机械原理课程设计_工业机械手
工业机械手课程设计
工业机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握工业机械手的基本结构、工作原理及分类。
2. 使学生了解工业机械手在工业生产中的应用及其重要性。
3. 帮助学生理解工业机械手编程的基本方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识对工业机械手进行简单设计和编程的能力。
2. 提高学生动手实践、团队协作和问题解决的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对工业机械手及其应用的兴趣，激发创新精神。
2. 引导学生认识到工业机械手在提高生产效率、减轻劳动强度等方面的重要作用，增强社会责任感。
3. 培养学生严谨、务实的科学态度，树立正确的价值观。
本课程针对初中年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习，学生能够：1. 知识方面：阐述工业机械手的基本结构、工作原理及分类，解释其在工业生产中的应用和重要性。
2. 技能方面：独立完成简单的工业机械手设计和编程任务，运用所学知识解决实际问题。
3. 情感态度价值观方面：表现出对工业机械手的兴趣，积极参与团队协作，认同工业机械手在现代社会中的价值。
二、教学内容本课程依据课程目标，选择以下教学内容，制定教学大纲：1. 工业机械手基础知识：- 介绍工业机械手的基本结构及其功能。
- 阐述工业机械手的工作原理。
- 分类介绍各类工业机械手及其应用场景。
2. 工业机械手编程方法：- 讲解工业机械手编程的基本概念和原理。
- 介绍常用的编程语言及编程步骤。
- 分析实际案例，让学生了解编程过程。
3. 工业机械手设计与实践：- 讲解工业机械手设计的基本原则和方法。
- 指导学生进行简单的工业机械手设计。
- 组织学生进行实际操作，完成设计和编程任务。
教学内容安排和进度如下：1. 第1-2课时：工业机械手基础知识。
2. 第3-4课时：工业机械手编程方法。
3. 第5-6课时：工业机械手设计与实践。
教材章节及内容：1. 第一章：工业机械手概述。
- 1.1 工业机械手的基本结构。
机械手课程设计
机械手 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解机械手的基本结构原理，掌握其组成部分及功能。
2. 学生能够描述机械手在工业生产中的应用及其优势。
3. 学生能够掌握机械手运动学的基本知识，包括坐标变换和路径规划。
技能目标：1. 学生能够运用所学的机械手知识，设计简单的抓取和放置任务。
2. 学生通过小组合作，能够完成机械手的组装和编程，实现基本操作。
3. 学生能够运用问题解决策略，对机械手操作过程中遇到的问题进行分析和调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对工程技术的兴趣，激发他们探索机械手臂奥秘的热情。
2. 培养学生的团队协作意识，增强他们在小组工作中的责任感和合作精神。
3. 通过对机械手的学习，引导学生理解科技进步对工业生产和社会发展的积极影响，培养其创新意识和社会责任感。
课程性质分析：本课程为工程技术类课程，旨在通过理论与实践相结合的方式，让学生掌握机械手臂的基础知识和应用技能。
学生特点分析：考虑到学生所在年级的特点，他们对新鲜事物充满好奇，具备一定的动手能力和逻辑思维能力，但可能缺乏实际操作经验。
教学要求：1. 紧密联系教材，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 采用任务驱动法和小组合作学习，激发学生的学习兴趣和团队合作精神。
3. 注重过程评价，关注学生在学习过程中的表现和成长。
二、教学内容1. 机械手基本结构原理：- 机械手的组成部分及其功能- 机械手在工业生产中的应用案例2. 机械手运动学基础：- 坐标系与坐标变换- 路径规划与运动控制3. 机械手编程与操作：- 编程语言基础- 机械手编程实例与操作步骤4. 机械手组装与调试：- 机械手组装方法与技巧- 机械手调试策略与问题解决5. 抓取与放置任务设计：- 任务分析- 机械手动作设计6. 小组合作与展示：- 小组分工与协作- 成果展示与评价教学大纲安排：第一课时：机械手基本结构原理第二课时：机械手运动学基础第三课时：机械手编程与操作第四课时：机械手组装与调试第五课时：抓取与放置任务设计第六课时：小组合作与展示教学内容关联教材章节：- 机械手基本结构原理：教材第3章- 机械手运动学基础：教材第4章- 机械手编程与操作：教材第5章- 机械手组装与调试：教材第6章- 抓取与放置任务设计：教材第7章教学进度安排：每课时45分钟，共计6课时。
机械原理课程设计-工业机械手【范本模板】
机械原理课程设计设计说明书《机械原理》工业机械手➢学院：机电工程学院➢专业班级：10 车辆二班➢指导老师：李粤➢学生姓名：＊＊＊➢学号：起止日期:2012年6月1日至2011年6月18日目录➢设计任务书。
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..1➢前言....。
