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湖 南 科 技 大 學(xué) 開(kāi)題報(bào)告 學(xué) 生 姓 名： 秦 湘 斌 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)及班級(jí)： 11機(jī)設(shè)6班 學(xué) 號(hào)： 1103010618 指 導(dǎo) 教 師： 廖先祿 2015年3月20日 湖南科技大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 題 目 M40型工業(yè)機(jī)器人小車(chē)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 作者姓名 秦湘斌 學(xué)號(hào) 1103010618 所學(xué)專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 1、 研究的意義，同類(lèi)研究工作國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問(wèn)題（列出主要參考文獻(xiàn)） 研究的意義： 首先，工業(yè)機(jī)器人是指面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，它能自動(dòng)執(zhí)行完成工作，是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類(lèi)指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。 目前來(lái)說(shuō)，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)普遍運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)，工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)用顯著的提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域分為很多種類(lèi)，從常用的機(jī)器人系列和市場(chǎng)占有率來(lái)看，焊接、切割、裝配、搬運(yùn)、上料、卸料、鑄造、沖壓和噴漆是主要的工業(yè)機(jī)器人品種。 隨著工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)生和迅速發(fā)展以及工業(yè)機(jī)器人普遍運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)，國(guó)家的工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展水平已經(jīng)成為了衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平和科技水平的重要標(biāo)志。提高工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)水平是重塑我國(guó)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要工具和手段，也是加快我國(guó)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的務(wù)實(shí)之選。 就本題目來(lái)說(shuō)，小車(chē)傳動(dòng)裝置是將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工作機(jī)構(gòu)的中間裝置，其設(shè)計(jì)過(guò)程要綜合考慮機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)(機(jī)械手腕)的要求，是一次綜合性比較高的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)M40型工業(yè)機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析,完成M40型工業(yè)機(jī)器人小車(chē)傳動(dòng)裝置總體以及重要的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì),能夠加深設(shè)計(jì)者對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解以及提高其專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的實(shí)際綜合應(yīng)用的能力。 同類(lèi)研究工作國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問(wèn)題: 國(guó)外機(jī)器人研究現(xiàn)狀: 美國(guó)1959年研究出了第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，目前美國(guó)仍然是世界上實(shí)力最強(qiáng)機(jī)器人大國(guó)，尤其是在航空航天以及生物仿生機(jī)器人方面代表著世界最先進(jìn)水平。此外，日本在工業(yè)機(jī)器人，仿人型機(jī)器人的研究走在世界的前端。而歐盟等西方發(fā)達(dá)國(guó)家則在工業(yè)機(jī)器人和醫(yī)療機(jī)器人等領(lǐng)域有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 現(xiàn)如今，世界各國(guó)都推行出結(jié)合本國(guó)情況的機(jī)器人戰(zhàn)略部署，美國(guó)推行“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，大力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人，希望重振制造業(yè)。日本2004年5月發(fā)布的“新產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”明確了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)等7個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?yàn)橹攸c(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)。近兩年又開(kāi)始重新審視機(jī)器人產(chǎn)業(yè)政策。韓國(guó)：2009年公布《智能機(jī)器人基本計(jì)劃》，2012年10月發(fā)布了“機(jī)器人未來(lái)戰(zhàn)略展望2022”，將政策焦點(diǎn)放在了擴(kuò)大韓國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)并支持國(guó)內(nèi)機(jī)器人企業(yè)進(jìn)軍海外市場(chǎng)方面。歐盟2011年8月通過(guò)了一份發(fā)展制造業(yè)計(jì)劃，提出新工業(yè)革命概念，以機(jī)器人和信息技術(shù)為支撐，實(shí)現(xiàn)制造模式的變革。 