集整理分析完善，列出畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文提綱，明確設(shè)計(jì)任務(wù)； 2. 開(kāi)始進(jìn)行機(jī)械手夾持器的建模，不管是液壓元件還是液壓輔件，保證建模資料能完成一定程度的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 3. 開(kāi)始進(jìn)行畢業(yè)論文的寫(xiě)作； 4. 準(zhǔn)備所有的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 5．指導(dǎo)教師審閱意見(jiàn) 指導(dǎo)教師(簽字)：　　　　　　 年 月 日 ? 6．指導(dǎo)小組意見(jiàn) 指導(dǎo)小組組長(zhǎng)(簽字)： 　　 　　　 年 月 日 說(shuō)明： 1. 本報(bào)告前4項(xiàng)內(nèi)容由承擔(dān)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))課題任務(wù)的學(xué)生獨(dú)立撰寫(xiě)； 2. 本報(bào)告必須在第八學(xué)期開(kāi)學(xué)兩周內(nèi)交指導(dǎo)教師審閱并提出修改意見(jiàn)； 3. 學(xué)生須在小組內(nèi)進(jìn)行報(bào)告，并進(jìn)行討論； 4. 本報(bào)告作為指導(dǎo)教師、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))指導(dǎo)小組審查學(xué)生能否承擔(dān)該畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題和是否按時(shí)完成進(jìn)度的檢查依據(jù)，并接受學(xué)校的抽查。 4