机械手设计开题报告PPT课件
机械专业毕业设计开题报告—李友民.ppt
四：研究方案进度安排；
完成工作
1．查阅与课题相关的中外文资料，进行调研，熟悉课题，撰写开 题报告和翻译英文文献一份。
2．绘制装配图及主要零件工作图 3．电气控制图、液压（气动）系统图 4．根据课题研究过程，撰写毕业设计说明书，要求15000字以
2，研究意义
目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还 有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发 直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑 都是十分必要的。
在国内很多工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完 成，劳动强度大、生产效率低。为了提高生产加工的工作效率, 降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代自动化大 生产,针对具体生产工艺,利用机器人技术，设计用一台装卸机械 手代替人工上下料工作，以提高劳动生产率。本机械手主要与数 控机床组合最终形成生产线，实现加工过程的自动化和无人化。
通过本次设计的，使自己对所学的专业知识有了更加 深刻的理解，加强机械设计基本功的训练，包括查找资 料、应用工具书籍、方案设计、校核计算、计算机绘图 等，培养自己独立设计的能力，能更好的适应社会的发 展，成为二十一世纪综合性人才，为能够在今后的专业 工作岗位上扎实工作打下良好基础。
一．课题来源及研究的目的和意义；
七：主要参考文献
1、索罗门采夫（俄）.《工业机器人图册》，机械工业出版社 2、李允文.《工业机械手设计》，机械工业出版社 3、李建勇. 《机电一体化技术》，北京: 科学出版社 4、王孙安, 杜海峰, 任华. 《机械电子工程》北京: 科学出版社 5、付永领, 王岩, 裴忠才. 《基于CAN总线液压喷漆机器人控制系
机械手开题报告
机械手开题报告正文：1·项目背景及研究意义1·1 项目背景机械手是一种能够模拟人类手臂运动的装置，广泛应用于工业生产、医疗器械、军事领域等。
随着技术的不断发展，机械手在生产线上的应用越来越广泛，成为提高生产效率和品质的重要工具。
因此，研究机械手的设计和控制策略具有重要的理论和实际意义。
1·2 研究意义本项目旨在实现一个具有高精度、高速度和高可靠性的机械手系统。
该系统将能够完成人类手臂的复杂任务，提高生产效率和质量，减少劳动力成本。
此外，机械手还可以应用于危险环境下的作业，保障工人的安全。
2·研究目标与内容2·1 研究目标本项目的研究目标是设计并实现一个复杂任务的机械手系统，实现机械手的高精度、高速度和高可靠性。
2·2 研究内容a·机械手系统的结构设计：包括机械手的关节设计、传动系统设计、执行器设计等。
b·机械手系统的运动学分析：通过建立机械手的数学模型，研究机械手的运动规律和工作空间。
c·机械手系统的控制策略：包括机械手的运动控制、路径规划和力控制等。
d·机械手系统的性能评估：通过实验验证机械手系统的精度、速度和可靠性等指标。
3·研究方法与技术路线3·1 研究方法a·理论研究法：分析机械手的工作原理、运动规律和控制策略，建立数学模型。
b·数值模拟法：通过计算机仿真，验证机械手系统的运动学和控制算法的正确性和有效性。
c·实验研究法：设计实验平台，对机械手系统进行性能测试和评估。
3·2 技术路线a·机械手系统的结构设计：根据任务需求设计机械手的结构，选取合适的传动系统和执行器。
b·机械手系统的运动学分析：建立机械手的运动学模型，分析机械手的位姿、速度和加速度特性。
c·机械手系统的控制策略：设计机械手的运动控制算法、路径规划算法和力控制算法。
平动搬运机械手的结构设计开题报告-(58)
