2021年搬運機器人畢業(yè)設計開題報告

1、搬運機器人畢業(yè)設計開題報告 搬運機器人是指能自動搬運物品的機器人。本文將介紹搬運機器人畢業(yè)設計開題報告。 廣東技術(shù)師范學院 畢業(yè)設計(論文)開題報告 題目4-DOF搬運機器人的結(jié)構(gòu)設計 專 業(yè) 名 稱 飛行器動力工程 班 級 學 號 學 生 姓 名 指 導 教 師 填 表 日 期 xx 年 10 月 28 日 應用搬運機器人進行工作，這是直接減少人力的一個側(cè)面，同時由于應用搬運機械人可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個側(cè)面。因此，在自動化機床的綜合加工自動線上，目前幾乎都有搬運機械手，以減少人力和更準確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進行工作生產(chǎn)。 可見，有效的應用搬運機械手，是發(fā)展機械工業(yè)的必

2、然趨勢機械手是提高勞動生產(chǎn)率,改善勞動條件,減輕工人勞動強度和實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的一個重要手段,國內(nèi)外都很重視它的應用和發(fā)展。搬運機器人是典型的機電一體化數(shù)字化裝備，技術(shù)附加值很高，應用范圍很廣，作為先進制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會的新興產(chǎn)業(yè)，將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起越來越重要的作用。 工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設備。機器人的分類方法有多種, 按其應用可分為：工業(yè)機器人、軍用機器人、農(nóng)業(yè)機器人、服務機器人、水下機器人、空間機器人和娛樂機器人。搬運機械人的是工業(yè)機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業(yè)任務，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體

3、現(xiàn)了人的智能和適應性，如圖1、圖2的搬運機器人。機械手作業(yè)的準確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。 圖1. 搬運機器人 圖2.六自由度機器人 搬運機械手是在機械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，搬運機械手被廣泛的運用于自動生產(chǎn)線中，機械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi)，迅速發(fā)殿起來的一門新興的技術(shù)，它更加促進了搬運機械手的發(fā)展，使得搬運機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結(jié)合。搬運機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，搬運機械手已受到許多部門的重視

4、，并越來越廣泛地得到了應用 國內(nèi)搬運機械手的發(fā)展趨勢主要可以概括為以下幾點： 搬運機械手性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機價格不斷下降。 機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統(tǒng)三位一體化:由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造搬運機械手整機;國外已有模塊化裝配搬運機械手產(chǎn)品問市。 搬運機械手的控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡化;器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu):大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。 搬運機械手中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，搬運機械

5、手還應用了視覺、力覺等傳感器， 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在搬運機械手中的作用已從仿真、預演發(fā)展到用于過程控制如使遙控機械手操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱搬運機械手。 現(xiàn)代國際工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機械化，自動化已成為突出的主題。因此其各種生產(chǎn)流水線以及物流管理中更是多元化的使用著氣動機械手，如圖3。其中化工等連續(xù)性生產(chǎn)過程的自動化已基本得到解決。但在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。因此，裝卸、搬運等工序機械化的迫切性，搬運機器人就是為實現(xiàn)這些工序的自動化而產(chǎn) 生的。搬運機械手在鍛造工業(yè)中的應用能進一步發(fā)展鍛造設備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動條件。國外機械手工業(yè)、鐵路工業(yè)中不僅在單機、專機上

6、采用機械手上下料如圖4，減輕工人的勞動強度。并和機床共同組成一個綜合的數(shù)控加工系統(tǒng)。采用搬運機械手在流水線進行生產(chǎn)更是目前研究的重點，國外已研究采用攝象機和力傳感裝置和微型計算機連在一起，能確定零件的方位達到準確搬運的目的。 圖3.氣動搬運機械手 圖4.自動上下料機械手 國外搬運機械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某種智能的搬運機械手。使它具有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，作相應的變更。視覺功能即在搬運機械手上安裝有電視照相機和光學測距儀(即距離傳感器)以及微型計算機。 觸覺功能即是在機械手上安裝有觸覺反饋控制裝置。工作時機械手首先伸出手指尋找工作，通過安裝在手指內(nèi)的壓力敏感元件產(chǎn)生觸覺作用

