毕 业 设 计（论 文）开题报告题目 程控机械手结构设计专业学科机械设计制造及其自动化专业班级学生姓名学 号指导教师填 表 日 期 2013年月日设计（论文）题目程控机械手设计（论文）类型（划“”）工程实际科研工程实验室建设理论研究其它精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页一、毕业设计论文课题来源、类型课题来源：机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。课题类型：本课题主要是实现机械手抓取搬运和操作的自动装置。故属于工程或工艺设计。二、本课题的研究目的和意义通过毕业设计，检验大学所学基本理论与基本知识的应用能力，掌握机械设计、机械原理、材料力学、电工技术等知识，是对以前所学进行了巩固与深化，将理论运用于实际，这便是我们的目的。机械手是模仿人的手部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人门劳动强度，甚至危及生命。机械手就是在这种条件下诞生的，机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。它特别是在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中，以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作业。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此获得日益广泛的应用。通过这次毕业设计，深化机械理论知识，体验了理论转化为实践的方法，提高分析问题解决问题的综合能力，培养科学研究及实验设计的能力。三.本课题在国内外的研究状况及发展趋势随着社会进步和科学技术的发展，工业生产的操作方式也发生着革命性的变化，从手工作坊式的劳动，逐步演变成自动化、智能化的生产方式。随着人类生产方式的发展，人类也逐渐无法完成某些生产过程，为了适应生产的需要出现了特殊的生产工具一一机械手。机械手也被称为自动手，能模仿人手臂某些动作功能，以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和门动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。在国外，机械手首先是从美国开始研制的。1954 年美国工程师德尔沃最早提出机械人的概念； 1958 年美国联合控制公司研制出第一台机械手。1959年美国德尔沃与英格伯制造了世界上的第一台机械人； 1962 年美国正式将机械人的使用性提出来，且制造出类似人的手臂； 1967 年日本成立了人工手研究会，并召开了首届机械手学术会； 1970 年在美国召开了第一届工业机械人学术会，并的到迅速普及； 1973 年辛辛那提公司制造出第一台小型计算机控制的工业机械人，当时是液压驱动，能载重大成就45KG ；到 1980 年在日本得到普及，并定为“机械人元年”此后在日本机械人得到了前所未有的发展与提升。目前世界高端工业机械手均有高精化，高速化，多轴化，轻量化的发展趋势。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。因此，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。工业机械手主要用于机床加工、铸造、热处理等方面，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。在国内，汽车工业仍然是工业机械手主要的使用领域。但我国在工业机械手生产企业中，年产销量在100台以上、产值过 5000万元的规模企业非常少，国外大型公司年产量都达5000到 10000台，销售额为数十亿美元。目前国内机械手的保有量在 4000台左右，井将以每年8001000台左右的速度快速增长。工业机械手应用前景极为广阔。虽然目前国内生产工业机械手的企业并不多，很多产品的生产技术还主要依靠进口，高科技的技术主要还掌握在国际龙头厂商手里。国内机械手厂家主要还是受到控制系统的困扰 , 没有比较成熟稳定的伺服系统, 所以不能生产高端机器。我国本土企业生产的机械手产品还主要流通在中低端市场，因此决定了很多本土生产企业在争夺市场时主要还是采取价格战。随着技术的进步，日臻成熟，会有更多的厂商加入此行业。机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。1. 应用前景随着网络技巧的发展，机械手的联网操作问题也是以后发展的方向。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。市场需求机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。我国塑料机械已成为机械制造业发展最快的行业之一，年需求量在不断的加大。我国塑料机械产业的高速发展主要有以下两个大因素：一是对高技术含量装备的需求所带来的设备更新及陈旧设备的淘汰。