开题报告---平面关节机器人的结构设计

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1、 题 目 平面关节机器人的结构设计 作者姓名 学号 专 业 1、 本课题所涉及的问题在国内 (外 )的研究现状综述 工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。 机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有 人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从

2、某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势： 1 工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从 91 年的 10 3 万美元降至 97 年的 6 5 万美元。 2 机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节 模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。 3 工业机器人控制系统向基于 PC 机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件

3、集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。 4 虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。 5 机器人化机械开始兴起。从 94 年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实 际应用的领域。 我国的工业机器人从 80 年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆

4、、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有 130 多台套喷漆机器人在二十余家企业的近 30 条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的 来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约 200 台，约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，“一客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性

5、不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模化设计 ，积极推进产业化进程。 2、研究目标、内容和拟解决的关键问题（根据任务要求进一步具体化） 目标：设计一 平面关节机器人 的部分功能 内容： 1、图纸 （ 1） 手部结构 装配图（ 2） 传动线路 图 等 2、说明书 拟解决的关键问题： 机械手的 结构设计 机械手液压系统的简单计算及控制回路 结构图及控制电路图等 3、拟采取的研究方法、步骤 及解决思路 研究方法：查阅 资料 老师指点 应用相关软件，完成产品的结构、零部件和整体设计 步骤：（ 1）分析 平面关节机器人的 结构与参数 （ 2）确定设计总体

6、方案 （ 3）确定具体设计方案（包括 手部结构的选择 ，液压控制系统设计和计算， X、 Y 轴步进电机驱动传动机构的设计和计算等 ） （ 4） 手部 装配图的绘制、 控制 原理图 、总体装配图的绘制 （ 5）说明书的整理 4、 使用的主要仪器设备 及工具 测绘工具 -游标卡尺、直尺等 计算机 -主要用 Protel , AutoCAD 等绘图软件 绘图工具 -图板、丁字尺、铅笔、三角板等 5、参考文献 1. 张建民 .工业机器人 B .北京 ： 北京理工大学出版社 ， 1992-5， 242. 2. 马香峰 .机器人结构学 B.北京：机械工业出版社， 1991-9， 274. 3. 俄 IO.

7、M.索罗门采夫 .工业机器人图册 B.北京： 机械工业出版社 ， 1993-5， 149. 4.黄继昌、徐巧鱼、张海贵等 .实用机械机构图册 B.北京： 人民邮电出版社 ， 1996-6， 498. 5. 天津大学工业机械手设计基础编写组 . 工业 机械手设计基 础 B .天津科学技术出版社 ， 1981-10， 595 注： 1、开题报告是本科生毕业设计（论文）的一个重要组成部分。学生应根据毕业设计（论文）任务书的要求 和文献调研结果，在开始撰写论文之前写出开题报告。 2、参考文献按下列格式（ A 为期刊， B 为专著） A： 序号 、作者（外文姓前名后，名缩写，不加缩写点， 3、人以上作者只写前 3 人，后用“等”代替。）、题名、期刊名（外文可缩写，不加缩写点）年份、卷号（期号）：起上页码。 B： 序号 、作者、书名、版次、（初版不写）、出版地、出版单位、出版时间、页码。 4、表中各项可加附页。