液动机械手回转臂结构设计开题报告

（一）国内外对本课题的研究动态：

一、我国机械手技术的现状

工业机械手是人类创造的一种机器, 更是人类创造的一项伟大奇迹, 其研究、开发和设计是从二十世纪中叶开始的. 我国的工业机械手是从80年代"七五"科技攻关开始起步, 在国家的支持下, 通过"七五", "八五"科技攻关, 目前已经基本掌握了机械手操作机的设计制造技术, 控制系统硬件和软件设计技术, 运动学和轨迹规划技术, 生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆，孤焊，点焊，装配，搬运等机器人，其中有130多台喷漆机器人在二十余家企业的近条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用， 孤焊机器人已经应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的看来，我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定距离。 如：可靠性低于国外产品，机械手应用工程起步较晚， 应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距。影响我国机械手发展的关键平台因素就是其软件，硬件和机械结构。目前工业机械手仍大量应用在制造业，其中汽车工业占第一位（占28. 9%），电器制造业第二位（占16. 4%），化工第三位（占11. 7%）。发达国家汽车行业机械手应用占总保有量百分比为23. 4%～53%， 年产每万辆汽车所拥有的机械手数为（包括整车和零部件）：日本88.0台，德国64.0台，法国32.2台，英国26.9台，美国33.8台，意大利48. 0台。

随着机电一体化技术和计算机技术的应用， 其研究和开发水平获得了迅猛的发展并涉及到人类社会生产及生活的各个领域，特别是工业机械手在生产加工中的广泛应用。 轿车半轴加工上料机械手设计在综合多种机械手的设计原理和设计思想， 根据轿车半轴加工的特点提出的，有一定的理论基础，设计水平和应用价值。

（二）依据和意义：

研究本课题的目的：

通过对本课题的理论研究、设计与实践，深入学习，熟练掌握机械手的设计、制造和机械手运动的模拟仿真。主要进行机械手的分类以及各方面参数的计算，按照所给的要求、规格对机械手的各个部分进行分析，强度和运动学校核。

本课题研究的内容是一个液动机械手回转臂结构的研究与设计，需要完成机械手回转臂结构的功能设定、运动过程、承载能力等进行设计与计算，对应分别要对这些机构要进行设计和计算，以及对零件及其部件的选择、控制回路和电气控制的设计。在整个过程中，要求理论知识与实际相结合，巩固和深化了所学过的专业理论知识。

研究本课题的意义：

世界工业机械手的数目虽然每年在递增，但市场是波浪式向前发展的。 在新世纪的

曙光下人们追求更舒适的工作条件，恶劣危险的劳动环境都需要用机器人代替人工。随着机器人应用的深化和渗透，工业机械手在汽车行业中还在不断开辟着新用途。机械手的发展也已经由最初的液压，气压控制开始向人工智能化转变， 并且随着电子技术的发展和科技的不断进步，这项技术将日益完善。

研究的基本内容：

（1） 查阅资料，了解机械手的基本原理和设计方法，机械手CAD软件的应用，机械手各个部位的确定，完成基础方案。

（2） 计算和分析机械手的各方面参数。

（3） 分析组合之后机械回转臂的自由度，保证在四个及以上。

（4） 设计机械手的驱动系统

（5） 绘制出机械手的装配图和零件图。

（6） 制定液压缸的保养和维修计划。

（7） 归纳总结出设计结果，分析机械手的整体结构。

（8） 对当前工作进行总结和改进。

拟解决的主要问题：

（1） 工业机械手的组成、其规格与参数、设计路线和方案；

（2） 手部的计算与分析；

（3） 腕部设计的基本要求、腕部回转力矩的计算、回转液压缸所需驱动力矩计算、回转缸内径D计算、液压缸盖螺钉的计算；

（4） 手臂回转机构设计、手臂回转力矩的计算、回转缸内径计算、液压缸活塞驱动力的计算、液压缸盖螺钉的计算、液压缸内径的计算；

（5） 驱动系统设计要求、液压泵的确定与所需功率计算；

（6） 确定泵的电机功率N、液压元件的选择、液压辅助元件的选择；

（7） 液压元件的安装、液压系统的一般使用与维护；

（8） 一般技术安全事项；

研究的步骤：

（1） 查阅相关资料；

（2） 确定研究技术路线与方案构思；

（3） 结构和运动学分析；

（4） 根据所给技术参数进行计算；

（5） 按所给规格，范围，性能进行分析，强度和运动学校核；

（6） 绘制工作装配图草图；

（7） 绘制总图及零件图等；

（8） 总结问题进行分析；

研究的方法：

（1） 通过《机械设计》确定机械手的各个部位；

（2） 使用现在机械设计方法和液压传动技术进行设计， 采用关节式坐标（四个自由度， 可以绕横， 纵轴转动和上下左右摆动）。

（1）2022-02-25～202 -03-10 查阅文献资料，确定毕业设计工作任务，撰写开题报告；

（2）2022 -03-11～202 -03-18 翻译外文文献，分析任务目标，确定总体方案；

（3）2022 -03-19～202 -04-15 重要零件设计、绘制设计草图；

（4）2022 -04-16～202 -05-06 装配方案确定、完成中期检查；

（5）2022 -05-07～202 -05-30 绘制全部图纸并修改，论文资料收集，撰写论文提纲；

（6）2022 -05-31～202 -06-06 整理设计文档；撰写毕业论文；

（7）2022 -06-07～结束 提交论文，准备毕业答辩。