機械手畢業(yè)設(shè)計開題報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學生姓名XXX學 號XXXXXXXX專 業(yè)機械設(shè)計制造及自動化指導教師姓名XXX職 稱教授所在學院機電工程學院課題來源自選課題課題性質(zhì)工程設(shè)計課題名稱齒輪驅(qū)動手爪平行開閉的工業(yè)機械手設(shè)計畢業(yè)設(shè)計的意義 畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的一個重要的實踐環(huán)節(jié)，在畢業(yè)設(shè)計中可以提高獨立思考和探索能力。通過大學各科的理論學習，課程設(shè)計以及實習實踐，掌握理論的同時，也了解了各種機械與自動化技術(shù)在生活、生產(chǎn)實踐中的運用。本次畢業(yè)設(shè)計的題目是：齒輪驅(qū)動手爪平行開閉的工業(yè)機械手的設(shè)計，涵蓋了機械設(shè)計、自動機與自動線、液壓技術(shù)以及PLC等的各門知識。通過此次畢業(yè)

2、設(shè)計可以綜合掌握各種理論知識的應(yīng)用，為將來工作打下堅實的實踐基礎(chǔ)。機械手是在機械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種能按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。本次齒輪驅(qū)動手爪平行開閉的工業(yè)機械手主要運用于實現(xiàn)自動抓取零件。在國內(nèi)，隨著中國機械工業(yè)的飛速發(fā)展，目前中國機械手發(fā)展趨勢主要在擴大應(yīng)用范圍重點發(fā)展機床加工、熱處理、鍛造等方面的機械手，以滿足目前國內(nèi)的需求。在滿足國內(nèi)需求的同時還相應(yīng)發(fā)展通用機械手、示教式機械手、計算機控制機械手、組合機械手等。同時國內(nèi)還大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸角、視角等性能的機械手，并考慮與計算機連用，逐步成為整個機械制造系統(tǒng)中的一個基

3、本單元。 在國外機械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某種智能的機械手。隨著機械手的小型化和微型化，其應(yīng)用突破了傳統(tǒng)的機械領(lǐng)域，向著電子信息、生物技術(shù)、生命科學及航空航天等高端行業(yè)發(fā)展。當今，工業(yè)機械手在國內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用極為廣泛，大致有以下幾個方面：（1）實現(xiàn)單及自動化：各類半自動機床的自動上下料。（2）組成自動生產(chǎn)線：在單機自動化的基礎(chǔ)上，自動裝卸和輸送工件，可以使一些單機連接成自動生產(chǎn)線。（3）特殊工作環(huán)境：如高溫（熱處理、鍛造、鑄造等）、有害有毒、星際探索、海底資源開發(fā)等環(huán)境采用機械手代替人進行作業(yè)。總的來說，工業(yè)機械手滿足了社會生產(chǎn)的需要，并帶來了社會經(jīng)濟收益。研究內(nèi)容本課題是設(shè)計一通過

4、氣缸驅(qū)動，利用齒輪機構(gòu)使手爪實現(xiàn)平行開閉抓取零件的機械手，并且能根據(jù)被抓取零件的外形更換手爪，以抓取不同形狀的零件。且工作可靠穩(wěn)定。工業(yè)機械手的種類很多，關(guān)于分類的問題，目前在國內(nèi)尚無統(tǒng)一的分類標準，在此暫按使用范圍、驅(qū)動方式和控制系統(tǒng)等進行分類。按驅(qū)動方式分為：（1）液壓傳動機械手是以液壓的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。其主要特點是:抓重可達幾百公斤以上、傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈敏。但對密封裝置要求嚴格，不然油的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。若機械手采用電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機械手的通用性擴大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴格

5、，成本高。（2）氣壓傳動機械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。其主要特點是:介質(zhì)來源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結(jié)構(gòu)大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進行工作。（3）機械傳動機械手即由機械傳動機構(gòu)(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機構(gòu)等)驅(qū)動的機械手。它是一種附屬于工作主機的專用機械手，其動力是由工作機械傳遞的。它的主要特點是運動準確可靠，用于工作主機的上、下料。動作頻率大，但結(jié)構(gòu)大，動作程序不可變。本課題機械手

6、的設(shè)計采用氣缸驅(qū)動，利用齒輪機構(gòu)實現(xiàn)的的機械手。2、本設(shè)計的驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的傳動裝置用氣壓傳動?，F(xiàn)初步擬定以下三種的設(shè)計方案：方案一，齒輪齒條驅(qū)動連桿，連桿與夾持器兩手爪相連實現(xiàn)工件夾緊放松。當動力源推動齒條向箭頭所示的方向運動時，由于齒條和齒輪嚙合，于是帶動齒輪逆時針旋轉(zhuǎn)，連桿與齒輪固定連接，與手爪活動連接。于是在連桿的帶動下實現(xiàn)工件的夾緊。當齒條向相反的方向運動時實現(xiàn)放松。圖2.1 方案一方案二，由兩齒輪嚙合實現(xiàn)驅(qū)動，兩連桿帶動兩手爪實現(xiàn)夾持器的夾緊放松的操作。當動力源驅(qū)動兩齒輪或者其中的某一個齒輪轉(zhuǎn)動時，由于兩齒輪相互嚙合，兩連桿與手爪直接活動連接，與齒輪之間固定連接。因此，通過連桿的

7、帶動實現(xiàn)了兩手爪的開和。圖2.2 方案二方案三，動力驅(qū)動齒條做左右的往復(fù)運動時，活塞桿末端的齒條帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，通過齒輪的轉(zhuǎn)動使手指齒條實現(xiàn)了平行運動，從而實現(xiàn)了實現(xiàn)了手指的平行開閉的運動。此運動機構(gòu)由：一對齒輪、兩個相同規(guī)格參數(shù)的齒輪、一個作為被驅(qū)動執(zhí)行的長齒條以及兩個平行放置的手指構(gòu)成。圖2.3 方案三本設(shè)計的機械手部采用方案三，綜合了三種方案，且易于實現(xiàn)、緊湊。主要參數(shù)：（1） 抓重：200N；（2）手指夾持范圍：棒料，50mm70 mm,長度450 mm 1200 mm；（3）驅(qū)動方式：氣壓；研究計劃2月27日3月5日：分析設(shè)計題目，查閱、收集、整理、研究相關(guān)資料。3月6日3 月19日：

8、初步擬定設(shè)計方案，方案分析、評價與完善。3月20日3月26日：結(jié)構(gòu)設(shè)計與完善。3月27日4月16日：裝配設(shè)計，繪制裝配圖及主要零件工程圖，主要零件的有限元分析。4月17日4月30日：檢查并完善設(shè)計圖紙，整理設(shè)計資料，撰寫設(shè)計論文。研究方法（1）查閱資料通過了解機器人的設(shè)計概況，尋找關(guān)于機器人設(shè)計的一些相關(guān)書籍、論文文獻以及一些工業(yè)機械手的設(shè)計實例。細致了解機械手的各個結(jié)構(gòu)、組成部分等，然后擬定方案。（2）類比分析法查閱相關(guān)的機械手進行對比，分析齒輪傳動機械手與其他類型的機械手相同或者相似之處、相互的聯(lián)系或者所運用的原理，然后根據(jù)他們在木屑方面的相似之處，進行類似的分析。最后設(shè)計出集中可行的方案。（3）最優(yōu)選擇法將