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.2➢方案设计。
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3➢参考资料...。
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4➢机构简图。
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11课程设计任务书2011—2012学年第二学期课程名称:机械原理设计题目：机器人的设计完成期限：2012年6月1日至2012年6月18日内容及任务设计任务:设计能操作图6所示的机械手动作的机构。
原始数据及设计要求利用我们上课所学的各种机构或机构组合，使两手爪部分能张开灵活并能用于抓取物品。
➢设计工作：1、设计能能满足上述一、二两项要求的机构方案，交绘制机构运动简图一张（1号图纸）；2、进行传动计算，交设计说明书一份。
图6 工业机械前言工业机械手主要目的在于削减人员编制和提高产品质量。
与传统的机器相比,具有生产过程的几乎完全自动化和生产设备的高度适应能力等优点.现在工业机械手主要用于汽车工业、机电工业（包括电讯工业）、通用机械工业、建筑业、金属加工、铸造以及其它重型工业和轻工业部门工业机械手与我们的生活息息相关，机械手的水平标志着工业生产力的水平。
方案设计一，机械手的系统工作原理机械手的系统工作原理框图如图1—1所示。
机械手的工作原理：机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。
工业机械手课程设计
工业机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解工业机械手的基本概念、分类及工作原理；2. 学生能够掌握工业机械手的主要结构、功能和参数；3. 学生能够了解工业机械手在制造业中的应用及其优势。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析工业机械手的工作过程；2. 学生能够通过实际操作，熟练掌握工业机械手的编程与控制方法；3. 学生能够运用工业机械手解决简单的生产实际问题。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到工业机械手在提高生产效率、降低劳动强度等方面的重要性，培养对智能制造技术的兴趣；2. 学生在学习过程中，培养合作、探究的学习态度，提高自主学习能力；3. 学生能够关注我国智能制造产业的发展，树立科技创新意识，增强国家荣誉感。
课程性质：本课程为技术学科课程，旨在培养学生对工业机械手的认识、操作与编程能力，提高学生的实践操作技能和创新能力。
学生特点：学生处于初中年级，具备一定的物理知识和动手能力，对新技术、新设备充满好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实际操作能力的培养，激发学生的学习兴趣，提高学生的综合素质。
通过本课程的学习，使学生能够掌握工业机械手的基本知识，具备实际操作能力，培养创新精神和团队合作意识。
二、教学内容1. 工业机械手概述- 了解工业机械手的定义、分类及发展历程；- 掌握工业机械手的基本结构及其功能。
2. 工业机械手工作原理与参数- 学习工业机械手的工作原理；- 掌握工业机械手的主要参数及其对性能的影响。
3. 工业机械手的应用与优势- 分析工业机械手在制造业中的应用场景；- 了解工业机械手相较于传统人工操作的优势。
4. 工业机械手编程与控制- 学习工业机械手的编程方法；- 掌握工业机械手的控制原理及操作流程。
5. 实践操作与案例分析- 进行工业机械手的实际操作练习；- 分析实际案例，了解工业机械手在生产中的应用。
6. 工业机械手发展趋势与创新- 了解当前工业机械手的发展趋势；- 探讨工业机械手的创新技术及发展方向。
机械手机械课程设计
机械手机械课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握机械手机械原理，包括齿轮传动、滑轮组和杠杆的应用。
2. 学生能够识别并描述不同类型的机械手机械结构，如固定臂、移动臂和旋转臂。
3. 学生能够运用基本的物理知识，解释机械手机械在生活中的应用。
技能目标：1. 学生能够通过小组合作，设计并制作一个简单的机械手机械结构。
2. 学生能够运用绘图和计算工具，对机械手机械结构进行简单的计算和优化。
3. 学生能够有效地沟通设计思路，通过口头报告和展示，展示他们的设计成果。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械工程和科技创新的兴趣，激发他们探索未知的热情。
2. 强化学生的团队合作意识，培养在团队中相互尊重、协同工作的态度。
3. 通过机械手机械的学习，增强学生对生活中工程技术的认识，培养其解决问题的能力和创新思维。
课程性质分析：本课程为机械基础知识入门课程，旨在通过具体案例分析，让学生在动手实践中理解和掌握机械原理。
学生特点分析：考虑到学生所在年级，课程将采用直观教学法和情境教学法，结合学生的好奇心和动手欲望，引导他们主动探索和学习。
