《机械手设计》课程整体教学设计
课程设计--机械手
机械手设计任务书设计是学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。
这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。
主要目的：一、培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。
二、培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法。
三、培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。
四、培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。
目录1 械手设计任务书 (3)1.1设计目的 (3)1.2本课题的内容和要求 (3)1.3工业机械手简图 (4)2 臂部液压缸设计 (5)2.1臂部受力计算 (5)2.2臂部油缸驱动力计算 (6)2.3臂部活塞杆的稳定性校核 (7)2.4臂部缸体的螺栓链接计算 (7)3 臂部液压传动与控制系统计设 (8)3.1臂部伸缩油缸 (8)3.2液压元件的计算和选择 (10)3.3臂部液压原件及工作原理 (11)4 PLC控制系统设计 (13)4.1机械手可编程顺序控制 (14)4.2机械手PLC控制梯形图 (17)5 参考文献 (19)6总结 (19)1械手设计任务书1.1设计目的设计是学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。
这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。
主要目的：一、培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。
二、培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法。
合工大机械手课程设计
合工大机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解机械手的结构原理，掌握其关键部件的功能和作用。
2. 学生能够掌握机械手的运动学及动力学基本理论，并能运用相关公式进行计算。
3. 学生能够了解合工大机械手课程设计的相关标准与规范。
技能目标：1. 学生能够运用CAD软件进行机械手的三维建模和装配。
2. 学生能够运用仿真软件对机械手的运动进行模拟和分析。
3. 学生能够根据设计要求，编写控制程序，实现机械手的运动控制。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对机械工程的兴趣和热爱，提高工程意识。
2. 学生在团队协作中，培养沟通、交流和合作能力，增强团队精神。
3. 学生能够关注机械手在工业生产中的应用，认识到科技发展对社会进步的重要性。
课程性质分析：本课程为机械工程专业的一门实践性课程，旨在培养学生的动手能力、创新能力和解决实际问题的能力。
学生特点分析：学生具备一定的机械基础知识，具有一定的三维建模和编程能力，但可能缺乏实际操作经验。
教学要求：1. 结合理论知识与实践操作，注重培养学生的实际动手能力。
2. 采用项目驱动教学，激发学生的兴趣和积极性。
3. 注重团队协作，培养学生的沟通能力和团队精神。
二、教学内容1. 机械手的结构原理- 关键部件的认识：包括机械臂、执行器、传感器等。
- 机械手的分类及特点。
- 机械手的运动学分析：包括正运动学、逆运动学。
2. 机械手的动力学分析- 动力学基本理论。
- 机械手动力学建模。
- 动力学计算与仿真。
3. 机械手设计规范与标准- 合工大机械手设计标准。
- 相关行业规范。
4. 三维建模与装配- 使用CAD软件进行三维建模。
- 机械手的装配与结构优化。
5. 仿真分析- 机械手运动仿真。
- 动力学仿真。
6. 控制程序编写- 控制系统原理。
- 编程实现机械手运动控制。
7. 实践操作与调试- 机械手组装与调试。
- 故障分析与排除。
教学内容安排与进度：第一周：机械手的结构原理与分类。
机械手课程设计
机械手课程设计课程背景机械手是现代工业生产中常见的一种自动化装置，其具备高精度、高速度、高灵活性等特点，在工业生产中扮演着重要的角色。
因此，对机械手进行课程设计是培养学生对现代生产自动化装置的理解和应用能力的重要方式之一。
课程目标本课程的主要目标是让学生：1.了解机械手的基本原理和结构；2.掌握机械手的运动学分析方法；3.学会使用机械手编程软件进行机械手的控制；4.能够设计和实现简单的机械手应用。
课程大纲第一部分：机械手的基本原理1. 机械手的定义和分类•机械手的定义•机械手的分类：按动力源分类、按自由度分类2. 机械手的基本结构•机械手的关节和链节•机械手的传感器和执行器3. 机械手的运动学分析•Denavit-Hartenberg（D-H）参数的引入•坐标系的确定和转换•正解和逆解的求解方法第二部分：机械手的控制1. 机械手控制的基本要素•机械手的控制模型•机械手的感知和决策2. 机械手编程软件的应用•常见的机械手编程软件介绍•机械手编程语言的基本语法和命令3. 机械手编程实践•使用机械手编程软件进行简单的机械手控制任务第三部分：机械手应用设计1. 机械手在工业生产中的应用•机械手在装配线上的应用•机械手在物料搬运中的应用2. 机械手应用的设计原则•机械手应用的需求分析•机械手应用的设计流程3. 机械手应用设计实践•设计并实现一个简单的机械手应用课程评估方式1.平时成绩：包括课堂讨论、小组作业、实验报告等。
2.期中考试：检测学生对课程内容的理解和掌握程度。
3.期末项目：要求学生设计并实现一个机械手应用。
