五自由度鈑金機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含ProE三維及6張CAD圖.zip,自由度,機(jī)械手,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),ProE,三維,CAD 五自由度鈑金機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 課題題目及來源： 本課題來源于生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用。在汽車等產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中需要用到許多鈑金件，而鈑金件的加工，比如：沖壓、焊接等均要用到機(jī)械來實(shí)現(xiàn)鈑金上下料，這就需要靈活、適用性強(qiáng)、高性能的鈑金機(jī)械手來配合高節(jié)奏的汽車生產(chǎn)線。 課題研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 本課題以五自由度鈑金機(jī)械手為對象，通過本設(shè)計(jì)使我們能對大學(xué)期間所學(xué)知識進(jìn)行綜合應(yīng)用的訓(xùn)練，達(dá)到加深大學(xué)期間所學(xué)這些知識的理解和應(yīng)用的目的，使我們逐步掌握機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法，提高實(shí)際設(shè)計(jì)能力和解決問題的能力。通過本課題的研究，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)自己在學(xué)習(xí)中的薄弱環(huán)節(jié)，提高理論與實(shí)際相結(jié)合的能力，為以后在實(shí)際工作中從事相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 在機(jī)械工業(yè)中，應(yīng)用機(jī)械手的意義可以概括如下： （1）以提高生產(chǎn)過程中的自動化程度 應(yīng)用機(jī)械手有利于實(shí)現(xiàn)材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動化的程度，從而可以提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。 （2）以改善勞動條件，避免人身事故 在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場合中，應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動條件得以改善。在一些簡單、重復(fù)，特別是較笨重的操作中，以機(jī)械手代替人進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。 （3）可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn) 應(yīng)用機(jī)械手代替人進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個側(cè)面。因此，在自動化機(jī)床的綜合加工自動線上，機(jī)械手減少人力和更準(zhǔn)確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進(jìn)行工作生產(chǎn)。 綜上所述，有效的應(yīng)用機(jī)械手，是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢。機(jī)械手的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀如下： （1）國內(nèi)的研究現(xiàn)狀 鈑金機(jī)械手最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，常用于沖壓、焊接、上下料和搬運(yùn)。鈑金機(jī)械手延伸和擴(kuò)大了人的 手足和大腦功能，它可替代人從事危險(xiǎn)、有害、有毒、低溫和高溫等惡劣環(huán)境中工作：代替人完成繁重、單調(diào)重復(fù)勞動，提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前主要應(yīng)用與制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機(jī)械制造及金屬加工等工業(yè)。鈑金機(jī)械手與數(shù)控加工中心，自動搬運(yùn)小車與自動檢測系統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改善和提高，機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。 我國的鈑金機(jī)械手發(fā)展主要是逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。在應(yīng)用專業(yè)機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手，研制出示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合式機(jī)械手等?？梢詫C(jī)械手各運(yùn)動構(gòu)件，如伸縮、擺動、升降、橫移、俯仰等機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu)，以便根據(jù)不同的作業(yè)要求，選用不用的典型機(jī)構(gòu)，組裝成各種用途的機(jī)械手，即便于設(shè)計(jì)制造，又便于跟換工件，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。目前國內(nèi)機(jī)械手主要用于機(jī)床加工、鍛造。所以，在國內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄造、熱處理方面的機(jī)械手，以減輕勞動強(qiáng)度，改善作業(yè)條件，在應(yīng)用專業(yè)機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合機(jī)械手等。同時(shí)要提高速度，減少沖擊，正確定位，以便更好的發(fā)揮機(jī)械手的作用。此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能的機(jī)械手，并考慮與計(jì)算機(jī)連用，逐步成為整個機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個基本單元。 （2）國外研究現(xiàn)狀 國外機(jī)械手在機(jī)械制造行業(yè)中應(yīng)用較多，發(fā)展也很快。目前主要用于機(jī)床、橫鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先指定的作業(yè)程序來完成規(guī)定的操作。國外機(jī)械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某種智能的機(jī)械手。使它具有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，作相應(yīng)的變更。如 發(fā)生少許偏差時(shí)候，即能更正并自行檢測，重點(diǎn)是研究視覺功能和觸覺功能。目前已經(jīng)取得一定的成績。 課題研究的主要內(nèi)容和方法，研究過程中的主要問題和解決辦法： 課題研究的主要內(nèi)容和方法如下： （1）查閱資料，撰寫開題報(bào)告，掌握機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本步驟； （2）結(jié)合題目進(jìn)行市場調(diào)研，了解現(xiàn)場工程問題，積累相關(guān)資料，做好調(diào)研筆記； （3）了解鈑金機(jī)械手工作原理與性能及各部件零件的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案比較后優(yōu)選； （4）對各機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與校核。 本設(shè)計(jì)將采用文獻(xiàn)研究及理論分析研究機(jī)構(gòu)視圖分析三種方法。 （1）文獻(xiàn)研究：先對已有的鈑金機(jī)械手相關(guān)的文獻(xiàn)盡性系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和閱讀。歸納整理鈑金機(jī)械手的相關(guān)理論，重點(diǎn)整理其驅(qū)動及傳動機(jī)構(gòu)的工作原理和構(gòu)成，運(yùn)作方式方面的研究。 （2）理論邏輯分析：通過對鈑金機(jī)械手的詳細(xì)解讀，提出設(shè)計(jì)的不足之處，進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)合時(shí)代發(fā)展的新特點(diǎn)，使其更加完善。 研究過程中的主要問題和解決辦法： 主要問題為整機(jī)各自由度動力匹配及運(yùn)動范圍及速度選的，我們可以通過三維仿真來模擬從而解決這個難題。 總體方案： 本鈑金機(jī)械手總體方案如下，五個自由度分別為：臂部回轉(zhuǎn)、臂部伸縮、碗部升降、腕部回轉(zhuǎn)、手部俯仰，其中臂部回轉(zhuǎn)由電機(jī)1帶動渦輪蝸桿傳動實(shí)現(xiàn)、臂部伸縮由電機(jī)2帶動絲桿螺母傳動實(shí)現(xiàn)、碗部升降由電機(jī)3帶動絲桿螺母傳動實(shí)現(xiàn)、腕部回轉(zhuǎn)由直流調(diào)速電機(jī)4直接驅(qū)動轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)、手部俯仰由電機(jī)5帶動絲桿螺母傳動帶動滑槽機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，最后手部連接吸盤或者磁盤實(shí)現(xiàn)鈑金的取放，其方案見圖如下圖示。 課題研究所需的參考文獻(xiàn)： [1] 劉鴻文. 材料力學(xué)[M].第六版. 北京：高等教育出版社， 2017：1-200. 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