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本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
（2007屆）
學(xué) 院、系：
機(jī)械工程學(xué)院
專 業(yè)：
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
學(xué) 生 姓 名：
班 級：
學(xué)號
指導(dǎo)教師姓名：
職稱
2006年12月22日
題目：R175型柴油機(jī)機(jī)體加工自動線上用多功能液壓機(jī)械手
1. 結(jié)合課題任務(wù)情況，查閱文獻(xiàn)資料，撰寫1500～2000字左右的文獻(xiàn)綜述。
在自動化生產(chǎn)領(lǐng)域中，工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的。工業(yè)機(jī)械手的是從工業(yè)機(jī)器人中分支出來的。其特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)具有準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力。機(jī)械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機(jī)器，它有多個自由度，可用來搬運物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。機(jī)械手的設(shè)計原理是以人的手為基礎(chǔ)，以機(jī)械拉來實現(xiàn)人的動作，它的動作由以下四部分來實現(xiàn)：自由度的旋轉(zhuǎn)、肩的前后動作、肘的上下動作、腕(手)的動作。
機(jī)械手由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動-傳動機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、智能系統(tǒng)、遠(yuǎn)程診斷監(jiān)控系統(tǒng)五部分組成。驅(qū)動-傳動機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)是相輔相成的，在驅(qū)動系統(tǒng)中可以分：機(jī)械式、電氣式、液壓式和復(fù)合式，其中液壓操作力最大。
早期的機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和功能都比較簡單，專用性很強(qiáng)，僅配合某臺主機(jī)完成輔助性工作，如抓取工件、上料下料、換夾刀具等。這種機(jī)械手稱為專用機(jī)械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能夠獨立地按控制程序、自動重復(fù)操作的機(jī)械手，這種機(jī)械手具有很快地改變程序的功能，適應(yīng)性很強(qiáng)，在中小批量，多品種的工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。這種機(jī)械手稱為通用機(jī)械手，通用機(jī)械手又稱為“工業(yè)機(jī)器人”，即第一代機(jī)器人。機(jī)器人在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了具有某些感官功能（如視覺、觸覺、聽覺）的機(jī)器人，稱為第二代機(jī)器人，以后又出現(xiàn)了具有某些思維和語言功能的智能型機(jī)器人，稱為第三代機(jī)器人。
工業(yè)機(jī)械手可以提高生產(chǎn)過程的自動化程度，改善勞動條件、避免人身事故，減少人力，并便于有節(jié)奏地生產(chǎn)，工業(yè)機(jī)械手從根本上減輕了工人的勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)率水平。綜上所述，有效地應(yīng)用機(jī)械手，是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢。
從機(jī)器人誕生到本世紀(jì)80年代初，機(jī)器人技術(shù)經(jīng)歷了一個長期緩慢的發(fā)展過程。到90年代，隨著計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。除了工業(yè)機(jī)器人水平不斷提高之外，各種用于非制造業(yè)的先進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)也有了長足的進(jìn)展。目前國際機(jī)器人界都在加大科研力度，進(jìn)行機(jī)器人共性技術(shù)的研究，并朝著智能化和多樣化方向發(fā)展。目前的研究內(nèi)容主要集中在：工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、機(jī)器人控制技術(shù)、多傳感技術(shù)、機(jī)器人遙控及監(jiān)控技術(shù),機(jī)器人半自主和自主技術(shù)、虛擬機(jī)器人技術(shù)、多智能體調(diào)控制技術(shù)、軟機(jī)器人技術(shù)、仿人和仿生技術(shù)、微型和微小機(jī)器人技術(shù)。其中微型和微小機(jī)器人技術(shù)是機(jī)器人研究的一個新的領(lǐng)域和重點發(fā)展方向。