毕业设计（论文）开题报告M40型工业机器人小车传动装置设计.doc

湖 南 科 技 大 学开题报告学 生 姓 名： 学 院： 机电工程学院 专业及班级： 11机设6班 学 号： 指 导 教 师： 2015年3月20日湖南科技大学2015届毕业设计（论文）开题报告题 目M40型工业机器人小车传动装置设计作者姓名学号1103010618所学专业机械设计制造及其自动化1、 研究的意义，同类研究工作国内外现状、存在问题（列出主要参考文献）研究的意义： 首先，工业机器人是指面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行完成工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。目前来说，工业机器人已经普遍运用于工业生产，工业机器人的运用显著的提高了产品的生产效率和生产质量。工业机器人应用领域分为很多种类，从常用的机器人系列和市场占有率来看，焊接、切割、装配、搬运、上料、卸料、铸造、冲压和喷漆是主要的工业机器人品种。随着工业机器人的产生和迅速发展以及工业机器人普遍运用于工业生产，国家的工业机器人的发展水平已经成为了衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。提高工业机器人的设计和生产水平是重塑我国制造业竞争优势的重要工具和手段，也是加快我国工业转型升级的务实之选。就本题目来说，小车传动装置是将原动机的运动和动力传给工作机构的中间装置，其设计过程要综合考虑机器人整体结构和执行机构(机械手腕)的要求，是一次综合性比较高的设计。通过对M40型工业机器人总体结构和运动机构的分析,完成M40型工业机器人小车传动装置总体以及重要的传动零件设计,能够加深设计者对机械设计制造及其自动化的专业知识的理解以及提高其专业基础知识的实际综合应用的能力。同类研究工作国内外现状、存在问题:国外机器人研究现状:美国1959年研究出了第一台工业机器人，目前美国仍然是世界上实力最强机器人大国，尤其是在航空航天以及生物仿生机器人方面代表着世界最先进水平。此外，日本在工业机器人，仿人型机器人的研究走在世界的前端。而欧盟等西方发达国家则在工业机器人和医疗机器人等领域有较强的竞争力。现如今，世界各国都推行出结合本国情况的机器人战略部署，美国推行“再工业化”战略，大力发展工业机器人，希望重振制造业。日本2004年5月发布的“新产业发展战略”明确了机器人产业等7个产业领域为重点发展产业。近两年又开始重新审视机器人产业政策。韩国：2009年公布智能机器人基本计划，2012年10月发布了“机器人未来战略展望2022”，将政策焦点放在了扩大韩国机器人产业并支持国内机器人企业进军海外市场方面。欧盟2011年8月通过了一份发展制造业计划，提出新工业革命概念，以机器人和信息技术为支撑，实现制造模式的变革。国内机器人研究现状:国内在机器人的研究方面起步比发达国家要晚很多，但是发展迅速，经过30多年的发展，我国机器人数量也达到了一定的规模，目前已基本掌握了机器人的基本技术，机器人的研究在一些方面也已经达到了世界先进水平，但在整体水平上与发达国家相比仍然有很大差距。仔细观察，不难发现的事实是：我国在机器人的研究方面采取的方法主要是借鉴外国的先进技术，然后再进行二次开发，自主创新开发的技术少，这就造成了我国自身创新技术较少，制约了机器人产业化的发展。总体上来说，我国目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、铸造、弧焊、电焊、装配、搬运等机器人。也有一些产品的技术水平已达到国际先进水平，但在总体技术上还有很大差距，仅相当于国外90年代中期的水平。伴随我国工业机器人需求的迅猛增长，实力良莠不齐的企业纷纷进入工业机器人生产市场，势必造成质低价廉的恶性竞争；虽然我国有近百家从事工业机器人研究生产的高校院所和企业，但现行的体制造成研究形式上过于独立封闭、内容上较为分散，难以形成合力，造成重复研究与时间、经费的浪费；多数企业热衷于大而全，一些关键部件研发生产的企业纷纷转入整机的生产，难以形成研发、生产、制造、销售、集成、服务等有序、细化的产业链。因此，工业机器人的产业化发展有待规范。国内机器人研究存在问题:1.市场需求量激增，但大部分(尤其是高精尖设备)仍只能靠进口。2.拥有自主创新技术的产品少，普遍沿用国外落后和淘汰的技术。3.整体技术水平低，缺乏核心技术，没有拥有核心竞争力的技术和产品。4.机器人行业缺乏规范，没有合适的技术交流和共享平台，抄袭现象严重。主要参考文献:1 熊有伦，丁 汉，刘恩沧. 机械人学. 北京：机械工业出版社，20102 杨文玉，尹周平，孙容磊. 数字制造基础. 