毕业设计(论文)开题报告题目：平动搬运机械手的结构设计注：1）正文：宋体小四号字，行距20磅，单面打印；其他格式与毕业论文要求相同。
2）开题报告由各系集中归档保存。
3）开题报告引用参考文献注释格式可参照附录E“毕业设计（论文）参考文献样式”执行。
不进入正文，可以作为附件放在开题报告后面。
参考文献[1] 刘明保，吕春红等.机械手的组成机构及技术指标的确定.[N]河南高等专科学校学报.2004.1.1.[2] 李超.气动通用上下料机械手的研究与开发. [D]陕西科技大学.2003.[3] 陆祥生，杨绣莲.机械手. [J]中国铁道出版社. 1985.1.[4] 张建民.工业机械人. [D]北京：北京理工大学出版社. 1992.[5] 史国生.机械手步进控制中的应用. [DB]中国工控信息网. 2005.1.[6] 李允文.工业机械手设计. [J]机械工业出版社. 1996.4.[7] 蔡自兴.机械人学的发展趋势和发展战略. [J]机械人技术. 2001.4.[8] 金茂青，曲忠萍，张桂华.国外工业机械人发展的态势分析. [J]机械人技术与应用. 2001.[9] 蔡自兴.机器人原理及其应用. [J]湖南:中南工业大学出版社. 1988.[10] 过三郎等机器人工程学及其应用. [J]北京:国防工业出版社. 1989.[11] 付京孙等.机器人学. [J]北京:中国科学技术出版社. 1992.[12] 范印越.机器人技术. [J]北京:电子工业出版社. 1988.[13] 刘德满，尹朝万.机器人智能控制技术. [J]长春:东北大学出版社. 1993.[14] 李明.单臂回转机械手设计. [N]制造技术与机床. 2004.06.[15] 张军，封志辉.多工步搬运机械手的设计. [C]机械设计. 2004.04.[16] Craig JJ.Introduction to Roborics[J].New York:Addison Wesky PublishingCo.,1989.[17] Yu. M. Gelfgat. Rotating fields as means to control the hydrodynamics and heat transfer inprocesses of bulksingle crystal growth [J]. Crystal Growth, 1999,8(198/199).[18] Gao F,Li W M.New kinematic strctures for 2-,3-,4-,and 5-DOF parallel manipulator .designs.Mechanism and machine Theory[M],2002,37:1395-1411.。
机械手设计开题报告
二、课题研究背景及意义
抓取稳定性、可靠性低； 对抓取物体形状自适应性差； 质量重，不能实现微小的位姿调整。
二、课题研究背景及意义
目前，社会对企业生产的产品的技术水平要求越来越 高，生产的产品品种形状成千上万，人们迫切从有毒、有害、 高温或危险的工作环境中解放出来愿望等原因, 随着科技水 平的提高以及经济的发展,机械手的应用领域还在不断的扩 大,概念也在不断地拓展,不再局限于搬运、焊接以及大批量 作业的机械手,而是机械手不仅可以替代人手完成一些简单 的操作,还能进行更加复杂的随形抓取和操作。随着机械手 研究的深入和各方面需求的巨大增长, 研制一款结构简单，
Control[C].1962,p:3-10
[3]T.Tomovic. Computer control of multi-jointed finger system for precise object-handing
[A].IEEE
Transactions on Systems. Man and Cybemetics[C]. 1982.p: 289-299.
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[14] 王嘉研.欠驱动机械手的设计与实验研究[D].东北大学,2009.
