玩具箱、玩具柜關(guān)閉件試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真】
玩具箱、玩具柜關(guān)閉件試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真】,說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真,玩具箱、玩具柜關(guān)閉件試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真】,玩具,關(guān)閉,試驗(yàn),實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì),說(shuō)明書,仿單,cad,proe,仿真
南 京 理 工 大 學(xué) 紫 金 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué) 生 姓 名:
學(xué) 號(hào):
專 業(yè):
機(jī)械工程及自動(dòng)化
設(shè)計(jì)(論文)題目:
玩具箱、玩具柜關(guān)閉件試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 教 師:
2010 年 3月19日
開題報(bào)告填寫要求
1.開題報(bào)告(含“文獻(xiàn)綜述”)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下,由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作前期內(nèi)完成,經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專業(yè)審查后生效;
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3.“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文,并直接書寫(或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi),學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇(不包括辭典、手冊(cè));
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開 題 報(bào) 告
1.結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題情況,根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料,每人撰寫
2000字左右的文獻(xiàn)綜述:
文 獻(xiàn) 綜 述
一. 機(jī)器人及機(jī)械手的概述
在現(xiàn)代工業(yè)中,生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題?;さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化已基本得到解決。但在機(jī)械工業(yè)中,加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效辦法;程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。但除切削加工本身外,還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè),有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。機(jī)器人的出現(xiàn)并得到應(yīng)用,為這些作業(yè)的機(jī)械化奠定了良好的基礎(chǔ)。
“工業(yè)機(jī)器人”(Industrial Robot):多數(shù)是指程序可變(編)的獨(dú)立的自動(dòng)抓取、搬運(yùn)工件、操作工具的裝置(國(guó)內(nèi)稱作工業(yè)機(jī)器人或通用機(jī)器人)。
機(jī)器人是一種具有人體上肢的部分功能,工作程序固定的自動(dòng)化裝置。機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、維修容易的優(yōu)勢(shì),但功能較少,適應(yīng)性較差。目前我國(guó)常把具有上述特點(diǎn)的機(jī)器人稱為專用機(jī)器人,而把工業(yè)機(jī)械人稱為通用機(jī)器人。
簡(jiǎn)而言之,機(jī)器人就是用機(jī)器代替人手,把工件由某個(gè)地方移向指定的工作位置,或按照工作要求以操縱工件進(jìn)行加工。
機(jī)器人一般分為三類。第一類是不需要人工操作的通用機(jī)器人,也即本文所研究的對(duì)象。它是一種獨(dú)立的、不附屬于某一主機(jī)的裝置,可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序,以完成各項(xiàng)規(guī)定操作。它是除具備普通機(jī)械的物理性能之外,還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。第二類是需要人工操作的,稱為操作機(jī)(Manipulator)。它起源于原子、軍事工業(yè),先是通過(guò)操作機(jī)來(lái)完成特定的作業(yè),后來(lái)發(fā)展到用無(wú)線電訊號(hào)操作機(jī)器人來(lái)進(jìn)行探測(cè)月球等。工業(yè)中采用的鍛造操作機(jī)也屬于這一范疇。第三類是專業(yè)機(jī)器人,主要附屬于自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上,用以解決機(jī)床上下料和工件傳送。這種機(jī)器人在國(guó)外通常被稱之為“Mechanical Hand”,它是為主機(jī)服務(wù)的,由主機(jī)驅(qū)動(dòng)。除少數(shù)外,工作程序一般是固定的,因此是專用的。
機(jī)器人按照結(jié)構(gòu)形式的不同又可分為多種類型,其中關(guān)節(jié)型機(jī)器人以其結(jié)構(gòu)緊湊,所占空間體積小,相對(duì)工作空間最大,甚至能繞過(guò)基座周圍的一些障礙物等這樣一些特點(diǎn),成為機(jī)器人中使用最多的一種結(jié)構(gòu)形式,世界一些著名機(jī)器人的本體部分都采用這種機(jī)構(gòu)形式的機(jī)器人。
