本课题的研究现状、研究目的及意义
研究现状:
机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。它的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。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
我国国家标准(GB/T 12643-90)对机械手的定义:“具有和人手臂相似的动作功能,可在空间抓放物体,或进行其它操作的机械装置。”机械手可分为专用机械手和通用机械手两大类。专用机械手:它作为整机的附属部分,动作简单,工作对象单一,具有固定(有时可调)程序,使用大批量的自动生产。如自动生产线上的上料机械手,自动换刀机械手,装配焊接机械手等装置。通用机械手:它是一种具有独立的控制系统、程序可变、动作灵活多样的机械手。它适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产。它的工作范围大,定位精度高,通用性强,广泛应用于柔性自动线。
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。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、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作;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。目前主要应用于制造业中,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。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(FMS )和计算机集成制造系统(CIMS ),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。
研究目的及意义:
工业机械手具有许多人类无法比拟的优点,满足了社会化大生产的需要,其主要优点如下:
1.能代替人从事危险、有害的操作。只要根据工作环境进行合理设计,选择适当的材料和结构,机械手就可以在异常高温或低温、异常压力和有害气体、粉尘、放射线作用下,以及冲压、灭火等危险环境中胜任工作。工伤事故多的工种,如冲压、压铸、热处理、锻造、喷漆以及有强烈紫外线照射的电弧焊等作业中,应推广工业机械手或机器人。
2.能长时间工作,不怕疲劳,可以把人从繁重单调的劳动中解放出来,并能扩大和延伸人的功能。人在连续工作几小时后,总会感到疲劳或厌倦,而机械手只要注意维护、检修,即能胜任长时间的单调重复劳动。
3.动作准确,因此可以稳定和提高产品的质量,同时又可避免人为的操作错误。
4.机械手特别是通用工业机械手的通用性、灵活性好,能较好地适应产品品种的不断变化,以满足柔性生产的需要。
5.机械手能明显地提高劳动生产率和降低成本。
由于机械手在工业自动化和信息化中发挥了以上巨大的作用,世界各国都很重视工业机械手的应用和发展,机械手的应用在我过还属于起步阶段,就显示出了许多的无法替代的优点,展现了广阔的应用前景。近十几年来,机械手的开发不仅越来越优化,而且涵盖了许多领域,应用的范畴十分广阔。
关节型机械手占用空间小,工作范围大,惯性小,所需动力小,能抓取底面物体,并且还可以绕障碍物选择途径,所以关节型机械手的研究具有很重要的意义。
课题类型:
(1)A—工程实践型;B—理论研究型;C—科研装置研制型;D—计算机软件型;
E—综合应用型
(2)X—真实课题;Y—模拟课题;
(1)、(2)均要填,如AY、BX等。
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本课题的研究内容
1) 拟定整体方案,特别是传感器、控制方式与机械本体的有机结合的设计方案。
2) 根据给定的自由度和技术参数选择合适的手部、腕部和机身的结构。
3) 各部件的设计计算。
4) 工业机械手工作装配图的设计与绘制。
5) 液压系统图的设计与绘制。
6) 电器控制图()的绘制。
7) 编写设计计算说明书。
本课题研究的实施方案、进度安排
实施方案:
收集资料,拟定整体结构设计,根据给定的自由度和技术参数选择合适的手部、腕部和机身的结构。
进度安排:
1).1-6周,主要进行毕业设计准备工作,熟悉题目,收集资料,进行毕业实习,明 确研究目的和任务,构思总体方案
2).7-10周,绘制相关的图
3).11-13周,收尾完善,编写毕业设计论文,准备毕业设计答辩
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已查阅的主要参考文献
1.专著
[1] 李允文.工业机械手设计[M].北京:机械工业出版社,1996
[2] 加藤一郎.机械手图册[M]. 上海:上海科学技术出版社,1979
[3] 第一机械工业部机械研究院机电研究所编.工业机械手图册.北京:第一机械工业部机械研究院机电研究所,1976
2.论文集
[1] 付亚子.机械手控制系统[C].湖北:湖北工业大学,2006
[2] 通用机械手设计[C].湖北:湖北工业大学,2006
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