参考文献
[15]卜夺夺.仿人机器人欠驱动灵巧手研究[D].杭州电子科技大学,2012. [16]卜夺夺,周建军,马天文 .腱传动仿人手指机构的设计与分析 [J].机电工程，2012,03:286-289. [17] 王光宇.五指仿人灵巧手的机构设计[J].才智,2013,15:207-208. [18] 张文增,马献德,黄源文,邱敏,陈强.末端强力抓取的欠驱动拟人机器人手[J].清华大学学报(自然科
气动通用上下料机械手设计PPT
直线运动:如伸缩、升降、横移运动
基本运动
回转运动:如水平回转、左右摆动运动
手臂运动
直线运动与回转运动的组合(即螺旋运动)
复合运动
两直线运动的组合(即平面运动)
两回转运动的组合(即空间曲面运动)。
• 手臂在进行伸缩或升降运动时，为了防止绕其轴线的转动，都需 要有导向装置，以保证手指按正确方向运动。此外，导向装置还 能承担手臂所受的弯曲力矩和扭转力矩以及手臂回转运动时在启 动、制动瞬间产生的惯性力矩，使运动部件受力状态简单。 • 导向装置结构形式，常用的有:单圆柱、双圆柱、四圆柱和V形槽、 燕尾槽等导向型式。 • 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 往通常为固定不动的，但因工作需要，有时也可作横向移动，即 称为可移式立柱。 • 5、行走机构 • 当工业机械手需要完成较远距离的操作，或扩大使用范围时，可 在机座上安装滚轮、轨道等行走机构，以实现工业机械手的整机 运动。滚轮式行走机构可分为有轨的和无轨的两种。驱动滚轮运 动则应另外增设机械传动装置。
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4、电力传动机械手 即有特殊结构的感应电动机、直线电机或功率步进电机直接驱动执行机 构运动的机械手，因为不需要中间的转换机构，故机械结构简单。其中 直线电机机械手的运动速度快和行程长，维护和使用方便。此类机械手 目前还不多，但有发展前途。 (三)按控制方式分 1、点位控制 它的运动为空间点到点之间的移动，只能控制运动过程中几个点的位置， 不能控制其运动轨迹。若欲控制的点数多，则必然增加电气控制系统的 复杂性。目前使用的专用和通用工业机械手均属于此类。 2、连续轨迹控制 它的运动轨迹为空间的任意连续曲线，其特点是设定点为无限的，整个 移动过程处于控制之下，可以实现平稳和准确的运动，并且使用范围广， 但电气控制系统复杂。这类工业机械手一般采用小型计算机进行控制[4]。 1.3 国内外发展状况 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势: (1)工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和 维修)，而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10.3万美元降至 97年的65万美元。 (2)机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减 速机、
毕业设计真空吸盘式气动机械手的设计PPT
第一部分 真空元件部分
真空发生器的耗气量是指供给拉伐尔喷管的流量，它不 但由喷嘴的直径决定，还与供气压力有关。同意喷嘴直径 ，其耗气量随供气压力的增加而增加，如图所示。喷嘴直 径是选择真空发生器的主要依据。喷起直径越大，抽吸流 量和耗气量就越大，真空度越低；喷嘴直径越小，抽吸流 量和耗气量越小，真空度越高。 该真空发生器耗气量和真空度分别取5L/min，0.002Mpa。
论文题目
真空吸盘式气动机械手的设计
LOGO
选题依据、主要研究内容、研究思路
