工业机械手结构设计开题报告

1. 研究目的与意义

机械手又名工业机器人，是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代科技的一个重要组成部分。在机械行业中，机械手越来越广泛地得到应用。它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、组装，特别是在自动化数控机床、组合机床使用更为普遍。目前，机械手已发展为柔性制造系统fms和柔性制造单元fmc的一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统和柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。

机械手的好处正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的时间、位置和程序来完成传送。因此，它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。所以，受到各先进单位的重视并投入大量的人力物力加以研究应用。尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用地更为广泛。在我国，近几年来也有较快发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。

其二，机械手也是机电一体化一个较为典型的设计，能较大程度地调用之前学过的基础和专业基础课程的知识，对于我个人而言也是检测自己四年来对所学理论知识的掌握程度，是意义重大的一次实践。

2. 国内外研究现状分析

目前，在国内外各种机器人和机械手的研究成为科研的热点，其研究的现状和大体趋势如下： （1）机械结构和模块化、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、连杆模块重组方式构造机器人整机。 （2）工业机器人控制系统向基于PC机的开放性控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日渐小巧，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。（3）机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行决策控制，多传感器融合配置技术成为智能化机器人的关键技术。 （4）关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设计，柔性仿形喷涂机器人开发，柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴轨迹规划研究，控制系统开发。 （5）焊接，搬运、装配、切割等作业的工业机器人产品的标准化、通用化、模块化、系列化研究，以及离线示教编程和系统动态仿真。 总的来说，大体是两个方向：其一是机器人的智能化，多传感器、多控制器，先进的控制算法，复杂的机电控制系统；其二是与生产加工相联系，满足相对具体的任务的工业机器人，主要采用性价比高的模块，在满足工作要求的基础上，追求系统的经济、简洁、可靠，大量采用工业控制器，市场化模块化的元件。

3. 研究的基本内容与计划

研究的主要内容：

研究的主要内容：

①查阅相关资料，了解机械手的工作原理，在此基础上进行总体方案的论证和设计，撰写开题报告。

4. 研究创新点

该机构是一个六自由度的工业机械手，能完成夹紧、旋转、俯仰以及回转动作，可用于工业流水线上的操作。在充分了解焊接机器人在国内外的研究现状的基础上，更好的掌握焊接机器人的内部结构的工作原理，并对手臂和腕臂进行运动学分析和结构设计，而且加入了二级减速器，然后用Pro/E软件对焊接机器人本体的三维模型进行了设计，布置合理。最后利用CAD软件完成机器人零件图和装配图的绘制，并为工业上焊接机器人的研发提供理论、设计和数据上的参考