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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告
設(shè)計(jì)（論文）題目：
一種上料機(jī)器人手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
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學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：
專(zhuān) 業(yè)：
所在學(xué)院：
指導(dǎo)教師：
職 稱(chēng)：
20xx年 2月 27日
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開(kāi)題報(bào)告填寫(xiě)要求
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1．開(kāi)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(zhuān)業(yè)審查后生效；
2．開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書(shū)寫(xiě)或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)；
3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的框架成文，并直接書(shū)寫(xiě)（或打印）在本開(kāi)題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫(xiě)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)）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫(xiě)，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書(shū)寫(xiě)。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。
5、開(kāi)題報(bào)告（文獻(xiàn)綜述）字體請(qǐng)按宋體、小四號(hào)書(shū)寫(xiě)，行間距1.5倍。
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 開(kāi) 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(xiě)不少于1000字左右的文獻(xiàn)綜述：
一、文獻(xiàn)綜述（國(guó)內(nèi)外研究情況及其發(fā)展） 1.國(guó)外機(jī)器人手臂整體設(shè)計(jì)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀第一代工業(yè)機(jī)器人就是目前工業(yè)中大量使用的示教再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)器人，它主要由手部、臂部、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。它的控制方式比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用在線編程，即通過(guò)示教存貯信息，工作時(shí)讀出這些信息，向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)按指令再現(xiàn)示教的操作。第二代機(jī)器人是帶感覺(jué)的機(jī)器人。它具有尋力覺(jué)、觸覺(jué)、視覺(jué)等進(jìn)行反饋的能力。其控制方式較第一代工業(yè)機(jī)器人要復(fù)雜得多，這種機(jī)器人從 1980年開(kāi)始進(jìn)入了實(shí)用階段，不久即將普及應(yīng)用。第三代工業(yè)機(jī)器人即智能機(jī)器人。這種機(jī)器人除了具有觸覺(jué)、視覺(jué)等功能外，還能夠根據(jù)人給出的指令認(rèn)識(shí)自身和周?chē)沫h(huán)境，識(shí)別對(duì)象的有無(wú)及其狀態(tài)，再根據(jù)這一識(shí)別自動(dòng)選擇程序進(jìn)行操作，完成規(guī)定的任務(wù)。并且能跟蹤工作對(duì)象的變化，具有適應(yīng)工作環(huán)境的功能。這種機(jī)器人還處于研制階段，尚未大量投入工業(yè)應(yīng)用 。目前，國(guó)外的機(jī)器人軌跡技術(shù)已經(jīng)日益成熟。歐洲委員會(huì)設(shè)定了節(jié)能目標(biāo)：到2020年一次能源的消耗要比2007年減少20%。美國(guó)Meike和Ribickis研究了ABB機(jī)器人獲取時(shí)間最優(yōu)軌跡和能量最優(yōu)軌跡的獲取算法，這將使同樣的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)目的采用最優(yōu)化的軌跡，實(shí)現(xiàn)時(shí)間和能耗的最優(yōu)。國(guó)外現(xiàn)在正在研究機(jī)械臂模塊化設(shè)計(jì)。研制一種新型機(jī)械臂模塊化旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。為使模塊化關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)更緊湊，采用電機(jī)、編碼器和制動(dòng)器軸線平行的布置方式，具有標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械、電氣接口，可以根據(jù)需求組裝成不同構(gòu)型的機(jī)械臂；針對(duì)模塊化機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)不具有通用性的問(wèn)題，基于構(gòu)型平面匹配的方法，將空間構(gòu)形轉(zhuǎn)換為平面幾何關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械臂的模塊化運(yùn)動(dòng)學(xué)求解；設(shè)計(jì)了機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真平臺(tái)，能夠快速獲得不同構(gòu)型機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)；結(jié)合該模塊化旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的特點(diǎn)，構(gòu)建分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種構(gòu)型機(jī)械臂的控制。由于模塊化推進(jìn)了創(chuàng)新的速度，使得企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)競(jìng)爭(zhēng)者的舉動(dòng)做出的反應(yīng)時(shí)間大大縮短。作為一條規(guī)則，管理者不得不更加適應(yīng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的各種發(fā)展，僅僅了解直接競(jìng)爭(zhēng)廠商的競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這個(gè)產(chǎn)品的其他模塊的創(chuàng)新及行業(yè)內(nèi)部易變的聯(lián)盟都有可能招致激烈的競(jìng)爭(zhēng)。模塊是產(chǎn)品知識(shí)的載體，模塊的重用就是設(shè)計(jì)知識(shí)的重用，大量利用已有的經(jīng)過(guò)試驗(yàn)、生產(chǎn)和市場(chǎng)驗(yàn)證的模塊，可以降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，提高產(chǎn)品的可靠性和設(shè)計(jì)質(zhì)量。模塊功能的獨(dú)立性和接口的一致性，使模塊研究更加專(zhuān)業(yè)化和深入，可以不斷通過(guò)升級(jí)自身性能來(lái)提高產(chǎn)品的整體性能和可靠性，而不會(huì)影響到產(chǎn)品其他模塊。模塊功能的獨(dú)立性和接口的一致性，使各個(gè)模塊可以相對(duì)獨(dú)立地設(shè)計(jì)和發(fā)展，可以進(jìn)行并行設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和并行試驗(yàn)、驗(yàn)證。