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湖南科技大學2007屆畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
題 目
平面關(guān)節(jié)機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計
作者姓名
學號
專 業(yè)
1、本課題所涉及的問題在國內(nèi)(外)的研究現(xiàn)狀綜述
工業(yè)機器人由操作機(機械本體)、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成,是一種仿人操作、自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。
機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動,而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置,既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力,又有機器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力,從某種意義上說它也是機器的進化過程產(chǎn)物,它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備,也是先進制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備。
國外機器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢:
1.? 工業(yè)機器人性能不斷提高(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,平均單機價格從91年的10.3萬美元降至97年的6.5萬美元。
2.? 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)造機器人整機;國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。
3.? 工業(yè)機器人控制系統(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(luò)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。
4.? 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機器人中的作用已從仿真、預演發(fā)展到用于過程控制,如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。
5.? 機器人化機械開始興起。從94年美國開發(fā)出“虛擬軸機床”以來,這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一,紛紛探索開拓其實際應(yīng)用的領(lǐng)域。
我國的工業(yè)機器人從80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步,在國家的支持下,通過“七五”、“八五”科技攻關(guān),目前已基本掌握了機器人操作機的設(shè)計制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計技術(shù)、運動學和軌跡規(guī)劃技術(shù),生產(chǎn)了部分機器人關(guān)鍵元器件,開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人;其中有130多臺套噴漆機器人在二十余家企業(yè)的近30條自動噴漆生產(chǎn)線(站)上獲得規(guī)模應(yīng)用,弧焊機器人已應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看,我國的工業(yè)機器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離,如:可靠性低于國外產(chǎn)品;機器人應(yīng)用工程起步較晚,應(yīng)用領(lǐng)域窄,生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距;在應(yīng)用規(guī)模上,我國已安裝的國產(chǎn)工業(yè)機器人約200臺,約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。以上原因主要是沒有形成機器人產(chǎn)業(yè),當前我國的機器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求,“一客戶,一次重新設(shè)計”,品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低,而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù),對產(chǎn)品進行全面規(guī)劃,搞好系列化、通用化、模化設(shè)計,積極推進產(chǎn)業(yè)化進程。
2、研究目標、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題(根據(jù)任務(wù)要求進一步具體化)
目標:設(shè)計一平面關(guān)節(jié)機器人的部分功能
內(nèi)容:1、圖紙
(1)手部結(jié)構(gòu)裝配圖(2)傳動線路圖 等
2、說明書
擬解決的關(guān)鍵問題:
機械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計 機械手液壓系統(tǒng)的簡單計算及控制回路 結(jié)構(gòu)圖及控制電路圖等
3、擬采取的研究方法、步驟及解決思路
研究方法:查閱資料
老師指點
應(yīng)用相關(guān)軟件,完成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、零部件和整體設(shè)計
步驟:(1)分析平面關(guān)節(jié)機器人的結(jié)構(gòu)與參數(shù)
(2)確定設(shè)計總體方案
(3)確定具體設(shè)計方案(包括手部結(jié)構(gòu)的選擇,液壓控制系統(tǒng)設(shè)計和計算,X、Y軸步進電機驅(qū)動傳動機構(gòu)的設(shè)計和計算等)
(4)手部裝配圖的繪制、控制原理圖、總體裝配圖的繪制
(5)說明書的整理
4、使用的主要儀器設(shè)備及工具
測繪工具----游標卡尺、直尺等
計算機-----主要用Protel , AutoCAD等繪圖軟件
繪圖工具----圖板、丁字尺、鉛筆、三角板等
5、參考文獻
1. 張建民.工業(yè)機器人[B] .北京:北京理工大學出版社,1992-5,242.
2. 馬香峰.機器人結(jié)構(gòu)學[B].北京:機械工業(yè)出版社,1991-9,274.
3. [俄]IO.M.索羅門采夫.工業(yè)機器人圖冊[B].北京:機械工業(yè)出版社 ,1993-5,149.
4.黃繼昌、徐巧魚、張海貴等.實用機械機構(gòu)圖冊[B].北京:人民郵電出版社,1996-6,498.
5. 天津大學《工業(yè)機械手設(shè)計基礎(chǔ)》編寫組. 工業(yè)機械手設(shè)計基礎(chǔ)[B] .天津科學技術(shù)出版社,1981-10,595
注:
1、開題報告是本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)的一個重要組成部分。學生應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書的要求和文獻調(diào)研結(jié)果,在開始撰寫論文之前寫出開題報告。
2、參考文獻按下列格式(A為期刊,B為專著)
A:[序號]、作者(外文姓前名后,名縮寫,不加縮寫點,
3、人以上作者只寫前3人,后用“等”代替。)、題名、期刊名(外文可縮寫,不加縮寫點)年份、卷號(期號):起上頁碼。
B:[序號]、作者、書名、版次、(初版不寫)、出版地、出版單位、出版時間、頁碼。
4、表中各項可加附頁。
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