◆选题依据 ① 主要技术要求参数：吸持力2kg；自由度数为3；运动 形式为圆柱坐标；手臂伸缩行程范围0-300mm，手臂升 降行程范围0-200mm；手臂回转行程范围0-180º ；定 位方式为定位块；控制方式为点位式、PLC控制；驱动方式 为气压传动系统。 ② 主要用途：设计一套真空吸盘式气动机械手，它采用圆 柱坐标型的运动形式，气压传动，PLC系统控制。功能原理 先进，动作可靠，结构合理，安全经济，满足生产要求。
选题依据、主要研究内容、研究思路
主要研究内容 ①.了解液压与气压传动机械的现状和发展趋势。 ②.掌握气压传动机械设计的一般过程。 a.气压机械手及气压传动系统与电气控制系统方案设计 （工艺分析、原理图设计、总体布局）。 b.技术设计（各组成部分的运动设计、结构设计、材料 选择、零件强度与刚度校核、绘制设计图样和编写技术文 件。） c.审核鉴定。 ③.了解常用的CAD设计软件，并能熟练运用一种CAD软 件进行机械设计。 ④.具备较强的自学能力、掌握独立获取、消化和应用新知 识的能力和方法，具有一定的分析解决实际问题的能力， 具有初步的科研、开发能力。
第一部分 真空元件部分
吸盘直径虽表示吸盘的外径，但利用 真空压力吸附物体时，因真空压会使橡 胶变形，吸附面积也会随之缩小。缩小 后的面积即称为有效吸附面积，此时的 吸盘直径即称为有效吸盘直径。 根据真空压力，吸盘橡胶的厚度以及 与吸附物的摩擦系数等不同，有效吸盘 直径也会有差异，一般情况可预估会缩 小10%。 综合上述，所选吸盘参数为：吸盘直 径D=40mm， 吸盘吸持面积 A=12.6，吸盘个数n=1，真空压力 P=0.04MPa。
机械手PPT2(1)
4
机械手的组成
•
机械手的基本结构由感知部分、控制部分、主机部分 和执行部分四个方面组成。采集感知信号及控制信号均由 气动缸驱动。主机部分采用了标准型材辅以模块化的装配 形式，使得气动机械手能拓展成系列化、标准化的产品。 人们根据应用工况的要求，选择相应功能和参数的模块， 像积木一样随意的组合，这是一种先进的设计思想，代表 气动技术今后的发展方向，也将始终贯穿着机械手的发展 及实用性模块化拼装的气动机械手比组合导向装置更具有 灵活的安装体系。它集成电接口和带电缆及气管的导向系 统装置，使机械手运动自如。由于采用了模块化拼装结构， 可组成立柱型气动机械手、门架型气动机械手及滑块型气 动机械手，及其它各种类型的机械手。这些模块化机械手 组装方便，动作灵活，具有较高的定位精度，但工作空间 比较小，主要应用于一般的送料自动线上。气动机械手具 有三个自由度，即水平(Z)方向自由度、垂直(Y)方向自由 度和旋转自由度，并可以采用多种灵活的控制方案。
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机械手流程图
• 根据分析可得出机械手的工作流程图， 如下图所示。
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实现要求功能需要如下条件（1）
•
•
(1)底座与横梁之间需要旋转盘，旋转盘的驱动由电机 来完成，普通电机转速较高，需要考虑安装减速机，在这 种频繁启动制动的场合下，选用低速电机会更方便。 • (2)横梁在普通情况下，长度是固定的，如果工作台不 进行调整，横梁长度可永远不变。课题任务也未作横梁要 求，但在实际应用中，可能出现工作台距离调整的情况， 为增加机械手的通用性，本设计中在横梁上安装了执行气 缸，可使用手动按钮调整横梁长度。 • (3)竖直方向上是频繁上下工作的机构，可选用电机传 动的齿轮齿条啮合机构，也可选用执行气缸，后者是新技 术更经济、环保、噪音低，也更符合课题要求。
机械手开题报告
机械手开题报告机械手开题报告一、背景介绍机械手作为一种重要的工业自动化设备，广泛应用于制造业、物流业、医疗等领域。
它能够模拟人手的运动，完成各种复杂的操作任务，提高生产效率和产品质量。
随着科技的不断进步，机械手的应用领域和功能也在不断拓展，因此对机械手的研究和开发具有重要意义。
