机械手毕业设计（论文）开题报告 - 图文

南 京 理 工 大 学 紫 金 学 院

毕业设计(论文)开题报告

学 生 姓 名： 专 业： 设计(论文)题目：

指 导 教 师:

刘明园 学 号： 110104231

机械工程及自动化 机械手液压系统设计

费叶琦

2015年1月10日

开题报告填写要求

1．开题报告（含“文献综述”）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。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；

2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；

3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；

4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—2005《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述：

文 献 综 述 1 机械手的研究背景 数百年前人们就希望制造出一种机构能像人一样运动、动作，以方便使人们从繁琐的机械劳动中脱身，早在两千年前就开始出现了一些自动木偶人和简单的机械偶人，所以对于劳动力的解放人们从古至今一直在研究中。随着现代化工业发展的崛起和迅速发展，人们对机械化生产的要求越来越高，于是便衍生出了一系列的工业机械手。 用作再现人们手部动作的机械装置称为机械手。机械手是模仿人们手部和手臂部的部分动作，按先前给定的程序、轨迹和要求来实现自动抓取、搬运等操作的自动机械装置[1]。工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并且经过一定阶段的发展已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械手涉及到机械学、力学、电器液压技术学、自动控制技术学、传感器技术学等多方面领域的综合知识。目前，液压元件产品约有1000个品种，近10000个规格。我国对液压工业的发展重视与国外企业进行有效的经济技术合作，近年来持续引进了许多液压元件和液压系统为基础的制造技术，对提高产品水平和生产能力起到了举足轻重的作用[2]。目前已和美国、日本、德国共同建立了许多合资企业，这些企业将推动我国液压工业的发展。 现代生产中所使用的机械手驱动机构主要有四种：液压驱动、气压驱动、机械驱动和电气驱动。其中液压驱动主要是通过液压缸、阀、油箱等实现传动。液压技术在20世纪迅猛发展，经过时间的沉淀它已发展成为包括传动、控制、检测等在内的一门完整的自动化技术，在我国机械化生产各个方面得到了充分的利用。在我国，液压技术工业可为农业机械、工程机械、轻工机械、石油化工、机床、冶金、矿山、铁路、船舶等提供较齐全的产品[3,4]。 2 机械手国内外的发展 工业机械手于第二次世界大战期间发展起来，开始于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手研究。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手；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。目前，国际内机械手的制造公司主要分为欧系和日系。日系主要品牌有不二越、川崎、安川、松下、FANLUC、OTC、等公司产品。欧系品牌主要有德国的KUKA、CLOOS，意大利的DALMEC，奥地利的GM和瑞典的ABB等公司产品[5~8]。 我国的工业机械手应用起步于20世纪70年代初期，其发展经过30多年，大致经历了三个阶段：70年代萌芽期，80年代开发期，90年代应用化期。国外机械手企业占据着我国大部分工业机械手市场份额，面临着如此强大的竞争对手，国内机械手企业面临着巨大的竞争压力[9,10]。如今，我国正在从制造大国向制造强国转型发展，国内制造业面临巨大挑战，同时也带来诸多机遇。目前，提高国内自动化工业生产的任务迫在眉睫，我国，务必会加大对机器人、机械手工业化发展与应用的政策支持与资金投入，将会给机械手产业的发展注入新的动力[11]。 3 机械手的应用 目前，工业机械手主要用于流水线传送、装配、焊接、机床加工、铸造、热处理等方面，无论数量、品种和性能等各方面都能基本满足工业生产发展的需求。在国内主要是发展各方面所能应用的机械手，逐步扩大应用范围，以减轻劳动强度，改善作业条件从而解放繁琐重复的劳动力，在应用专用机械手的同时，还必须相应地去发展通用机械手，比如，机械手各运动构件，如升降、伸缩、横移、摆动、俯仰等机构，以及用于不同类型的夹紧机构等设计成典型的通用机构，从而根据不同的作业要求，以便选用不同的典型部件，则可组成不同用途的机械手，这样一来即便于设计制造，又便于改换工作环境，扩大了机械手的应用的范围[12~14]。与此同时要提高机械手的运行速度，减少冲击，更加准确的定位，和提高其精度才能更好地让机械手在工业化生产中发挥作用。 机械手主要由控制系统、驱动机构和执行机构构成。执行机构包括躯干部分、手臂部分、关节部分和手指部分。手部装在手臂前端，可以转动、开闭手指。机械手手部的构造系统模仿人的手指，分为自由关节、固定关节和无关节和三种。手指的数量又可以分为二指、三指、四指等，但因为生产和技术需求其中以二指用得最多，可根据夾持对象的形状和大小配备多种形状和尺寸的夹头，以适应操作的需要[15]。总之，机械手的运动离不开直线移动和转动二种，因此它采用的执行机构主要是电液脉冲马达、伺服液压