机械手齿轮差速手腕传动机构设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着机器人技术的快速发展，机械手作为机器人的重要执行机构，其性能直接影响到机器人的整体性能。

而手腕作为机械手的重要组成部分，其灵活性和运动精度对于完成复杂操作任务至关重要。

传统的机械手腕传动机构存在结构复杂、体积大、传动效率低等问题，难以满足现代工业对机械手高精度、高灵活性的需求。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者对机械手腕传动机构进行了大量的研究，并取得了一定的成果。

以下将分别从国内外研究现状进行综述。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究的主要内容包括以下几个方面：1.对机械手齿轮差速手腕传动机构进行概述，介绍其类型、特点以及在机械手手腕传动中的应用现状；2.分析机械手手腕的运动需求，确定传动机构的设计要求，并比较不同差速传动方案的优缺点，选择合适的方案进行设计；3.对所设计的传动机构进行运动学和动力学分析，建立数学模型，推导运动学方程，并通过仿真分析验证其运动学和动力学特性；4.对设计的机械手齿轮差速手腕传动机构进行实验研究，搭建实验平台，设计实验方案，进行实验测试和数据分析，验证设计的合理性和有效性。

1. 主要内容

本研究的主要内容包括以下几个方面：1.对机械手齿轮差速手腕传动机构进行概述，介绍其类型、特点以及在机械手手腕传动中的应用现状；2.分析机械手手腕的运动需求，确定传动机构的设计要求，并比较不同差速传动方案的优缺点，选择合适的方案进行设计；3.对所设计的传动机构进行运动学和动力学分析，建立数学模型，推导运动学方程，并通过仿真分析验证其运动学和动力学特性；4.对设计的机械手齿轮差速手腕传动机构进行实验研究，搭建实验平台，设计实验方案，进行实验测试和数据分析，验证设计的合理性和有效性。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的方法，具体步骤如下：
1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献，了解机械手齿轮差速手腕传动机构的研究现状、发展趋势以及相关技术，为本研究提供理论基础。

2.设计阶段：根据机械手手腕的运动需求，确定传动机构的设计要求，选择合适的差速传动方案，并确定关键设计参数，完成机械手齿轮差速手腕传动机构的初步设计。

3.仿真分析阶段：利用solidworks、adams等仿真软件对所设计的传动机构进行运动学和动力学仿真分析，验证其运动精度、承载能力等性能指标是否满足设计要求。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.提出一种新型的机械手齿轮差速手腕传动机构：本研究将在现有研究基础上，结合机械手手腕的运动特点，设计一种结构更加紧凑、传动效率更高、承载能力更强的齿轮差速手腕传动机构。

2.建立更为精确的传动机构动力学模型：本研究将考虑齿轮啮合误差、摩擦等因素的影响，建立更为精确的传动机构动力学模型，为传动机构的性能分析和优化提供更可靠的理论依据。

3.提出一种基于仿真分析的优化设计方法：本研究将结合仿真分析结果，提出一种基于仿真分析的优化设计方法，以提高传动机构的性能指标，例如，通过优化齿轮参数、结构尺寸等，以提高传动精度、承载能力等。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 陈子明, 孙立宁, 孟健. 机器人柔性手腕研究现状与发展趋势[j]. 机器人, 2019, 41(1): 100-110, 128.

[2] 赵铁石, 赵永生, 马履中, 等. 空间机械臂关节减速器齿侧间隙变化规律研究[j]. 机械工程学报, 2017, 53(17): 15-23.

[3] 孙立宁, 陈子明, 葛文杰. 机器人柔性手腕研究进展[j]. 中国科学: 信息科学, 2019, 49(1): 1-23.