國(guó)內(nèi)機(jī)器人研究現(xiàn)狀: 國(guó)內(nèi)在機(jī)器人的研究方面起步比發(fā)達(dá)國(guó)家要晚很多，但是發(fā)展迅速，經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，我國(guó)機(jī)器人數(shù)量也達(dá)到了一定的規(guī)模，目前已基本掌握了機(jī)器人的基本技術(shù)，機(jī)器人的研究在一些方面也已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平，但在整體水平上與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然有很大差距。仔細(xì)觀察，不難發(fā)現(xiàn)的事實(shí)是：我國(guó)在機(jī)器人的研究方面采取的方法主要是借鑒外國(guó)的先進(jìn)技術(shù)，然后再進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的技術(shù)少，這就造成了我國(guó)自身創(chuàng)新技術(shù)較少，制約了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。 總體上來(lái)說(shuō)，我國(guó)目前已基本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開(kāi)發(fā)出噴漆、鑄造、弧焊、電焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人。也有一些產(chǎn)品的技術(shù)水平已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但在總體技術(shù)上還有很大差距，僅相當(dāng)于國(guó)外90年代中期的水平。 伴隨我國(guó)工業(yè)機(jī)器人需求的迅猛增長(zhǎng)，實(shí)力良莠不齊的企業(yè)紛紛進(jìn)入工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)市場(chǎng)，勢(shì)必造成質(zhì)低價(jià)廉的惡性競(jìng)爭(zhēng)；雖然我國(guó)有近百家從事工業(yè)機(jī)器人研究生產(chǎn)的高校院所和企業(yè)，但現(xiàn)行的體制造成研究形式上過(guò)于獨(dú)立封閉、內(nèi)容上較為分散，難以形成合力，造成重復(fù)研究與時(shí)間、經(jīng)費(fèi)的浪費(fèi)；多數(shù)企業(yè)熱衷于大而全，一些關(guān)鍵部件研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)入整機(jī)的生產(chǎn)，難以形成研發(fā)、生產(chǎn)、制造、銷(xiāo)售、集成、服務(wù)等有序、細(xì)化的產(chǎn)業(yè)鏈。因此，工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有待規(guī)范。 國(guó)內(nèi)機(jī)器人研究存在問(wèn)題: 1.市場(chǎng)需求量激增，但大部分(尤其是高精尖設(shè)備)仍只能靠進(jìn)口。 2.擁有自主創(chuàng)新技術(shù)的產(chǎn)品少，普遍沿用國(guó)外落后和淘汰的技術(shù)。 3.整體技術(shù)水平低，缺乏核心技術(shù)，沒(méi)有擁有核心競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)和產(chǎn)品。 4.機(jī)器人行業(yè)缺乏規(guī)范，沒(méi)有合適的技術(shù)交流和共享平臺(tái)，抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。 主要參考文獻(xiàn): [1] 熊有倫，丁 漢，劉恩滄. 機(jī)械人學(xué). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010 [2] 楊文玉，尹周平，孫容磊. 數(shù)字制造基礎(chǔ). 北京：北京理工大學(xué)出版社，2012 [3] 羅 璟，趙克定，陶湘廳. 機(jī)器人的控制策略探討[J]. 機(jī)床與液壓，2008(10) [4] 單金鳳. 石材立體工藝制品雕刻機(jī)器人的設(shè)計(jì)與研究[D]. 山東大學(xué)，2011(17) [5] 肖 斌，賈劍平. 探討未來(lái)機(jī)器人的發(fā)展方向和應(yīng)用[J]. 科技致富向?qū)В?011(20) 2、 研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題（根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)一步具體化） 研究目標(biāo)： 小車(chē)傳動(dòng)裝置是工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力傳動(dòng)裝置，是將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工作機(jī)構(gòu)的中間裝置，是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部件工作的動(dòng)力傳動(dòng)和控制中心。小車(chē)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，要綜合機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)情況來(lái)綜合考慮分析。 研究?jī)?nèi)容: 通過(guò)對(duì)機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)分析和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)的分析，得到機(jī)器人的小車(chē)傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和技術(shù)要求參數(shù)等，然后根據(jù)得來(lái)的數(shù)據(jù)和參數(shù)對(duì)小車(chē)傳動(dòng)裝置總體結(jié)構(gòu)及重要零件進(jìn)行設(shè)計(jì)。 另外，小車(chē)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)還包括對(duì)小車(chē)傳動(dòng)裝置中重要零件的設(shè)計(jì)，其中最重要的是傳動(dòng)齒輪和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)，如何選取合適的零件的技術(shù)參數(shù)達(dá)到正常傳動(dòng)的技術(shù)要求也是小車(chē)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的一部分。 關(guān)鍵問(wèn)題: 設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于如何合理的結(jié)合機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部件的提供的技術(shù)參數(shù)要求，如何正確合理的綜合兩者的技術(shù)要求選取小車(chē)傳動(dòng)裝置的技術(shù)參數(shù)是設(shè)計(jì)好小車(chē)傳動(dòng)裝置的難點(diǎn)和關(guān)鍵部分。 