二是海内塑料加工产业的高速发展，对塑料机械的需求旺盛。2. 应用领域工业制造领域：主要让机器人在机械制造业中代替人完成大批量、高质量要求的工作，如汽车制造、舰船制造及某些家电产品（电视机、电冰箱、洗衣机）的制造等。化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子装配及物流系统的搬运、包装等工作，也有部分是由机器人完成的。军事领域：主要让机器人执行一些自动的侦察与控制任务，尤其是一些相对较为危险的任务，比如，无人侦察机、拆除炸弹的机器人及扫雷机器人等。机器人还可以代替士兵去完成那些不太复杂的工程及后勤任务，从而使战士从繁重的工作中解脱出来，去从事更加重要的工作。娱乐领域：机器人在娱乐领域的应用十分广泛，比如，机器人足球大赛、机器人弹钢琴和机器人宠物等。医疗领域：机器人主要用来辅助护士进行一些日常的工作，比如，帮助医生运送用药品及自动监测病房内的空气质量，等等。宜用机器人还可以协助医生完成一些难度较高的手术，例如，眼部手术、脑部手术等。美国还发明了一种可以进入人体血管的微型机器人，帮助医生在病人的血管内灭杀病毒。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页四、本课题的主要研究内容 1. 了解已有设备的结构、工艺过程及控制系统的要求。 2. 根据所给机械要求建立方案。3. 绘制主要结构零件图。4. 完成整个原理控制图。5. 绘制装配图。6. 设计外部美观度。7.论文定稿。在完成本课题内容时需要：1 搜集有关机械手的资料，分析各种工作原理。2 仔细阅读资料，并消化理解，确定结构设计方案，要求结构简单实用，工艺性好，进行相应的计算分析。3 设计参数：机械手结构图设计。4 设计并绘制机械手总体装配图、重要零件图。五、完成论文的条件和拟采用的研究手段（途径）完成论文的条件：能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。拟采用的研究手段：主要是查阅相关资料、熟悉相关内容。采用理论与实践相结合的方法，对其先按理论设计，组装，再在实验中进行测试进行检测。如果不符合，发现其问题并进行改进设计，然后在实验测试，一直到符合预期的目标为止。1. 通过在这大学四年里的学习，通过学习机械工程绘图、压与气压传动、电工学、机械制造装备设计、数控技术、机械工程控制基础、材料力学、理论力学、机械设计、机械原理、机械制技术基础、机械测试技术基础等一些课程知识，以掌握得这些基础知识做为根基，使能够设计顺利并完成毕业设计。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页2. 在这四年刻苦的学习里, 通过我自己的努力 , 对所学的知识掌握消化。不过在看到机械工业的发展，深深的改变了我世界观，让我认识到一个国家其机械工业的重要性和发展前景，以我所学的知识远远不及机械工业的高科技知识。不过我绝不会气馁，我要通过我自己的努力, 对所学的知识消化掌握、领悟所学习的知识，查阅相关资料和老师的指导，希望能够完成此次毕业设计内容。3. 通过网上查阅机械手的资料、熟悉其结构和相关零部件设计的内容。4. 通过对机械手结构参数大小设定，并进行分析做出详细地计算。5. 利用 CAD绘制出机械手总体装配图（0 号图纸一张）、部分装配图及重要零件图。6. 通过对机械手毕业设计的学习，为我在今后在工作岗位上打下良好的基础，希望自己将来能为祖国尽一份力。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页六、本课题进度安排、各阶段预期达到的目标段（途径）月日周次任 务 阶 段 名 称 及 详 细 工 程月日周次任 务 阶 段 名 称 及 详 细 工 程23 296 1 查阅上下料机械手方面的资料，仔细阅读并消化理解，撰写文献综述。713 2 总结各个机械手的优缺点，撰写开题报告。1420 3 确定题目要求的机械手结构设计方案2127 4 根据设计要求进行重要部件的计算4 3.28 4.3 5 绘制机械手整体结构图410 6 同上1117 7 机械手升降机构装配图1824 8 同上25 5.1 9 机械手伸缩机构装配图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页月日周次任 务 阶 段 名 称 及 详 细 工 程5 28 10 同上915 11 绘制机械手手腕结构图1622 12 同上2329 13 撰写毕业设计论文6 305 14 翻译外文科技资料612 15 整理打印论文、图纸并准备答辩七、指导教师意见、对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：指导教师（签名）：年月日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页八、所在 专 业 审 查 意 见负责人（签章）：年月日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页