7、，然后伸向前方，抓住工件。 總之，隨著傳感技術(shù)的發(fā)展機械手裝配作業(yè)的能力也將進一步提高。更重要的是將搬運、柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結(jié)合，從而根本改變目前機械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。 本文研究了國內(nèi)外機械手發(fā)展的現(xiàn)狀，通過學習機械手的工作原理，熟悉了搬運機械手的運動機理。在此基礎上，確定了四自由度搬運機械手的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對搬運機械手的運動進行了簡單的力學模型分析，完成了機械手機械方面的設計(包括傳動部分、執(zhí)行部分、驅(qū)動部分)和簡單的三維實體造型工作。 根據(jù)系統(tǒng)的要求，選擇機器人的坐標形式; 確定驅(qū)動系統(tǒng)的類型; 確定四自由度機器人的結(jié)構(gòu)設計方案，進行力學校核; 選擇各部件的具體結(jié)構(gòu)，進行機

8、器人總裝圖的設計; 繪制機器人的零件圖，并確定尺寸; 運用三維軟件完成三維實體造型工作。 以4-DOF SCARA機器人為研究對象，基于三維軟件完成4-DOF SCARA機器人的結(jié)構(gòu)設計及運動模擬。 要求機器人手爪最大負載能力是1.0kg 各軸運動范圍為：0360,0200,0200mm,0200 各軸最大運動速度1.8rad/s 完成4-DOF搬運機器人的結(jié)構(gòu)設計，進行力學分析校核確保機器人工作的可靠性;畫出機器人的各個零件圖，同時運用三維軟件畫出實體圖。 本設計的特色就是設計一個小型氣動搬運機器人，應用于工業(yè)自動化生產(chǎn)線，把工業(yè)產(chǎn)品從一條生產(chǎn)線搬運到另外一條生產(chǎn)線，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，減輕產(chǎn)業(yè)

9、工人大量的重復性勞動，同時又可以提高勞動生產(chǎn)率。 查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯，撰寫題報告 2.203.15 4周 相關(guān)外文文獻資料的閱讀與翻譯(6000字符以上) 3.153.29 2周 總體傳動方案設計 3.294.13 2周 零部件的結(jié)構(gòu)設計 4.135.7 3周 零部件的強度計算與校核 5.75.23 2周 撰寫畢業(yè)論文 5.236.6 2周 畢業(yè)設計審查、畢業(yè)答辯 6.66.20 2周 【1】馬光 申桂英.工業(yè)機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢J.組合機床與與自動化加工技術(shù)，xx(3) 【2】曾孔庚.工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展趨勢J.機器人技術(shù)與應用, xx, (06) 【3】杜志俊.工業(yè)機器人的應用及發(fā)

10、展趨勢J.機械工程師, xx(5) 【4】唐立平. 基于PLC的四自由度機械手控制系統(tǒng)設計D. 江蘇: 無錫職業(yè)技術(shù)學院, xx年 【5】陳忠華. 可編程控制器與工業(yè)自動化系統(tǒng). 機械工業(yè)出版社M, xx年 【6】彭堅. 氣動機械手及其PLC控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)J. 通用機械, xx. 7(2):1 -7 【7】王巍, 汪玉鳳. 基于PLC氣動機械手研究J. 遼寧工程技術(shù)大學學報, xx, 1(06): 55-68 【8】孫樹棟主編.工業(yè)機器人技術(shù)基礎M. 西安：西北工業(yè)大學出版社，xx年 【9】吳振彪主編.工業(yè)機器人M. 武漢：華中科技大學出版社，xx年 【10】謝存禧 張鐵主編.機器人技術(shù)

11、及其應用M. 北京：機械工業(yè)出版社，xx年 【11】G L Batten. Programmable Logical Controllers: hardware, software and applications. Mc Graw-Hill. 1994 【12】SIEMENS AG. SIMATIC S7-200 Programmable Controller System Manual.xx 【13】Gao F,Li W M.New kinematic strctures for 2-,3-,4-,and 5-DOF parallel manipulator designs.Mechanism and machine Theory,xx,37：13951411 【14】Zlatanov D,Gosselin C M. A familiy of new parallel architectures with four degrees of freedom.Journal of Compulati