教学要求：1. 教师需提供丰富的实例和材料，确保学生能够将理论与实践相结合。
2. 教学过程中注重启发式教学，鼓励学生提问和思考。
3. 对学生的设计作品给予及时的反馈，指导学生进行反思和改进。
二、教学内容本课程教学内容紧密围绕课程目标，结合教材第二章“机械基础”内容，组织以下教学活动：1. 引言：介绍机械手机械在生活中的应用，引发学生对机械原理的兴趣。
2. 理论知识学习：- 齿轮传动原理及其应用。
- 滑轮组的工作原理和计算方法。
- 杠杆的分类和平衡条件。
3. 动手实践：- 分组设计并制作一个简单的机械手机械结构。
- 使用绘图和计算工具进行结构分析和优化。
4. 案例分析：- 分析生活中常见的机械手机械结构，如剪刀、起重机等。
- 探讨机械结构在工程领域的应用和创新。
5. 总结与反思：- 对所学知识进行总结，巩固理解。
工业用机械手课程设计
工业用机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解工业用机械手的基本结构、工作原理及其在工业生产中的应用。
2. 学生能掌握机械手的关键技术参数，如精度、速度、负载等，并了解它们对工业生产效率的影响。
3. 学生能了解工业用机械手的分类、选型原则及其在不同工业领域的应用案例。
技能目标：1. 学生能运用机械原理和自动控制知识，分析并简单设计一个工业用机械手的控制系统。
2. 学生能通过团队合作，完成一个简易机械手模型的搭建和调试，提高动手实践能力。
3. 学生能运用计算机辅助设计软件（如CAD）绘制机械手的三维模型，并进行简单的运动仿真。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械工程和自动化技术的兴趣，提高学习热情。
2. 学生通过团队合作，培养沟通协调能力和团队精神。
3. 学生了解工业用机械手在现代制造业中的重要性，认识到技术创新对国家产业发展的重要意义。
课程性质：本课程为实践性较强的综合设计课程，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高学生的动手能力、创新意识和团队协作能力。
学生特点：本课程针对高中年级学生，他们对机械、电子和自动控制等领域有一定的理论基础，但实践经验不足，对工业生产中的实际问题了解较少。
教学要求：教师应结合学生特点和课程性质，采用启发式教学，引导学生主动参与课程实践，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
同时，教师需关注学生的情感态度价值观培养，激发学生的创新潜能和团队精神。
通过课程目标的分解和实施，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 工业用机械手的基本概念与结构- 机械手的定义、功能及应用领域- 机械手的组成部分：执行机构、驱动系统、控制系统等2. 工业用机械手的工作原理与关键技术- 机械手的工作原理及其运动学分析- 关键技术参数：精度、速度、负载、自重等- 影响机械手性能的因素及优化方法3. 工业用机械手的分类与选型- 常见机械手类型及其特点- 机械手选型原则及应用案例4. 机械手控制系统设计与实践- 控制系统原理与设计方法- 传感器、执行器在机械手控制中的应用- 控制程序编写与调试5. 机械手模型搭建与调试- 机械手模型的搭建方法与技巧- 调试过程及问题解决方法6. 计算机辅助设计（CAD）在机械手设计中的应用- CAD软件的基本操作与使用方法- 机械手三维模型的绘制与运动仿真教学安排与进度：第1-2课时：工业用机械手的基本概念与结构第3-4课时：工业用机械手的工作原理与关键技术第5-6课时：工业用机械手的分类与选型第7-8课时：机械手控制系统设计与实践第9-10课时：机械手模型搭建与调试第11-12课时：计算机辅助设计（CAD）在机械手设计中的应用教学内容与教材关联性：本教学内容与教材中关于工业用机械手的章节紧密相关，涵盖了机械手的基本概念、结构、原理、分类、选型、控制系统设计以及实践操作等方面，确保了教学内容的科学性和系统性。
机械手课程设计
机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解机械手的基本结构、功能及工作原理；2. 学生能够掌握机械手的运动学、动力学基础知识；3. 学生能够了解机械手在不同领域的应用及发展趋势。
技能目标：1. 学生能够运用所学的机械手知识进行简单的系统设计；2. 学生能够运用相关软件对机械手进行仿真和调试；3. 学生能够独立操作机械手完成简单的任务。
情感态度价值观目标：1. 学生对机械手技术产生浓厚的兴趣，培养探索精神和创新意识；2. 学生能够认识到机械手在工业生产中的重要性，增强实践操作能力；3. 学生能够关注机械手技术的发展，树立正确的科技价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，旨在提高学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生处于高中阶段，具有一定的物理、数学基础，好奇心强，善于接受新事物。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生进行自主学习、合作探究，培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