二、研究目的本次研究旨在设计和开发一种高效、灵活的机械手系统，以满足不同行业的需求。
通过深入研究机械手的工作原理和结构设计，探索机械手在自动化生产中的应用潜力，提高生产效率和产品质量。
三、研究内容1. 机械手的工作原理机械手主要由机械结构、传动系统、控制系统和感知系统等组成。
机械结构决定了机械手的运动方式和灵活性，传动系统实现机械手的力和速度传递，控制系统对机械手进行精确控制，感知系统使机械手能够感知周围环境和物体。
2. 机械手的结构设计机械手的结构设计是保证其正常工作的基础。
根据不同的应用场景和任务需求，可以设计不同类型的机械手，如平行机械手、串联机械手和混合机械手等。
结构设计需要考虑机械手的负载能力、工作空间、精度要求等因素，以实现最佳的性能和效果。
3. 机械手的控制方法机械手的控制方法有很多种，包括基于传感器的反馈控制、基于模型的预测控制、基于学习的自适应控制等。
不同的控制方法适用于不同的任务和环境，需要根据具体情况选择合适的控制策略，以实现机械手的精确控制和优化性能。
4. 机械手的应用案例机械手在各个行业都有广泛的应用，如汽车制造、电子制造、食品加工等。
以汽车制造为例，机械手可以完成汽车零部件的搬运、焊接、装配等任务，大大提高了生产效率和产品质量。
通过研究机械手的应用案例，可以深入了解机械手在不同行业中的作用和优势。
四、研究方法本次研究将采用文献研究和实验研究相结合的方法，通过查阅相关文献了解机械手的研究现状和最新进展，同时设计并搭建实验平台，对机械手的性能和控制方法进行实验验证。
五、预期成果通过本次研究，预期可以设计和开发一种高效、灵活的机械手系统，并实现对其性能和控制方法的验证。
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三、国内外研究现状及存在的问题
国外现状：
德国宇航中心的最新研究成果：该款灵巧手在 功能和外形上都与人手十分相像，其手指的每个关 节分别由一个袖珍电机驱动，可以彼此独立工作。
三、国内外研究现状及存在的问题
英国Shadow机器人公司开发的机械手基本能像人手一样运 动，并具备人手大部分的抓取功能。另外该机械手的动力 源采用气压驱动的方式，反应灵敏迅速。
2）随形抓取机械手的运动学与静力学分析
基于D-H方法，建立机械手运动学的几何模型及坐标系，利 用坐标变换矩阵建立起各个坐标系之间的变换关系，推导 出随形抓取机械手手指末端的位置矩阵 ;
四、论文拟研究内容
建立随形抓取机械手的抓取力学模型，分析影响作业对象 与工具作用力学的相关因素，揭示机械手的构型参数、对
随形抓取机械手的设计及 运动实现
姓 名 : 王熙杰 专 业 ： 机械工程 学 号 ： 0614109
目录
一、课题来源 二、课题的研究背景及意义 三、国内外研究现状及存在的问题 四、论文拟研究内容 五、论文进展安排 六、参考文献
一、课题来源
本课题来源于兰州市科技专项重点资助项目 项目编号：20750
SUCCESS
THANK YOU
2019/6/18
三、国内外研究现状及存在的问题
北京航空航天大学机器人所也先后研发了BH系列 多指机械手。BH-3是基于斯坦福机械手的原理研发的 一款灵机械手手，该款机械手实际上是靠各指节之间 的耦合运动来实现对物体的自适应性，当手指末端的 位置确定以后，整个灵巧手的形态也就随之确定，操 作的适应性性有限。进一步研发BH-4 灵机械手，手 掌决定了四根手指在手掌上的布局，通过设计不同的 手掌结构，整个灵巧手可以呈现拟人状和非拟人状， 而手指只能实现自适应包络 。
象特征参数等对于作业过程中机械手抓取力影响的规律 ；
最后对随形抓取机械手手指进行动力学建模与分析，为机 械手的控制打下基础 。
3）随形抓取机械手抓取运动规划与控制系统设计
随形抓取机械手最基本的两个功能就是抓取和操作，要机 械手完成某一特定的操作任务，就必须对机械手进行抓取 规划；要实现抓取和操作的运动必须依靠控制系统。
