07畢設(shè)開題報(bào)告王學(xué)雷

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1、燕山大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告課題名稱：玻璃搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)學(xué)院（系）：里仁學(xué)院年級(jí)專業(yè)：07機(jī)電2班學(xué)生姓名：王學(xué)雷指導(dǎo)教師：牟德君完成日期：2011-3-14一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義搬運(yùn)機(jī)械手是能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。機(jī)械手首先是從美國(guó)開始研制的。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。它的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一個(gè)回轉(zhuǎn)長(zhǎng)臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制

2、系統(tǒng)是示教形的。1962年，美國(guó)聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上又試制成一臺(tái)數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。商名為Unimate（即萬能自動(dòng)）。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)仿照坦克炮塔，臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮、用液壓驅(qū)動(dòng)；控制系統(tǒng)用磁鼓作為存儲(chǔ)裝置。不少球坐標(biāo)通用機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動(dòng)公司,專門生產(chǎn)工業(yè)機(jī)械手1962年美國(guó)機(jī)械制造公司也實(shí)驗(yàn)成功一種叫Vewrsatran機(jī)械手。該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)、升降采用液壓驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這兩種機(jī)械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國(guó)外工業(yè)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)。1978年美國(guó)Unimate公司和斯坦福大學(xué)，麻省理工學(xué)院聯(lián)合研

3、制一種Unimate-Vicarm型工業(yè)機(jī)械手，裝有小型電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差小于±1毫米。聯(lián)邦德國(guó)機(jī)械制造業(yè)是從1970年開始應(yīng)用機(jī)械手，主要用于起重運(yùn)輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)。日本是工業(yè)搬運(yùn)機(jī)械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國(guó)家。自1969年從美國(guó)引進(jìn)兩種機(jī)械手后大力從事機(jī)械手的研究。前蘇聯(lián)自六十年代開始發(fā)展搬運(yùn)機(jī)械手，至1977年底，其中一半是國(guó)產(chǎn)，一半是進(jìn)口。目前，工業(yè)搬運(yùn)機(jī)械手大部分還屬于第一代，主要依靠工人進(jìn)行控制；改進(jìn)的方向主要是降低成本和提高精度。第二代機(jī)械手正在加緊研制。它設(shè)有微型電子計(jì)算控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器，

4、把感覺到的信息反饋，是機(jī)械手具有感覺機(jī)能。第三代機(jī)械手則能獨(dú)立完成工作中過程中的任務(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)展我國(guó)機(jī)械手研究起步較晚，于1972年開始研究機(jī)械手，隨著改革開放方針的實(shí)施，我國(guó)機(jī)械手技術(shù)的發(fā)展得到政府的重視和支持，在90年代中期，我國(guó)已經(jīng)選擇以搬運(yùn)機(jī)械手的工程應(yīng)用為重點(diǎn)進(jìn)行開發(fā)研究，從而迅速掌握搬運(yùn)機(jī)械手應(yīng)用工程成套開發(fā)技術(shù)，關(guān)鍵設(shè)備制造，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行等技術(shù)。在基礎(chǔ)技術(shù)研究方面，解剖了10余中國(guó)外先進(jìn)的機(jī)型并進(jìn)行了深入研究，開發(fā)出具有國(guó)際先進(jìn)水平的測(cè)量系統(tǒng)，這些研究加速了我國(guó)搬運(yùn)機(jī)械手的發(fā)展，1設(shè)計(jì)的意義與作用機(jī)械手是在機(jī)械化，自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新

5、型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機(jī)械手被廣泛的運(yùn)用于自動(dòng)生產(chǎn)線中，機(jī)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(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)，不知疲勞，不怕危險(xiǎn)，抓舉重物的力量比人手力大的特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題1.了解玻璃搬運(yùn)機(jī)械手的特點(diǎn)，玻璃搬運(yùn)機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般包括手部、腕部、臂部、機(jī)身機(jī)座等，其中最主要的是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。2.手部是吸附與松

6、開玻璃的部件，由吸盤、驅(qū)動(dòng)元件和傳動(dòng)元件等組成。控制系統(tǒng)是支配機(jī)械手按規(guī)定程序和要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的裝置，他們主要用來控制：位置（點(diǎn)位控制或連續(xù)軌跡控制）。3.把大學(xué)四年所學(xué)的比較分散的知識(shí)綜合起來，并進(jìn)行靈活運(yùn)用，現(xiàn)在的發(fā)展趨勢(shì)是機(jī)電一體化，因此我的研究是將“機(jī)”“電”“氣壓”三者結(jié)合起來，以實(shí)現(xiàn)玻璃搬運(yùn)機(jī)械手的工作。由于玻璃為平面，并且表面平整，擬運(yùn)用氣壓原理把吸盤安裝于機(jī)械手上實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃的吸附。4.這項(xiàng)研究要解決的問題是如何控制機(jī)械手實(shí)現(xiàn)玻璃的搬運(yùn)，所要實(shí)現(xiàn)的機(jī)械手運(yùn)作為：機(jī)械手原位---機(jī)械手前伸---機(jī)械手下降---機(jī)械手吸取玻璃---機(jī)械手上升---機(jī)械手左轉(zhuǎn)90°---機(jī)械手前伸-

7、--機(jī)械手松開---機(jī)械手后退---機(jī)械手右轉(zhuǎn)90°---恢復(fù)原位。5.對(duì)玻璃搬運(yùn)機(jī)械手進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)包括橫向手臂、直立手臂、支撐桿、支持工作臺(tái)的材料選擇和成型設(shè)計(jì)以及他們之間的聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)。三、研究步驟、方法及措施1在學(xué)校圖書館查閱相關(guān)資料并整理，通過書籍和網(wǎng)絡(luò)查找最新的搬運(yùn)機(jī)械手的發(fā)展動(dòng)向，盡量在保證原來參數(shù)的基礎(chǔ)上，采用最新的一些結(jié)構(gòu)，這樣才能使設(shè)計(jì)具有實(shí)用性和時(shí)代性。通過瀏覽因特網(wǎng)上的相關(guān)資料掌握玻