要機(jī)器人像人一樣拿取東西,最簡(jiǎn)單的基本條件是要有一套類似于指、腕、臂、關(guān)節(jié)等部分組成的抓取和移動(dòng)機(jī)構(gòu)——執(zhí)行機(jī)構(gòu);像肌肉那樣使手臂運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)-傳動(dòng)系統(tǒng);像大腦那樣指揮手動(dòng)作的控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的性能就決定了機(jī)器人的性能。一般而言,機(jī)器人通常就是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)-傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)這三部分組成,如圖 1-1 所示。
圖1-1 機(jī)器人的一般組成
對(duì)于現(xiàn)代智能機(jī)器人而言,還具有智能系統(tǒng),主要是感覺(jué)裝置、視覺(jué)裝置和語(yǔ)言識(shí)別裝置等。目前研究主要集中在賦予機(jī)器人“眼睛”,使它能識(shí)別物體和躲避障礙物,以及機(jī)器人的觸覺(jué)裝置。機(jī)器人的這些組成部分并不是各自獨(dú)立的,或者說(shuō)并不是簡(jiǎn)單的疊加在一起,從而構(gòu)成一個(gè)機(jī)器人的。要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人所期望實(shí)現(xiàn)的功能,機(jī)器人的各部分之間必然還存在著相互關(guān)聯(lián)、相互影響和相互制約。它們之間的相互關(guān)系如圖1-2 所示。
圖1-2 機(jī)器人各組成部分之間的關(guān)系
機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)-傳動(dòng)系統(tǒng)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)器人賴以完成工作任務(wù)的實(shí)體,通常由連桿和關(guān)節(jié)組成,由驅(qū)動(dòng)-傳動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力,按控制系統(tǒng)的要求完成工作任務(wù)。驅(qū)動(dòng)-傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供機(jī)器人各關(guān)節(jié)所需要的動(dòng)力,傳動(dòng)系統(tǒng)則將驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換為滿足機(jī)器人各關(guān)節(jié)力矩和運(yùn)動(dòng)所要求的驅(qū)動(dòng)力或力矩。有的文獻(xiàn)則把機(jī)器人分為機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分。其中的機(jī)械系統(tǒng)又叫操作機(jī)(Manipulator),相當(dāng)于本文中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分。
二. 機(jī)器人及機(jī)械手的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀
機(jī)器人首先是從美國(guó)開始研制的。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)器人。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)長(zhǎng)臂,端部裝有電磁鐵的工件抓放機(jī)構(gòu),控制系統(tǒng)是示教型的。
日本是工業(yè)機(jī)器人發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國(guó)家。自1969年從美國(guó)引進(jìn)兩種典型機(jī)器人后,大力從事機(jī)器人的研究。
目前工業(yè)機(jī)器人大部分還屬于第一代,主要依靠人工進(jìn)行控制;控制方式則為開環(huán)式,沒(méi)有識(shí)別能力;改進(jìn)的方向主要是降低成本和提高精度。
第二代機(jī)器人正在加緊研制。它設(shè)有微型電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),具有視覺(jué)、觸覺(jué)能力,甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器,把感覺(jué)到的信息進(jìn)行反饋,使機(jī)器人具有感覺(jué)機(jī)能。
第三代機(jī)器人(機(jī)器人)則能獨(dú)立地完成工作過(guò)程中的任務(wù)。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系,并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS(Flexible Manufacturing System) 和柔性制造單元FMC(Flexible Manufacturing Cell) 中的重要一環(huán)。
隨著工業(yè)機(jī)器人研究制造和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,國(guó)際性學(xué)術(shù)交流活動(dòng)十分活躍,歐美各國(guó)和其他國(guó)家學(xué)術(shù)交流活動(dòng)開展很多。國(guó)際工業(yè)機(jī)器人會(huì)議ISIR決定每年召開一次會(huì)議,討論和研究機(jī)器人的發(fā)展及應(yīng)用問(wèn)題。
目前,工業(yè)機(jī)器人主要用于裝卸、搬運(yùn)、焊接、鑄鍛和熱處理等方面,無(wú)論數(shù)量、品種和性能方面還不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。使用工業(yè)機(jī)器人代替人工操作的,主要是在危險(xiǎn)作業(yè)(廣義的)、多粉塵、高溫、噪聲、工作空間狹小等不適于人工作業(yè)的環(huán)境。
在國(guó)外機(jī)械制造業(yè)中,工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用較多,發(fā)展較快。目前主要應(yīng)用于機(jī)床、模鍛壓力機(jī)的上下料,以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè),它可按照事先制訂的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作,但還不具備傳感反饋能力,不能應(yīng)付外界的變化。如發(fā)生某些偏離時(shí),就將引起零部件甚至機(jī)器人本身的損壞。
隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,針對(duì)于上述各個(gè)領(lǐng)域的機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用和研究對(duì)系統(tǒng)本身也提出越來(lái)越多的要求。制造業(yè)要求機(jī)器人系統(tǒng)具有更大的柔性和更強(qiáng)大的編程環(huán)境,適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合和多品種、小批量的生產(chǎn)過(guò)程。計(jì)算機(jī)集成制造(CIM)要求機(jī)器人系統(tǒng)能和車間中的其它自動(dòng)化設(shè)備集成在一起。研究人員為了提高機(jī)器人系統(tǒng)的性能和智能水平,要求機(jī)器人系統(tǒng)具有開放結(jié)構(gòu)和集成各種外部傳感器的能力。然而,目前商品化的機(jī)器人系統(tǒng)多采用封閉結(jié)構(gòu)的專用控制器,一般采用專用計(jì)算機(jī)作為上層主控計(jì)算機(jī),使用專用機(jī)器人語(yǔ)言作為離線編程工具,采用專用微處理器,并將控制算法固化在EPROM中,這種專用系統(tǒng)很難(或不可能)集成外部硬件和軟件。修改封閉系統(tǒng)的代價(jià)是非常昂貴的,如果不進(jìn)行重新設(shè)計(jì),多數(shù)情況下技術(shù)上是不可能的。解決這些問(wèn)題的根本辦法是研究和使用具有開放結(jié)構(gòu)的機(jī)器人系統(tǒng)。
美國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段:
(1)1963-1967年為試驗(yàn)定型階段。1963-1966年, 萬(wàn)能自動(dòng)化公司制造的工業(yè)機(jī)器人供用戶做工藝試驗(yàn)。1967年,該公司生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人定型為1900型。
(2)1968-1970年為實(shí)際應(yīng)用階段。這一時(shí)期,工業(yè)機(jī)器人在美國(guó)進(jìn)入應(yīng)用階段,例如,美國(guó)通用汽車公司1968年訂購(gòu)了68臺(tái)工業(yè)機(jī)器人;1969年該公司又自行研制出SAM新工業(yè)機(jī)器人,并用21組成電焊小汽車車身的焊接自動(dòng)線;又如,美國(guó)克萊斯勒汽車公司32條沖壓自動(dòng)線上的448臺(tái)沖床都用工業(yè)機(jī)器人傳遞工件。
(3)1970年至今一直處于推廣應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展階段。1970-1972年,工業(yè)機(jī)器人處于技術(shù)發(fā)展階段。1970年4月美國(guó)在伊利斯工學(xué)院研究所召開了第一屆全國(guó)工業(yè)機(jī)器人會(huì)議。據(jù)當(dāng)時(shí)統(tǒng)計(jì),美國(guó)大約200臺(tái)工業(yè)機(jī)器人,工作時(shí)間共達(dá)60萬(wàn)小時(shí)以上,與此同時(shí),出現(xiàn)了所謂了高級(jí)機(jī)器人,例如:森德斯蘭德公司(Sundstrand)發(fā)明了用小型計(jì)算機(jī)控制50臺(tái)機(jī)器人的系統(tǒng)。又如,萬(wàn)能自動(dòng)公司制成了由25臺(tái)機(jī)器人組成的汽車車輪生產(chǎn)自動(dòng)線。麻省理工學(xué)院研制了具有有“手眼”系統(tǒng)的高識(shí)別能力微型機(jī)器人。
其他國(guó)家,如日本、蘇聯(lián)、西歐,大多是從1967,1968年開始以美國(guó)的“Versatran”和“Unimate”型機(jī)器人為藍(lán)本開始進(jìn)行研制的。就日本來(lái)說(shuō),1967年,日本豐田織機(jī)公司 引進(jìn)美國(guó)的“Versatran”,川崎重工公司引進(jìn)“Unimate”,并獲得迅速發(fā)展。通過(guò)引進(jìn)技術(shù)、仿制、改造創(chuàng)新。很快研制出國(guó)產(chǎn)化機(jī)器人,技術(shù)水平很快趕上美國(guó)并超過(guò)其他國(guó)家。經(jīng)過(guò)大約10年的實(shí)用化時(shí)期以后,從1980年開始進(jìn)入廣泛的普及時(shí)代。
我國(guó)雖然開始研制工業(yè)機(jī)器人僅比日本晚5-6年,但是由于種種原因,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展比較慢。目前我國(guó)已開始有計(jì)劃地從國(guó)外引進(jìn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù),通過(guò)引進(jìn)、仿制、改造、創(chuàng)新,工業(yè)機(jī)器人將會(huì)獲得快速的發(fā)展。
三. 機(jī)器人及機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)
隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)的提高,機(jī)器人設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力進(jìn)一步得到加強(qiáng),尤其當(dāng)機(jī)器人的生產(chǎn)與柔性化制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結(jié)合,從而改變目前機(jī)械制造的人工操作狀態(tài),提高了生產(chǎn)效率。
就目前來(lái)看,總的來(lái)說(shuō)現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人有以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì):