参考书目1.Craig, John J. Introduction to Robotics: Mechanics and Control. Pearson Education, 2019.2.Siciliano, Bruno, et al. Robotics: Modelling, Planning and Control. Springer, 2010.3.Spong, Mark W., et al. Robot Modeling and Control. Wiley,2006.通过本课程的学习，学生将对机械手的原理和应用有更深入的了解，培养出对自动化装置的设计和控制能力，为未来的工作和学习打下坚实的基础。
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。
机械手课程设计引言
机械手课程设计引言一、课程目标知识目标：1. 让学生理解机械手的基本结构、工作原理及其在工业生产中的应用。
2. 掌握机械手的运动学、动力学基本知识，能够分析简单机械手的运动特性。
3. 了解机械手控制系统的工作原理，能描述常见控制算法的基本思想。
技能目标：1. 培养学生运用机械手基本知识进行简单机械手设计与分析的能力。
2. 提高学生运用控制原理对机械手进行编程与调试的能力。
3. 培养学生团队协作、动手实践和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对机械手及自动化技术的兴趣，培养其创新意识和探索精神。
2. 培养学生关注社会发展，认识到机械手在国民经济中的重要作用。
3. 引导学生树立正确的工程观念，注重实践，养成良好的学习习惯。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标注重理论知识与实践技能的结合，以项目驱动的教学方式激发学生的学习兴趣和参与度。
通过本课程的学习，使学生能够达到以上所述具体学习成果，为后续相关课程的学习和实际工作奠定基础。
二、教学内容1. 机械手基础知识：包括机械手的分类、结构、工作原理及其在工业生产中的应用案例。
重点学习机械手的运动学、动力学基本理论，掌握相关计算方法。
（对应教材第一章）2. 机械手设计方法：介绍机械手设计的基本流程，学习机械手主要部件的设计原则，进行简单机械手的设计实践。
（对应教材第二章）3. 机械手控制系统：学习机械手控制系统的组成、工作原理及常见控制算法，分析控制系统的性能。
（对应教材第三章）4. 机械手编程与调试：掌握机械手编程的基本方法，学习使用相关编程软件，进行实际操作与调试。
（对应教材第四章）5. 机械手应用案例分析：分析典型机械手应用案例，了解其在实际生产中的应用及优势，培养学生工程实践能力。
（对应教材第五章）教学进度安排：1. 第1-2周：机械手基础知识学习。
2. 第3-4周：机械手设计方法学习与实践。
3. 第5-6周：机械手控制系统学习与分析。
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。
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。
机械手课程设计
控制系统的调试和优化
调试方法：通过 观察机械手的运 动状态和参数， 进行调试
优化目标：提高 机械手的工作效 率和稳定性
优化方法：调整 控制系统的参数， 优化控制算法
调试和优化工具： 使用专业的调试 和优化软件，如 MATL AB等
06
机械手运动学仿真分析
运动学仿真的基本原理和方法
运动学仿真的基本原理：通过计算机模拟机械手的运动过程，分析其运动学特性。 运动学仿真的方法：包括有限元分析、动力学分析、运动学仿真等。 有限元分析：通过建立机械手的有限元模型，分析其应力、应变等特性。 动力学分析：通过建立机械手的动力学模型，分析其加速度、速度、位移等特性。 运动学仿真：通过建立机械手的运动学模型，分析其运动轨迹、运动时间等特性。
04
机械手课程设计任务分析
设计任务和要求
设计目标：完成机械手的设计、制作和调 试
设计内容：包括机械结构、控制系统、传 感器等
设计要求：满足功能需求，保证稳定性和 可靠性
设计流程：需求分析、方案设计、制作调 试、评估优化
设计工具：CAD、SolidWorks、Matlab 等
设计成果：提交设计报告、制作实物模型、 进行演示和讲解
运动学仿真的实现和结果分析
仿真软件：选择合适的运动学仿真软件，如Adams、Simulink等
模型建立：根据机械手的结构、尺寸和运动特性建立仿真模型
仿真参数设置：设置仿真时间、步长、精度等参数
仿真结果分析：分析仿真结果，包括位移、速度、加速度、力等参数，判断机械手的运 动性能和稳定性
运动学仿真的应用和意义
调试
控制系统的硬件设计
控制器：负责控制机械手的动作和运行
传感器：用于检测机械手的位置、速度、 力等参数
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《机械手设计》课程整体教学设计
（ 2015 - 2016 学年第2 学期）
一、管理信息
二、课程设计
1．课程目标
能力目标：
（1）能根据六点定位原理，判断零件的自由度是否受全约束；
（2）能熟练运用各种连接进行零件的装配；
（3）能给各种电机添加凸轮，3D接触，齿轮，传送带，伺服电机；
（3）能在pro/E环境下进行各种机构仿真；
（4）能按自顶向下的设计思想进行方案设计
（5）能进行简单零件的机械手爪设计；
（6）能进行简单机械手的设计。
知识目标：
（1）六点定位原理；
（2）销钉，滑动杆，圆柱，平面，球，轴承，槽等连接；
（3）凸轮，3D接触，齿轮，传送带，伺服电机；
（4）自顶向下设计
（5）汽缸相关知识；
（6）机构运动仿真相关知识；
（7）机械手爪、机械手相关知识；
2．课程教学活动设计：2．1课程内容设计
2．2能力训练项目设计
3．教学进度表
三、教学材料
四、教学组织形式
课堂教学+上机训练
五、考核方案
平时 40%
期末试卷 60%
六、需要说明的其他问题
5。