北京：北京理工大学出版社，20123 罗 璟，赵克定，陶湘厅. 机器人的控制策略探讨J. 机床与液压，2008(10)4 单金凤. 石材立体工艺制品雕刻机器人的设计与研究D. 山东大学，2011(17)5 肖 斌，贾剑平. 探讨未来机器人的发展方向和应用J. 科技致富向导，2011(20) 2、 研究目标、内容和拟解决的关键问题（根据任务要求进一步具体化）研究目标：小车传动装置是工业机器人的动力传动装置，是将原动机的运动和动力传给工作机构的中间装置，是机器人运动部件工作的动力传动和控制中心。小车传动装置的设计，要综合机器人的总体结构以及机器人的运动情况来综合考虑分析。研究内容:通过对机器人的总体结构分析和机器人运动部件的运动的分析，得到机器人的小车传动装置的运动参数和技术要求参数等，然后根据得来的数据和参数对小车传动装置总体结构及重要零件进行设计。另外，小车传动装置的设计还包括对小车传动装置中重要零件的设计，其中最重要的是传动齿轮和传动轴的设计，如何选取合适的零件的技术参数达到正常传动的技术要求也是小车传动装置设计的一部分。关键问题:设计的关键在于如何合理的结合机器人总体结构和机器人运动部件的提供的技术参数要求，如何正确合理的综合两者的技术要求选取小车传动装置的技术参数是设计好小车传动装置的难点和关键部分。3、 特色与创新之处M40型工业机器人主要用于数控金属切削机床，工业机器人装备有定位式数控装置，使之能够实现沿三个坐标轴的给定程序的位移，并且完成大量控制工业机器人本身以及看过的工艺装备的工作循环指令。完成M40型工业机器人的整体设计，以及工业机器人中小车传动装置的详细设计和小车传动装置重要零件的设计是一次跨越多科目的知识的大型设计,整个设计主要涉及到的知识内容有了机械设计、机械原理、机械工程材料、机械精度设计与检测等机械设计制造及其自动化这个专业的主要必修课程。在设计的过程中，我们会用到大学所学专业课程中的机械设计、机械原理、机械工程材料、机械精度设计与检测等主修课程中的专业知识，并且这次设计会将相关的知识综合起来运用。这对我们之前所学的专业课程知识不仅是一个全面的复习，加深我们对专业课程知识的理解程度，并且会很大程度的提高我们对专业课程知识综合运用的能力。另外，这次设计的任务还包括对机器人整体结构图、小车传动装置的装配图、以及传动装置零件图的绘制。图纸的工作量在2.5张零号图以上，这对我们的绘图能力和读图能力也会是一个很大的挑战和提升机会。4、 拟采取的研究方法、步骤、技术路线（1）收集资料，调查相关研究工作现状，科技文献翻译。（2）M40型工业机器人总体设计:机器人运动学简图绘制 （3）M40型工业机器人总体设计:机器人总体结构图绘制。（4）机器人小车传动装置的设计:小车传动装置总体设计。（5）机器人小车传动装置的设计:小车传动装置装配图的绘制。（6）小车传动装置零件的设计:小车传动装置零件的设计。（7）小车传动装置零件的设计:小车传动装置零件零件图的绘制。（8）撰写机器人的设计计算说明书以及整理、检查、修改图纸。5、 拟使用的主要仪器设备、试剂和药品计算机: 使用WPS office软件进行机器人设计说明书的编写修改。使用AutoCAD计算机绘图软件完成装配图和零件图的绘制。6、参考文献1 濮良贵，纪名刚，陈国定. 机械设计(第八版). 北京：高等教育出版社，2012 2 潘存云，尹喜云，林国湘. 机械原理(第二版). 长沙：中南大学出版社，20133 肖银铃，朱 静，陆瑞红. 机械制图(第六版). 北京：高等教育出版社，20074 关慧贞，冯辛安，黄玉美. 机械制造装备设计. 北京：机械工业出版社，20095 王积伟，章宏甲，黄 谊. 液压传动(第二版). 北京：机械工业出版社，20106 索罗门采夫，干东英，安永辰. 工业机器人图册. 北京: 机械工业出版社，19937 李必文，胡华荣. 机械精度设计与检测(第二版). 长沙：中南大学出版社，20128 高为国，钟利萍，夏卿坤. 机械工程材料(第二版). 长沙：中南大学出版社，20129 高 志，黄纯颖，卢 广. 机械创新设计(第二版). 北京：高等教育出版社，201010 刘小年，唐开明，龚伶俐. AutoCAD计算机绘图基础. 长沙：湖南大学出版社，2010注：1、开题报告是本科生毕业设计（论文）的一个重要组成部分。学生应根据毕业设计（论文）任务书的要求和文献调研结果，在开始撰写论文之前写出开题报告。2、参考文献按下列格式（A为期刊，B为专著）A：序号、作者（外文姓前名后，名缩写，不加缩写点，3人以上作者只写前3人，后用“等”代替。）、题名、期刊名（外文可缩写，不加缩写点）年份、卷号（期号）：起止页码。B：序号、作者、书名、版次、（初版不写）、出版地、出版单位、出版时间、页码。3、表中各项可加附页。