开题报告(工业机械手)

液压式工业机械手开题报告(文献综述)

城南学院

毕业设计(论文)开题报告

题目：液压式工业机械手总体及机身设计

课 题 类 别： 设计 论文 □

学 生 姓 名： 赵 觅

学 号： 200779250415

班 级： 机电07-02班

专业（全称）： 机械设计制造及其自动化

指 导 教 师： 王 志 安

2011 年 3 月

液压式工业机械手开题报告(文献综述)

一、 本课题设计(研究)的目的：机械手技术涉及到电子、机械学、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等 科学领域，是一门学科综合技术。机械手是模仿人手的部分动作，按给定程序、轨 迹和要求实现自动抓取、帮运或操作动作的自动化装置。本机械手要求完成上料、 转位和翻转等多种功能，并按自动线的统一生产节拍和生产纲领完成以上动作。 本设计主要目的是：机械手的总体的设计，满足机械手的功能要求及各组成部 分协调工作的要求。机身的设计，满足机械手臂的支撑及安装。

二、 设计(研究)现状和发展趋势(文献综述) : 1 机械手概述机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的 繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因 而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门 。在工业中应用的机 械手称为“工业机械手” (mechanical hand) 早期的机械手的结构和功能都比较简单，专业性强，仅能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 机械手具有能很快地改变程序功能，适应性强，在中小批量、多品种的工业生产中 得到了广泛应用 。 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” (industral robot) ,即第一代机器人。机器人在此基础上得到了进一步发展，出 现了具有某些感觉功能(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机器人，称为第三代机器人 。[2] [1] [1]

2 机械手的发展与现状它是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的，机械手研究始于 20 世纪中 期，随着计算机和自动化技术的发展，特别是 1946 年第一台数字电子计算机问世 以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。同时， 大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，又为机器人的开发奠定了基础。 另一方面，核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求

液压式工业机械手开题报告(文献综述)

背景下，美国于 1947 年开发了遥控机械手，1948

年又开发了机械式的主从机械手[3]

。 机械手首先是从美国开始研制的。 1954 年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的

概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手 对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现 机器人。 现有的机器人差不多都采用这种控制方式。 1958 年美国联合控制公司研制 出第一台机械手铆接机器人。作为机器人产品最早的实用机型(示教再现)是 1962 年美国 AMF 公司推出的“VERSTRAN”和 UNIMATION 公司推出的“UNIMATE”。这些 工业机器人主要由类似人的手和臂组成它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械 化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶 金、电子、轻工和原子能等部门[4][5]

。

机械手主要由执行机构、驱动-传动系统和控制系统三大部分组成。执行机构 是用来抓持工件(或工具)的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和 作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完 成各种转动(摆动) 、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置 和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为 了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有 6 个自由度 。自由度是机械手设计的 关键参数 。自由 度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。 一般专用机械手有 2~3 个自由度 。 对于现代智能机械手而言、还具有智能系统，主要是感觉装置、视觉装置和语 言识别装置等。目前研究主要集中在赋予机械手“眼睛” ,是它能识别物体和躲避 障碍物，以及机械手的触觉装置。机械手的这些组成部分并不是各自独立的，或者 说并不是简单叠加在一起， 而是构成一个整体。 机械手各部分必然存在着相互关联、 相互影响和相互制约的关系[7-9] [6]

。

机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手； 按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位 控制和连续轨迹控制机械手等。 机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装 卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装

液压式工业机械手开题报告(文献综述)

置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机 械手。

3 机械手的发展趋势与前景3.1 3.1 重复高精度 精度是指机器人、机械手到达指定点的精确程度, 它与驱动器的分辨率以及反

馈装置有关。重复精度是指如果动作重复多次, 机械手到达同样位置的精确程度。 重复精度比精度更重要, 如果一个机器人定位不够精确, 通常会显示一个固定的 误差, 这个误差是可以预测的, 因此可以通过编程予以校正。重复精度限定的是一 个随机误差的范围, 它通过一定次数地重复运行机器人来测定。随着微电子技术和 现代控制技术的发展,机械手的重复精度将越来越高, 它的应用领域也将更广阔, 如核工业和军事工业等。 3.2 3.2 模块化 有的公司把带有系列导向驱动装置的机械手称为简单的传输技术, 而把模块 化拼装的机械手称为现代传输技术。模块化拼装的机械手比组合导向驱动装置更具 灵活的安装体系。它集成电接口和带电缆及油管的导向系统装置, 使机械手运动自 如。模块化机械手使同一机械手可能由于应用不同的模块而具有不同的功能, 扩大 了机械手的应用范围, 是机械手的一个重要的发展方向。 3.3 无给油化 为了适应食品、医药、生物工程、电子、纺织、精密仪器等行业的无污染要求, 不加润滑脂的不供油润滑元件已经问世。随着材料技术的进步, 新型材料(如烧结 金属石墨材料) 的出现, 构造特殊、用自润滑材料制造的无润滑元件, 不仅节省润 滑油、不污染环境, 而且系统简单、摩擦性能稳定、成本低、寿命长。 3.4 3.4 机电一体化 由“可编程序控制器- 传感器- 液压元件”组成的典型的控制系统仍然是自动 化技术的重要方面;发展与电子技术相结合的自适应控制液压元件, 使液压技术从 “开关控制”进入到高精度的“反馈控制”; 省配线的复合集成系统, 不仅减少 配线、配管和元件, 而且拆装简单, 大大提高了系统的可靠性。而今, 电磁阀的线 圈功率越来越小, 而 PLC 的输出功率在增大, 由 PLC 直接控制线圈变得越来越可 能。 随着科学与技术的发展, 机械手的应用领域也不断扩大.目前, 机械手不仅应

液压式工业机械手开题报告(文献综述)

用于传统制造业如采矿,冶金,石油,化学,船舶等 …… 此处隐藏：4020字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……