(1)提高運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)精度,減少重量和占用空間,加速機(jī)器人功能部件的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化,將機(jī)器人的各個(gè)機(jī)械模塊、控制模塊、檢測(cè)模塊組成結(jié)構(gòu)不同的機(jī)器人;
(2)開發(fā)各種新型結(jié)構(gòu)用于不同類型的場(chǎng)合,如開發(fā)微動(dòng)機(jī)構(gòu)用以保證精度;開發(fā)多關(guān)節(jié)多自由度的手臂和手指;開發(fā)各類行走機(jī)器人,以適應(yīng)不同的場(chǎng)合;
(3)研制各類傳感器及檢測(cè)元器件,如,觸覺(jué)、視覺(jué)、聽覺(jué)、味覺(jué)、和測(cè)距傳感器等,用傳感器獲得工作對(duì)象周圍的外界環(huán)境信息、位置信息、狀態(tài)信息以完成模式識(shí)別、狀態(tài)檢測(cè)。并采用專家系統(tǒng)進(jìn)行問(wèn)題求解、動(dòng)作規(guī)劃,同時(shí),越來(lái)越多的系統(tǒng)采用微機(jī)進(jìn)行控制。
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開 題 報(bào) 告
2.本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段(途徑):
課題要求:
1.課題任務(wù)
本課題設(shè)計(jì)一臺(tái)可對(duì)玩具箱關(guān)閉件進(jìn)行自動(dòng)開關(guān)的試驗(yàn)機(jī),以達(dá)到對(duì)玩具箱、玩具柜的安全質(zhì)量進(jìn)行控制和檢測(cè)的目的。
2.課題要求
該試驗(yàn)機(jī)可對(duì)玩具箱的關(guān)閉件進(jìn)行反復(fù)開啟和關(guān)閉,設(shè)計(jì)試驗(yàn)機(jī)的外形結(jié)構(gòu);
試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)指標(biāo):①箱蓋每次開啟和關(guān)閉為一周期,其中開啟和關(guān)閉各需7秒,兩個(gè)動(dòng)作之間停留0.5秒,每周期運(yùn)行時(shí)間為15秒;②最大開啟角度=180°;③假設(shè)箱蓋邊緣處質(zhì)量為0.8kg,玩具箱總體尺寸:長(zhǎng)×寬×高=420mm×420mm×300mm;④搖臂半徑為500 mm,搖臂質(zhì)量為1.5kg??紤]本傳動(dòng)的機(jī)械類型,可設(shè)η=55%,計(jì)算電機(jī)的功率;假設(shè)電機(jī)滿負(fù)荷的工作轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分,選擇直流電機(jī),設(shè)計(jì)減速器。
進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),繪制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配圖、三維造型圖、以及部分零件圖。
研究手段:
1. 采集文獻(xiàn)資料、閱讀并消化文獻(xiàn)、提交開題報(bào)告并初步制定設(shè)計(jì)方法
2. 完成玩具箱、玩具柜關(guān)閉件試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),用三維CAD軟件建立機(jī)構(gòu)的裝配體實(shí)體模型;
3. 繪制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配圖,拆畫部分零件圖;
4. 根據(jù)設(shè)計(jì)方案、計(jì)算和分析結(jié)果編寫設(shè)計(jì)、計(jì)算說(shuō)明書;
5. 完成畢業(yè)論文的撰寫。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見(jiàn):
1.對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ):
在前期查閱資料、調(diào)研的基礎(chǔ)上,文獻(xiàn)綜述圍繞本(論文)課題對(duì)機(jī)械手的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了綜述,對(duì)本課題進(jìn)行了初步調(diào)研,并有了比較清楚的認(rèn)識(shí),為論文的研究工作的順利開展打下了較好的基礎(chǔ)。
2.對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)(論文)結(jié)果的預(yù)測(cè):
玩具箱、玩具柜關(guān)閉件試驗(yàn)機(jī)是對(duì)玩具箱的支撐件進(jìn)行疲勞性試驗(yàn)的專用試驗(yàn)設(shè)備,其設(shè)計(jì)中需要研究試驗(yàn)機(jī)的工作方式,進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、三維實(shí)體設(shè)計(jì),繪制零部件工程圖,對(duì)學(xué)生起到全面訓(xùn)練其工程設(shè)計(jì)能力和應(yīng)用綜合知識(shí)的能力的作用。課題的深度、廣度及工作量適中。
根據(jù)論文進(jìn)度安排和前期調(diào)研所做的工作,論文設(shè)計(jì)思路比較清晰,方法合理,論文設(shè)計(jì)可以完成任務(wù)書要求。
指導(dǎo)教師:
2010 年3月 25日
所在專業(yè)審查意見(jiàn):
負(fù)責(zé)人:
2010 年3月 27 日
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上傳時(shí)間:2021-04-22
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說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真
玩具箱、玩具柜關(guān)閉件試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真】
玩具
關(guān)閉
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實(shí)驗(yàn)
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仿真
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