三、国内外研究现状及存在的问题
苏格兰触摸仿生（Touch Bionics）公司的最新产品 公司 宣称，最新的这款名为 i-limb机械手是目前最灵活，最易于操 作的机械手。它的每根手指都能根据物体形状不同进行弯曲， 无论是智能手机，还是杯子、小球，甚至是一个硬币都能轻松 拿起。在严格的训练之后，使用者可以将这种机械手的功能发
稳定、可靠、重量轻、对抓取物体形状具有自适应性的随
形抓取机械手具有重要的实际意义。
二、课题研究背景意义
目前,国家对康复工程的发展非常重视,据统计,我国 将近6000多万的残疾人中有多达900万为肢体残疾的人,能 够研究出帮助残疾人进行正常活动的仿人具有随形抓取机 械假肢手具有重要的现实意义。
我国正在大力发展和研制新型航天器,能够制造出在 航天器的船外进行操作的智能太空机器人智能机械手也具 有重要意义。
通常，工业自动化中使用的机械手，都是简单的夹持 器，只能实现简单的开合动作，应用具有很大局限性。出现 这种情况的主要原因有：
二、课题研究背景及意义
抓取稳定性、可靠性低； 对抓取物体形状自适应性差； 质量重，不能实现微小的位姿调整。
二、课题研究背景及意义
目前，社会对企业生产的产品的技术水平要求越来越 高，生产的产品品种形状成千上万，人们迫切从有毒、有害、 高温或危险的工作环境中解放出来愿望等原因, 随着科技水 平的提高以及经济的发展,机械手的应用领域还在不断的扩 大,概念也在不断地拓展,不再局限于搬运、焊接以及大批量 作业的机械手,而是机械手不仅可以替代人手完成一些简单 的操作,还能进行更加复杂的随形抓取和操作。随着机械手 研究的深入和各方面需求的巨大增长, 研制一款结构简单，
挥到极致。（帕特里克·凯恩是英国首位装配智能仿机械手的人 ）如
下图 ：
三、国内外研究现状及存在的问题
国内现状：
HIT/DLR 四指机械手是由哈尔滨工业大学机器人所和德国宇航中心 共同研制的仿人多指机械手，由四根手指组成，食指、中指和无名指均 具有三个自由度，拇指除了具备三个弯曲自由度以外，还有一个类似人 手拇指侧向摆动的自由度，共13个自由度。该机械手操作非常灵活，能 像人手一样抓取不同形状和尺寸的物体，同时在复杂程序的控制下，还 可以弹奏钢琴。但由于该款灵巧手的驱动控制系统全内置在灵巧手内部， 所以该灵巧手的尺寸无法进一步缩小，并且由于该灵巧手高度的操作灵 活性，其手指表面布满了各种类型的传感器，共计有1600多个，除此之 外，还有 600 多个机械零部件，结构比较复杂。
三、国内外研究现状及存在的问题
通过国内外现状对比可知抓取机械手存在问题有:
对抓取物体形状适应性差； 控制结构复杂，重量体积过大； 制造成本昂贵。
四、论文拟研究内容
1）随形抓取机械手总体设计 2）随形抓取机械手的运动学与静力学分析 3）随形抓取机械手抓取运动规划与控制系统设计 4）随形抓取机械手三维实体建模与仿真验证
二、课题研究背景及意义
机器人是新兴的跨学科综合性高新产品，涉及机械、 电子、计算机 、控制理论 、仿生学 、人工智能 、传感器 技术等学科领域和交叉学科 。作为机器人一个重要组成部分 的机械手是一个高度集成化,智能化的小型机构,其设计与研 究也涉及机械、计算机、自动化、电子、材料等多门学科,它 作为末端执行器,在一定程度上也体现了承载机器人的工作能 力。
四、论文拟研究内容
4）随形抓取机械手三维实体建模与仿真验证
运用软件对随形抓取机 械手抓取不同形状的物体 进行仿真分析，验证机械
四、论文拟研究内容
1）随形抓取机械手总体设计
通过分析随形抓取智能机械手的作业功能和作业环境，提 出机械手设计的要求，然后查阅文献，分析总结国内外目 前对随形抓取智能机械手的研究现状 ；
并进一步对目前机械手常采用的驱动技术进行全面的比较 分析，最终提出自己的随形抓取机械手详细方案，并进行 机械手的总体方案设计以及详细的机械结构设计 ；