多功能液压机械手设计.docx

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多功能液压机械手设计

优秀设计

（20**届）

本科生毕业设计（论文）资料

学院、系：

专业：

学生姓名：

班级：

学号

指导教师姓名：

职称

最终评定成绩：

二○**年九月制

20**届

本科生毕业设计（论文）资料

第一部分过程管理资料

20**届毕业设计（论文）课题任务书

院（系）：

专业：

指导教师

学生姓名

课题名称

R175型柴油机机体加工自动线上用多功能液压机械手设计

内

容

及

任

务

（1）设计内容：

1、查阅有关的工业机械手设计资料，确定设计柴油机机体多功能机械手的主要技术参数。

2、进行柴油机机体自动线上用多功能机械手总体方案设计。

3、完成多功能机械手抓取机构和送放机构的机构结构设计。

4、完成机械手液压系统或电器控制系统设计

（2）任务和要求：

1、根据总体设计方案，绘制出多功能机械手总体外观图一张（三维计算机图）。

2、进行手臂驱动力计算，绘制出机械手机身机械结构图一张（A计算机图）。

3、进行腕部驱动力计算，绘制出机械手腕部机械结构图一张（A计算机图）。

4、根据控制系统总体设计方案，绘制出液压系统一张（A计算机图）。

5、绘制出机身零件图一张（根据情况由教师指定）。

6、科技译文（不少于2000汉字）。

7、编写毕业设计说明书一套（不少于二万字，有英文摘要，全部用计算机打出）。

拟

达

到

的

要

求

或

技

术

指

标

1、最大抓取重量15kg；

2、工件最大尺寸（长×宽×高）：

250×170×140mm；

3、最大操作范围：

提升高度1.5m；回转半径1m；行走范围30m；

4、机械手自由度：

4—5个；

5、定位精度：

0.5—1mm；

6、装料高度：

1050mm；输送轨道宽度350mm；输送速度20m/min；

7、生产纲领：

10万件/年；生产节拍：

3min/件；

进

度

安

排

起止日期

工作内容

20**.12—20**.2

课题调研，收集资料，拟定总体方案，画总图，完成开题报告。

20**.3—20**.4

机械部分设计、计算，画机械手手腕、手臂、机身结构图，完成中期检查。

20**.4—20**.5

控制系统设计，画液压系统图一张

20**.5—20**.6

整理设计说明书及翻译科技外文，准备答辩。

主

要

参

考

资

料

[1]成大先.机械设计手册第三版第2卷.化学工业出版社,2001.4

[2]吴振彪.工业机器人.武汉:

华中科技大学出版社,2003.1

[3]王承义.机械手及其应用.北京:

机械工业出版社，1981.6

[4]沈兴全、吴秀玲.液压传动和控制.北京:

国防工业出版社，2005.1

[5]孙桓、陈作模.机械原理第六版.北京:

高等教育出版社，2000.8

[6]濮良贵、纪名刚.机械设计第七版.北京:

高等教育出版社，2004.5

[7]诸静.机器人与控制技术.杭州:

浙江大学出版社，1991

[8]陈铁鸣主编.新编机械设计课程设计图册[M].北京：

高等教育出版社，2003

[9]甘永立主编.几何量公差与检测主编.上海：

上海科学技术出版社，2005.7

[10]于永泗、齐民.机械工程材料第五版.大连：

大连理工大学出版社，2003.5

[11]周开勤.机械零件手册[M].北京：

高等教育出版社，1989

[12]孔庆华主编.机械设计基础[M].上海：

同济大学出版社，2004.7

[13]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学.北京；高等教育出版社，2003.7

[14]刘鸿文主编.材料力学[M].北京：

高等教育出版社，2004.1

[15]邹慧君主编.机械原理课程设计手册[M].北京：

高等教育出版社，1998.6

教研室

意见

签名：

年月日

院（系）主管领导意见

签名：

年月日

本科毕业设计（论文）开题报告

（20**届）

学院、系：

专业：

学生姓名：

班级：

学号

指导教师姓名：

职称

20**年12月22日

题目：

R175型柴油机机体加工自动线上用多功能液压机械手

1.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述。

在自动化生产领域中，工业机械手是近几十年发展起来的。

工业机械手的是从工业机器人中分支出来的。

其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。

机械手作业具有准确性和各种环境中完成作业的能力。

机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。

机械手的设计原理是以人的手为基础，以机械拉来实现人的动作，它的动作由以下四部分来实现：

自由度的旋转、肩的前后动作、肘的上下动作、腕（手）的动作。

机械手由执行机构、驱动-传动机构、控制系统、智能系统、远程诊断监控系统五部分组成。

驱动-传动机构与执行机构是相辅相成的，在驱动系统中可以分：

机械式、电气式、液压式和复合式，其中液压操作力最大。

早期的机械手的结构和功能都比较简单，专用性很强，仅配合某台主机完成辅助性工作，如抓取工件、上料下料、换夹刀具等。

这种机械手称为专用机械手。

随着工业技术的发展，出现了能够独立地按控制程序、自动重复操作的机械手，这种机械手具有很快地改变程序的功能，适应性很强，在中小批量，多品种的工业生产中得到广泛的应用。

这种机械手称为通用机械手，通用机械手又称为“工业机器人”，即第一代机器人。

机器人在此基础上进一步发展，出现了具有某些感官功能（如视觉、触觉、听觉）的机器人，称为第二代机器人，以后又出现了具有某些思维和语言功能的智能型机器人，称为第三代机器人。