同时，关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能达到课程目标。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 机械手基本结构及功能- 介绍机械手的组成部分，如基座、关节、手臂、手腕、末端执行器等；- 解释各部分功能及其相互关系。
2. 机械手的运动学与动力学- 讲解机械手的运动学原理，包括正运动学、逆运动学；- 分析机械手的动力学特性，如力、扭矩、速度等。
3. 机械手控制系统及编程- 介绍常见的机械手控制系统及其原理；- 指导学生进行简单的机械手编程操作。
4. 机械手应用及发展趋势- 分析机械手在不同领域的应用，如工业生产、医疗、服务业等；- 探讨机械手技术的发展趋势，如智能化、网络化等。
5. 机械手设计与仿真- 教授机械手设计的基本方法，包括需求分析、结构设计、参数计算等；- 引导学生运用相关软件（如CAD、SolidWorks等）进行机械手设计和仿真。
机械原理课程设计机械手
机械原理课程设计 机械手一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械手的基本结构及其工作原理，理解并描述机械手各部件的功能和相互关系。
2. 使学生了解并掌握机械手运动学的基本概念，如位置、速度和加速度，并能够运用相关公式进行简单计算。
3. 引导学生掌握机械手的动力学原理，包括力的分析、扭矩计算等，并能应用于实际问题。
技能目标：1. 培养学生运用CAD软件进行机械手结构设计的技能，提高其创新能力和实际操作能力。
2. 培养学生运用数学工具分析机械手运动学和动力学问题的能力，提高解决问题的技能。
3. 培养学生团队合作能力，通过小组讨论、实践操作等形式，共同完成机械手的设计与制作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理和机械设计的兴趣，激发其探索科学技术的热情。
2. 培养学生严谨、务实的科学态度，使其在探究机械手过程中学会尊重事实，注重实证。
3. 增强学生的环保意识，使其在设计过程中关注资源利用和节能环保，培养其社会责任感。
课程性质：本课程为机械原理课程设计，旨在通过实践操作，使学生掌握机械手的基本原理和设计方法。
学生特点：学生为高中年级学生，具有一定的物理和数学基础，思维活跃，动手能力强，但可能对机械原理了解较少。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养其创新精神和实践能力。
通过分解课程目标为具体学习成果，为教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 机械手基本结构及工作原理：- 教材章节：第二章“机械系统的基本构成”- 内容：介绍机械手的基本组成部分，包括执行机构、驱动系统、控制系统等，并通过实例分析其工作原理。
2. 机械手运动学分析：- 教材章节：第三章“运动学基础”- 内容：讲解位置、速度、加速度等基本概念，引导学生运用数学工具分析机械手的运动学问题。
3. 机械手动力学分析：- 教材章节：第四章“动力学基础”- 内容：介绍力的分析、扭矩计算等动力学原理，并结合实例进行计算和分析。
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机械原理课程设计
设计说明书
《机械原理》
工业机械手
学院：机电工程学院 专业班级：10 车辆二班
指导老师：李粤
学生姓名：***
学号：
起止日期：2012年6月1日至2011年6月18日
目录
设计任务书1 前言2
方案设计3
参考资料4
机构简图11
课程设计任务书
2011-2012学年第二学期
课程名称：机械原理
设计题目：机器人的设计
完成期限：2012年6月1日至2012年6月18日
前言
工业机械手主要目的在于削减人员编制和提高产品质量。
与传统的机器相比，具有生产过程的几乎完全自动化和生产设备的高度适应能力等优点。
现在工业机械手主要用于汽车工业、机电工业（包括电讯工业）、通用机械工业、建筑业、金属加工、铸造以及其它重型工业和轻工业部门
工业机械手与我们的生活息息相关，机械手的水平标志着工业生产力的水平。
方案设计
一，机械手的系统工作原理
机械手的系统工作原理框图如图1-1所示。
机械手的工作原理：机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。
在PLC程序控制的条件下，采用液压传动方式，来实现执行机构的相应部位发生规定要求的，有顺序，有运动轨迹，有一定速度和时间的动作。
同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。
位置检测装置随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度达到设定位置.
