装配机械手机构设计开题报告

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1、本科毕业设计（论文）开题报告本科毕业设计（论文）开题报告 题目名称 装配机械手机构设计 学生姓名 专业班级 学号 一、选题的目的和意义： 在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下： 1）、以提高生产过程中的自动化程度 应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动 化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。 2）、以改善劳动条件，避免人身事故 在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工 作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用机械手即可部分或 全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。 在一些简

2、单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于操作 疲劳或疏忽而造成的人身事故。 3）、可以减轻人力，并便于有节奏的生产 应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以 连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前 几乎都没有机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。 综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。 二、 国内外研究综述： 工业机械手最早应用在汽车制造工业，常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。工业机械手 延伸和扩大了人的 手足和大脑功能，它可替代人从事危险、有

3、害、 有毒、低温和高温等恶劣 环境中工作：代替人完成繁重、单调重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。目前主要 应用与制造业中， 特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、 通用机械制造及金属加工等工业。 工业机械手与数控加工中心，自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集 成制造系统，实现生产自动化。随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，机械手的 应用领域日益扩大。 工业机械手是在第二次世界大战期间发展起来的， 始于40年代的美国橡树岭国家实验室 的搬运核原料的遥控机械操作手研究，它是一种主从型的控制系统。1958年美国联合控制公 司研制出第一台机械手。它的结构是：机体上安装一回

4、转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放 机构，控制系统是示教型的；1962年，美国联合控制公司在上述方案的基础上，又试制成一 台数控示教再现型机械手。运动系统仿造坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩，用液压驱动； 控制系统用磁鼓做储存装置。不少球面坐标式机械手就是在这个基础上发展起来的；同年该 公司和普曼公司合并成为万能制动公司，专门生产工业机械手。1962年美国机械铸造公司也 实验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运，可做点位和轨迹控制：该机械手的中 央立柱可以回转、升降、伸缩，采用液压驱动，控制系统也是示教再现型。虽然这2种机械 手出现在六十年代初，但都是国外机械手发展的基础。 从60

5、年代后期起， 喷漆、弧焊工业机 器人相继在生产中开始应用。1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研 制出一种UnimationVic.arm型工业机械手， 装有小型电子计算机进行控制， 用于装配作业。 联邦德国机器制造业是从1970年开始应用机械手， 主要用于起重运输、 焊接和设备的上下料 等作业：联邦德国Kuka公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制； 日本是工 业机器人发展最快， 应用国家最多的国家，自1969年从美国引进两种典型机械手后，开始大 力从事机械手的研究，目前以成为世界上工业机械手应用最多的国家之一。前苏联自六十年 代开始发展应用机械手，主要

6、用于机械化、自动化程序较低、繁重单调、有害于健康的辅助 性工作。 我国工业机械手的研究与开发始于20世纪70年代。 1972年我国第一台机械手开发于上 海，随之全国各省都开始研制和应用机械手。从第七个五年计划（1986-1990）开始，我国政 府将工业机器人的发展列入其中，并且为此项目投入大量的资金，研究开发并且制造了一系 列的工业机器人，有由北京机械自动化研究所设计制造的喷涂机器人，广州机床研究所和北 京机床研究所合作设计制造的点焊机器人，大连机床研究所设计制造的氩弧焊机器人，沈阳 工业大学设计制造的装卸载机器人等等。这些机器人的控制器，都是由中国科学院沈阳自动 化研究所和北京科技大学机器人研究所开发的， 同时一系列的机器人关键部件也被开发出来， 如机器人专用轴承，减震齿轮，直流伺服电机，编码器，DCPWM等等。 我国的工业机械手发展主要是逐步扩大其应用范围。在应用专业机械手的同时，相应的 发展通用机械手，研制出示教式机械手、计算机控制机械手和组合式机械手等。可以将机械 手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构，设计成典型的通用机构，以便根 据不同的作业要求，选用不