工业机械手可以提高生产过程的自动化程度，改善劳动条件、避免人身事故，减少人力，并便于有节奏地生产，工业机械手从根本上减轻了工人的劳动强度，提高了生产率水平。

综上所述，有效地应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。

从机器人诞生到本世纪80年代初，机器人技术经历了一个长期缓慢的发展过程。

到90年代，随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展，机器人技术也得到了飞速发展。

除了工业机器人水平不断提高之外，各种用于非制造业的先进机器人系统也有了长足的进展。

目前国际机器人界都在加大科研力度，进行机器人共性技术的研究，并朝着智能化和多样化方向发展。

目前的研究内容主要集中在：

工业机器人操作机结构的优化设计技术、机器人控制技术、多传感技术、机器人遥控及监控技术,机器人半自主和自主技术、虚拟机器人技术、多智能体调控制技术、软机器人技术、仿人和仿生技术、微型和微小机器人技术。

其中微型和微小机器人技术是机器人研究的一个新的领域和重点发展方向。

过去的研究在该领域几乎是空白，因此该领域研究的进展将会引起机器人技术的一场革命，并且对社会进步和人类活动的各个方面产生不可估量的影响，微小型机器人技术的研究主要集中在系统结构、运动方式、控制方法、传感技术、通信技术以及行走技术等方面。

在我国对此进行了深入的研究，如徐卫平和张玉茹发表的《六自由度微动机构的运动分析》对六自由度微动机构进行了位移分析并为其结构设计提供了计算依据。

还有刘辛军、高峰和汪劲松发表的《并联六自由度微动机器人机构的设计方法》研究了微动机器人机构的设计方法，建立了并联六自由度微动机器人的空间模型，并分析了该微动机器人的空间模型，并分析了该微动机器人的机构尺寸与各向同性、刚度等性能指标的关系得到了一系列性能图谱，从各图谱中可以看出各项性能指标在空间模型设计参数空间中的分布规律，这有助于设计者根据性能指标来设计该微动机器人的机构尺寸，是探讨微动机器人机构设计的有效分析工具。

在以后，工业机器人会越来越灵活，功能会越来越多，适应性越来越广，更好的为工业生产服务。

2.选题依据、主要研究内容、研究思路及方案。

（1）、依据：

随着科学技术的发展，生产率水平的提高，人们对产品精度和质量的要求越来越来严格。

因此，企业生产线的自动化程度要求越来越高，机械手也越来越来多地被应用，工业机械手已成为多数企业生产线上必不可少的设备。

工业机械手可以提高生产过程的自动化程度，改善劳动条件、避免人身事故，减少人力，并便于有节奏地生产，工业机械手从根本上减轻了工人的劳动强度，提高了生产率水平。

因此，有效地应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。

（2）、研究的内容：

本次设计主要研究的是柴油机机体加工线上用多功能机械手，使其完成上料、转位和翻转等多种功能，并按该自动线的统一生产节拍和生产纲领完成以上动作。

（3）、研究思路及技术方案：

本工业机械手机身采用机座式，坐标形式为球坐标式，使用液压驱动，选用双联叶片泵，具有立柱旋转、手臂伸缩、手臂俯仰、腕部转动和腕部摆动5个自由度，定位采用机械挡块定位，定位精度为0.5～1mm，采用行程控制系统实现点位控制。

3.工作进度及具体安排。

20**.12～20**.02　　课题调研，收集资料，拟定总体方案，画总图，完成开题报告。

20**.03～20**.04　　机械部分设计、计算，画机械手手腕、手臂、机身结构图，完成中期检查。

20**.04～20**.05控制系统设计，画液压系统图一张

20**.05～20**.06整理设计说明书及翻译科技外文，准备答辩。

4.主要参考资料。

[1]吴振彪.工业机器人.武汉:

华中科技大学出版社,2003.1

[2]王承义.机械手及其应用.北京:

机械工业出版社，1981.6

[3]沈兴全、吴秀玲.液压传动和控制.北京:

国防工业出版社，2005.1

[4]孙桓、陈作模.机械原理第六版.北京:

高等教育出版社，2000.8

[5]濮良贵、纪名刚.机械设计第七版.北京:

高等教育出版社，2004.5

[6]永立主编.几何量公差与检测主编.上海：

上海科学技术出版社，2005.7

[7]永泗、齐民.机械工程材料第五版.大连：

大连理工大学出版社，2003.5

5.指导教师意见。

指导教师：

年月日

说明：

开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，将作为毕业设计（论文）成绩考查的重要依据，经导师审查后签署意见生效。

本科毕业设计（论文）中期报告

填表日期：

20**年月日

院（系）

班级

学生姓名

课题名称：

R175型柴油机机体加工自动线上用多功能液压机械手设计

课题主要任务：

1、根据总体设计方案，绘制出多功能机械手总体外观图一张（三维计算机图）。

2、进行手臂驱动力计算，绘制出机械手机身机械结构图一张（A计算机图）。

3、进行腕部驱动力计算，绘制出机械手腕部机械结构图一张（A计算机图）。

4、根据控制系统总体设计方案，绘制出液压系统一张（A计算机图）。

5、绘制出机身零件图一张（根据情况由教师指定）。

6、科技译文（不少于2000汉字）。

7、编写毕业设计说明书一套（不少于二万字，有英文摘要，全部用计算机打出）

1、简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果

调研、收集资料，熟悉课题内容。

拟定了总体方案，画总图。

机械部分设计、计算，画机械手手腕、手臂结构图

2、下一步的主要研究任务，具体设想与安排

机械部分设计、计算，机身结构图

控制系统设计

整理设计说明书及翻译科技外文

3、存在的具体问题

本次设计的研究重点是机械手结构的设