(一)执行机构
包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。
1、手部
即与物件接触的部件。
由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手在本课题中我们采用夹持式手部结构。
夹持式手部由手指(或手爪)和传力
机构所构成。
手指是与物件直接接触的构件，常用的手指运动形式有回转型和平移型。
回转型手指结构简单，制造容易，故应用较广泛。
平移型应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆形零件时，工件直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围大的工件。
手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位(是外廓或是内孔)和物件的重量及尺寸。
而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。
传力机构型式较多时常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母弹簧式和重力式等。
2、手腕
是连接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓取物件的方位(即姿势)
3、手臂
手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。
手臂的作用是带动手指去抓取物件，并按预定要求将其搬运到指定的位置。
工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件(如油缸、液压缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等)与驱动源(如液压、液压或电机等)相配合，以实现手臂的各种运动。
4、立柱
立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回转运动和升降(或俯仰)运动均与立柱有密切的联系。
机械手的立柱因工作需要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。
5、机座
机座是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上，故起支撑和连接的作用。
(二)驱动系统
驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的。
它由动力装置、调节装置和辅助装置组成。
常用的驱动系统有液压传动、液压传动、机械传动。
(三)控制系统
控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。
目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。
该机械手采用的是PLC程序控制系统，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间)，同时
按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。
(四)位置检测装置
控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度达到设定位置.
二，主体部分设计
1,机械手的主要技术参数
一.机械手的最大抓重是其规格的主参数，由于是采用液压方式驱动，因此考虑抓取的物体不应该太重，查阅相关机械手的设计参数，结合工业生产的实际情况，本设计设计抓取的工件质量为5公斤。
二，伸缩行程和工作半径。
大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。
过大的伸缩行程和工作半径，必然带来偏重力矩增大而刚性降低。
在这种情况下宜采用自动传送装置为好。
根据统计和比较，该机械手手臂的伸缩行程定为600mm,最大工作半径约为mm
1400。
手臂升降行程定为。
1
120。
定位精度也是基本参数之一。
该机械手的定位精度为mm mm
三. 用途:
用于自动输送线的上下料。
四．设计技术参数:
1、抓重kg
5
2、自由度数 4个自由度
3、座标型式圆柱座标
4、最大工作半径mm
1400
5、手臂最大中心高mm
1250
6、手臂运动参数
伸缩行程mm
1200
伸缩速度s
400
mm/
升降行程mm
120
升降速度s
250
mm/
回转范围
180
0-
回转速度s/
90
7、手腕运动参数回转范围
180
0-
回转速度s/
90
8、手指夹持范围棒料:mm
φ-
mm150
80φ
9、定位方式行程开关或可调机械挡块等
10、定位精度mm
±
1
11、驱动方式液压传动
12、控制方式点位程序控制(采用PLC) 三，机械手手部设计
1，手的形状
考虑到机械手主要用来抓取平面上的柱状棒料，所以手设计成钳状。
手指可做相对平行的开合。
手、手指的开合动力源于液压泵。
手的机构如图
2，设计时考虑的几个问题
(一)具有足够的握力(即夹紧力)
(二)手指间应具有一定的开闭角
(三)保证工件准确定位
(四)具有足够的强度和刚度
(五)考虑被抓取对象的要求
四，机械手手臂结构
1，考虑到要要求自由搬运物体，手臂部分设计四个自由度。
其中立柱可以在水平方向转动。
另外三个臂可做俯仰运动。
其中一二号臂确保机械手到达准确的高度和距离。
三号臂确保手部保持水平。
2，手臂结构如图。
3，臂的运动由液压驱动，原理如图所示
五，机械手底座和手腕结构
1，底座结构。
底座主要用来承载立柱和整个手臂所以要用螺栓固定在水平面上。
驱动立柱转动的液压装置也在底座上。
结构如图
2手腕结构
手腕部分主要用来调整手部的角度，采用液压传动结构如图。