3、 特色與創(chuàng)新之處 M40型工業(yè)機(jī)器人主要用于數(shù)控金屬切削機(jī)床，工業(yè)機(jī)器人裝備有定位式數(shù)控裝置，使之能夠?qū)崿F(xiàn)沿三個(gè)坐標(biāo)軸的給定程序的位移，并且完成大量控制工業(yè)機(jī)器人本身以及看過(guò)的工藝裝備的工作循環(huán)指令。 完成M40型工業(yè)機(jī)器人的整體設(shè)計(jì)，以及工業(yè)機(jī)器人中小車(chē)傳動(dòng)裝置的詳細(xì)設(shè)計(jì)和小車(chē)傳動(dòng)裝置重要零件的設(shè)計(jì)是一次跨越多科目的知識(shí)的大型設(shè)計(jì),整個(gè)設(shè)計(jì)主要涉及到的知識(shí)內(nèi)容有了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、機(jī)械工程材料、機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)等機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化這個(gè)專(zhuān)業(yè)的主要必修課程。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們會(huì)用到大學(xué)所學(xué)專(zhuān)業(yè)課程中的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、機(jī)械工程材料、機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)等主修課程中的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并且這次設(shè)計(jì)會(huì)將相關(guān)的知識(shí)綜合起來(lái)運(yùn)用。這對(duì)我們之前所學(xué)的專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)不僅是一個(gè)全面的復(fù)習(xí)，加深我們對(duì)專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)的理解程度，并且會(huì)很大程度的提高我們對(duì)專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)綜合運(yùn)用的能力。 另外，這次設(shè)計(jì)的任務(wù)還包括對(duì)機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)圖、小車(chē)傳動(dòng)裝置的裝配圖、以及傳動(dòng)裝置零件圖的繪制。圖紙的工作量在2.5張零號(hào)圖以上，這對(duì)我們的繪圖能力和讀圖能力也會(huì)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)和提升機(jī)會(huì)。 4、 擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線 （1）收集資料，調(diào)查相關(guān)研究工作現(xiàn)狀，科技文獻(xiàn)翻譯。 （2）M40型工業(yè)機(jī)器人總體設(shè)計(jì):機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)簡(jiǎn)圖繪制 （3）M40型工業(yè)機(jī)器人總體設(shè)計(jì):機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)圖繪制。 （4）機(jī)器人小車(chē)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì):小車(chē)傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)。 （5）機(jī)器人小車(chē)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì):小車(chē)傳動(dòng)裝置裝配圖的繪制。 （6）小車(chē)傳動(dòng)裝置零件的設(shè)計(jì):小車(chē)傳動(dòng)裝置零件的設(shè)計(jì)。 （7）小車(chē)傳動(dòng)裝置零件的設(shè)計(jì):小車(chē)傳動(dòng)裝置零件零件圖的繪制。 （8）撰寫(xiě)機(jī)器人的設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)以及整理、檢查、修改圖紙。 5、 擬使用的主要儀器設(shè)備、試劑和藥品 計(jì)算機(jī): 使用WPS office軟件進(jìn)行機(jī)器人設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)修改。 使用AutoCAD計(jì)算機(jī)繪圖軟件完成裝配圖和零件圖的繪制。 6、參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴，紀(jì)名剛，陳國(guó)定. 機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版). 北京：高等教育出版社，2012 [2] 潘存云，尹喜云，林國(guó)湘. 機(jī)械原理(第二版). 長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2013 [3] 肖銀鈴，朱 靜，陸瑞紅. 機(jī)械制圖(第六版). 北京：高等教育出版社，2007 [4] 關(guān)慧貞，馮辛安，黃玉美. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009 [5] 王積偉，章宏甲，黃 誼. 液壓傳動(dòng)(第二版). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010 [6] 索羅門(mén)采夫，干東英，安永辰. 工業(yè)機(jī)器人圖冊(cè). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，1993 [7] 李必文，胡華榮. 機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)(第二版). 長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2012 [8] 高為國(guó)，鐘利萍，夏卿坤. 機(jī)械工程材料(第二版). 長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2012 [9] 高 志，黃純穎，盧 廣. 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)(第二版). 北京：高等教育出版社，2010 [10] 劉小年，唐開(kāi)明，龔伶俐. 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