機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告學(xué)生姓名XXX學(xué) 號(hào)XXXXXXXX專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化指導(dǎo)教師姓名XXX職 稱教授所在學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院課題來(lái)源自選課題課題性質(zhì)工程設(shè)計(jì)課題名稱齒輪驅(qū)動(dòng)手爪平行開閉的工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義 畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中可以提高獨(dú)立思考和探索能力。通過(guò)大學(xué)各科的理論學(xué)習(xí)，課程設(shè)計(jì)以及實(shí)習(xí)實(shí)踐，掌握理論的同時(shí)，也了解了各種機(jī)械與自動(dòng)化技術(shù)在生活、生產(chǎn)實(shí)踐中的運(yùn)用。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是：齒輪驅(qū)動(dòng)手爪平行開閉的工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)，涵蓋了機(jī)械設(shè)計(jì)、自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)線、液壓技術(shù)以及PLC等的各門知識(shí)。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以綜合掌握各種理論知

2、識(shí)的應(yīng)用，為將來(lái)工作打下堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)。機(jī)械手是在機(jī)械化，自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種能按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。本次齒輪驅(qū)動(dòng)手爪平行開閉的工業(yè)機(jī)械手主要運(yùn)用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取零件。在國(guó)內(nèi)，隨著中國(guó)機(jī)械工業(yè)的飛速發(fā)展，目前中國(guó)機(jī)械手發(fā)展趨勢(shì)主要在擴(kuò)大應(yīng)用范圍重點(diǎn)發(fā)展機(jī)床加工、熱處理、鍛造等方面的機(jī)械手，以滿足目前國(guó)內(nèi)的需求。在滿足國(guó)內(nèi)需求的同時(shí)還相應(yīng)發(fā)展通用機(jī)械手、示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手、組合機(jī)械手等。同時(shí)國(guó)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(jī)械手，并考慮與計(jì)算機(jī)連用，逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元。 在國(guó)外機(jī)械手的發(fā)

3、展趨勢(shì)是大力研制具有某種智能的機(jī)械手。隨著機(jī)械手的小型化和微型化，其應(yīng)用突破了傳統(tǒng)的機(jī)械領(lǐng)域，向著電子信息、生物技術(shù)、生命科學(xué)及航空航天等高端行業(yè)發(fā)展。當(dāng)今，工業(yè)機(jī)械手在國(guó)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(gè)方面：（1）實(shí)現(xiàn)單及自動(dòng)化：各類半自動(dòng)機(jī)床的自動(dòng)上下料。（2）組成自動(dòng)生產(chǎn)線：在單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，自動(dòng)裝卸和輸送工件，可以使一些單機(jī)連接成自動(dòng)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(jī)械手代替人進(jìn)行作業(yè)?？偟膩?lái)說(shuō)，工業(yè)機(jī)械手滿足了社會(huì)生產(chǎn)的需要，并帶來(lái)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)收益。研究?jī)?nèi)容本課題是設(shè)計(jì)一通過(guò)氣缸驅(qū)動(dòng)，利用齒輪機(jī)構(gòu)使手

4、爪實(shí)現(xiàn)平行開閉抓取零件的機(jī)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(jī)械手的種類很多，關(guān)于分類的問(wèn)題，目前在國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，在此暫按使用范圍、驅(qū)動(dòng)方式和控制系統(tǒng)等進(jìn)行分類。按驅(qū)動(dòng)方式分為：（1）液壓傳動(dòng)機(jī)械手是以液壓的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。其主要特點(diǎn)是:抓重可達(dá)幾百公斤以上、傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈敏。但對(duì)密封裝置要求嚴(yán)格，不然油的泄漏對(duì)機(jī)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(jī)械手采用電液伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機(jī)械手的通用性擴(kuò)大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過(guò)濾要求嚴(yán)格，成本高。（2）氣壓傳動(dòng)機(jī)

5、械手是以壓縮空氣的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。其主要特點(diǎn)是:介質(zhì)來(lái)源極為方便，輸出力小，氣動(dòng)動(dòng)作迅速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jī)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(jìn)行工作。（3）機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械手即由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機(jī)構(gòu)等)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手。它是一種附屬于工作主機(jī)的專用機(jī)械手，其動(dòng)力是由工作機(jī)械傳遞的。它的主要特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，用于工作主機(jī)的上、下料。動(dòng)作頻率大，但結(jié)構(gòu)大，動(dòng)作程序不可變。本課題機(jī)械手的設(shè)計(jì)采用氣缸驅(qū)動(dòng)，利用齒

6、輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的的機(jī)械手。2、本設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置用氣壓傳動(dòng)?，F(xiàn)初步擬定以下三種的設(shè)計(jì)方案：方案一，齒輪齒條驅(qū)動(dòng)連桿，連桿與夾持器兩手爪相連實(shí)現(xiàn)工件夾緊放松。當(dāng)動(dòng)力源推動(dòng)齒條向箭頭所示的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于齒條和齒輪嚙合，于是帶動(dòng)齒輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，連桿與齒輪固定連接，與手爪活動(dòng)連接。于是在連桿的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)工件的夾緊。當(dāng)齒條向相反的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)放松。圖2.1 方案一方案二，由兩齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，兩連桿帶動(dòng)兩手爪實(shí)現(xiàn)夾持器的夾緊放松的操作。當(dāng)動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)兩齒輪或者其中的某一個(gè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于兩齒輪相互嚙合，兩連桿與手爪直接活動(dòng)連接，與齒輪之間固定連接。因此，通過(guò)連桿的帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)了兩手爪的開和。圖

7、2.2 方案二方案三，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)齒條做左右的往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞桿末端的齒條帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，通過(guò)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使手指齒條實(shí)現(xiàn)了平行運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)了手指的平行開閉的運(yùn)動(dòng)。此運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由：一對(duì)齒輪、兩個(gè)相同規(guī)格參數(shù)的齒輪、一個(gè)作為被驅(qū)動(dòng)執(zhí)行的長(zhǎng)齒條以及兩個(gè)平行放置的手指構(gòu)成。圖2.3 方案三本設(shè)計(jì)的機(jī)械手部采用方案三，綜合了三種方案，且易于實(shí)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(zhǎng)度450 mm 1200 mm；（3）驅(qū)動(dòng)方式：氣壓；研究計(jì)劃2月27日3月5日：分析設(shè)計(jì)題目，查閱、收集、整理、研究相關(guān)資料。3月6日3 月19日：初步擬定設(shè)計(jì)方案，方案分析、評(píng)價(jià)與完善。3月20日3月26日：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與完善。3月27日4月16日：裝配設(shè)計(jì)，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(jì)圖紙，整理設(shè)計(jì)資料，撰寫設(shè)計(jì)論文。研究方法（1）查閱資料通過(guò)了解機(jī)器人的設(shè)計(jì)概況，尋找關(guān)于機(jī)器人設(shè)計(jì)的一些相關(guān)書籍、論文文獻(xiàn)以及一些工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)實(shí)例。細(xì)致了解機(jī)械手的各個(gè)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(jī)械手進(jìn)行對(duì)比，分析齒輪傳動(dòng)機(jī)械手與其他類型的機(jī)械手相同或者相似之處、相互的聯(lián)系或者所運(yùn)用的原理，然后根據(jù)他們?cè)谀拘挤矫娴南嗨浦?，進(jìn)行類似的分析。最后設(shè)計(jì)出集中可行的方案。（3