過去的研究在該領(lǐng)域幾乎是空白，因此該領(lǐng)域研究的進(jìn)展將會引起機(jī)器人技術(shù)的一場革命， 并且對社會進(jìn)步和人類活動的各個方面產(chǎn)生不可估量的影響，微小型機(jī)器人技術(shù)的研究主要集中在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運動方式、控制方法、傳感技術(shù)、通信技術(shù)以及行走技術(shù)等方面。在我國對此進(jìn)行了深入的研究，如徐衛(wèi)平和張玉茹發(fā)表的《六自由度微動機(jī)構(gòu)的運動分析》對六自由度微動機(jī)構(gòu)進(jìn)行了位移分析并為其結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了計算依據(jù)。還有劉辛軍、高峰和汪勁松發(fā)表的《并聯(lián)六自由度微動機(jī)器人機(jī)構(gòu)的設(shè)計方法》研究了微動機(jī)器人機(jī)構(gòu)的設(shè)計方法，建立了并聯(lián)六自由度微動機(jī)器人的空間模型，并分析了該微動機(jī)器人的空間模型，并分析了該微動機(jī)器人的機(jī)構(gòu)尺寸與各向同性、剛度等性能指標(biāo)的關(guān)系得到了一系列性能圖譜，從各圖譜中可以看出各項性能指標(biāo)在空間模型設(shè)計參數(shù)空間中的分布規(guī)律，這有助于設(shè)計者根據(jù)性能指標(biāo)來設(shè)計該微動機(jī)器人的機(jī)構(gòu)尺寸，是探討微動機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計的有效分析工具。
在以后，工業(yè)機(jī)器人會越來越靈活，功能會越來越多，適應(yīng)性越來越廣，更好的為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。
2.選題依據(jù)、主要研究內(nèi)容、研究思路及方案。
(1)、依據(jù)：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)率水平的提高，人們對產(chǎn)品精度和質(zhì)量的要求越來越來嚴(yán)格。因此，企業(yè)生產(chǎn)線的自動化程度要求越來越高，機(jī)械手也越來越來多地被應(yīng)用，工業(yè)機(jī)械手已成為多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手可以提高生產(chǎn)過程的自動化程度，改善勞動條件、避免人身事故，減少人力，并便于有節(jié)奏地生產(chǎn)，工業(yè)機(jī)械手從根本上減輕了工人的勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)率水平。因此，有效地應(yīng)用機(jī)械手，是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢。
(2)、研究的內(nèi)容：本次設(shè)計主要研究的是柴油機(jī)機(jī)體加工線上用多功能機(jī)械手，使其完成上料、轉(zhuǎn)位和翻轉(zhuǎn)等多種功能，并按該自動線的統(tǒng)一生產(chǎn)節(jié)拍和生產(chǎn)綱領(lǐng)完成以上動作。
(3)、研究思路及技術(shù)方案：本工業(yè)機(jī)械手機(jī)身采用機(jī)座式，坐標(biāo)形式為球坐標(biāo)式，使用液壓驅(qū)動，選用雙聯(lián)葉片泵，具有立柱旋轉(zhuǎn)、手臂伸縮、手臂俯仰、腕部轉(zhuǎn)動和腕部擺動5個自由度，定位采用機(jī)械擋塊定位，定位精度為0.5～1mm，采用行程控制系統(tǒng)實現(xiàn)點位控制。
3.工作進(jìn)度及具體安排。
2006.12～2007.02 課題調(diào)研，收集資料，擬定總體方案，畫總圖，完成開題報告。
2007.03～2007.04 機(jī)械部分設(shè)計、計算，畫機(jī)械手手腕、手臂、機(jī)身結(jié)構(gòu)圖，完成中期檢查?！ ?
2007.04～2007.05 控制系統(tǒng)設(shè)計，畫液壓系統(tǒng)圖一張
2007.05～2007.06 整理設(shè)計說明書及翻譯科技外文，準(zhǔn)備答辯。
4.主要參考資料。
[1] 吳振彪.工業(yè)機(jī)器人.武漢:華中科技大學(xué)出版社,2003.1
[2] 王承義.機(jī)械手及其應(yīng)用.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1981.6
[3] 沈興全、吳秀玲.液壓傳動和控制.北京:國防工業(yè)出版社，2005.1
[4] 孫桓、陳作模.機(jī)械原理第六版.北京:高等教育出版社，2000.8
[5] 濮良貴、紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計第七版.北京:高等教育出版社，2004.5
[6]永立主編.幾何量公差與檢測主編.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2005.7
[7]永泗、齊民.機(jī)械工程材料第五版.大連：大連理工大學(xué)出版社，2003.5
5.指導(dǎo)教師意見。
指導(dǎo)教師：
年 月 日
說明：開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫，將作為畢業(yè)設(shè)計（論文）成績考查的重要依據(jù)，經(jīng)導(dǎo)師審查后簽署意見生效。