模塊的不同組合能滿足用戶的多樣性需求，易于產(chǎn)品的配置和變型設(shè)計(jì)，同時(shí)又能保證這種配置變型可以滿足企業(yè)批量化生產(chǎn)的需求。 2.國(guó)內(nèi)機(jī)器人手臂的整體設(shè)計(jì)發(fā)展與研究現(xiàn)狀 20世紀(jì)70年代初期我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人剛剛起步，歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，我國(guó)的機(jī)器人行業(yè)有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，主要經(jīng)過(guò)了萌芽期、研發(fā)期和實(shí)用期三個(gè)重要的階段；隨著中國(guó)社會(huì)日益的發(fā)展和科技的強(qiáng)大，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，并在世界工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的過(guò)程中逐漸扮演著舉足輕重的作用[5]。然而與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的機(jī)器人技術(shù)還有一定的差距，所以我們要引進(jìn)并充分吸收國(guó)外先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)，使我國(guó)的機(jī)器人發(fā)展更上一層樓。上料工業(yè)機(jī)器人正向靈活、多功能、經(jīng)濟(jì)型發(fā)展。專(zhuān)業(yè)化分工是提高產(chǎn)品質(zhì)量、不斷更新?lián)Q代的一個(gè)辦法[6]。我國(guó)現(xiàn)在機(jī)械手臂設(shè)計(jì)正朝向剛度高、導(dǎo)向性號(hào)、重量輕、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、定位精度高等特點(diǎn)邁進(jìn)。中國(guó)工業(yè)機(jī)器人從無(wú)到有，從小到大，發(fā)展迅速。已經(jīng)生產(chǎn)出部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開(kāi)發(fā)出弧焊、電焊，碼垛、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。一批國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)服務(wù)于國(guó)內(nèi)諸多企業(yè)的生產(chǎn)線上；一批機(jī)器人技術(shù)的研究生人才也涌現(xiàn)出來(lái)。一些相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)已掌握了工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)制造技術(shù)；工業(yè)機(jī)器人控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)；機(jī)器人軟件的設(shè)計(jì)和編程技術(shù)等。未來(lái)的我國(guó)機(jī)器人行業(yè)，將重點(diǎn)研究其智能化體系結(jié)構(gòu)，高精度的控制，智能化作業(yè)和機(jī)械臂模塊化設(shè)計(jì)，構(gòu)成新型工業(yè)機(jī)器人的核心技術(shù)體系。智能化的結(jié)構(gòu)就是形成國(guó)內(nèi)機(jī)器人行業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我國(guó)新型工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，研究開(kāi)發(fā)出與行業(yè)相關(guān)的成套裝備技術(shù)，從而形成我國(guó)以智能化工業(yè)機(jī)器人為核心的成套裝備技術(shù)。 主要參考文獻(xiàn)： [1] 徐灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998. 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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）：
一、本次設(shè)計(jì)主要解決以下問(wèn)題： 1．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要是解決通過(guò)一個(gè)電機(jī)解決機(jī)械手臂俯仰與伸縮動(dòng)作獨(dú)立的問(wèn)題。 機(jī)器人手臂俯仰運(yùn)動(dòng)和伸縮運(yùn)動(dòng)可單獨(dú)進(jìn)行，不會(huì)出現(xiàn)伸縮和俯仰必須同時(shí)進(jìn)行和停止的問(wèn)題。 2.計(jì)算中解決臂部驅(qū)動(dòng)力問(wèn)題需要將臂部所承受的載荷全部考慮進(jìn)去，機(jī)器人工作時(shí)，臂部所受的負(fù)荷主要有慣性力、摩擦力、和重力，從而為電機(jī)與減速器選型做好準(zhǔn)備。 3.軸與軸上零件定位問(wèn)題 每個(gè)部分都需要考慮軸與軸上零件的定位問(wèn)題，只有定位精確才能保證機(jī)器工作時(shí)正常穩(wěn)定運(yùn)行，才能保證零件與箱體能夠合理的加工出來(lái)。二、本次設(shè)計(jì)主要擬采用的研究手段 本課題意在適應(yīng)新時(shí)期制造業(yè)的發(fā)展要求，在設(shè)計(jì)前對(duì)熟悉工業(yè)機(jī)器人臂部的結(jié)構(gòu)、功能及工作原理，分析機(jī)器人臂部各重要的組成部分。加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中工業(yè)機(jī)器人的理解，網(wǎng)上了解現(xiàn)有機(jī)器人手臂的功能與結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出臂部的主要傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，并確定設(shè)計(jì)方案。確定能完成機(jī)器人臂部部的俯仰動(dòng)作和伸縮動(dòng)作。然后再根據(jù)方案設(shè)計(jì)，計(jì)算出各零件的參數(shù)，并進(jìn)行強(qiáng)度校核，確定臂部部件的可靠性。最后根據(jù)所設(shè)計(jì)的參數(shù)和功能要求畫(huà)出上料機(jī)器人臂部的總裝配圖和部分零件圖。
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指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：
查閱了有關(guān)工業(yè)機(jī)器人及機(jī)械手臂的研究背景及研究現(xiàn)狀的文獻(xiàn)資料，對(duì)本課題的研究有了一定的了解。論述基本清楚，符合規(guī)范要求。
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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)：
本課題具有一定的廣度和深度，工作量適度，通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的查閱和實(shí)際調(diào)研，相信可以完成本次設(shè)計(jì)。
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3.是否同意開(kāi)題：√ 同意 □ 不同意
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???????????????????????????????????? ??指導(dǎo)教師：??????????????
???????????????????????????????????????? 20xx 年?? 03 月?? 07 日
所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn)：
同意
???????????????????????????????????????? 負(fù)責(zé)人：??????????????
?????????????????????????????????????????? 20xx 年??? 03 月?? 08 日