第一篇：工業(yè)機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計成果要求

電氣工程系關(guān)于畢業(yè)設(shè)計成果要求的規(guī)定 電氣工程系關(guān)于畢業(yè)設(shè)計成果要求的規(guī)定 畢業(yè)設(shè)計成果要求
畢業(yè)設(shè)計（或課程設(shè)計）是高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)計劃的重要組成部分，是使學(xué)生理論密切聯(lián)系實際，從 而印證、鞏固、擴(kuò)大其理論知識，培養(yǎng)、提高其職業(yè)技能、職業(yè)綜合能力和職業(yè)素質(zhì)的重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。為保證畢業(yè)設(shè)計（或課程設(shè)計）成果質(zhì)量，規(guī)定如下：

一、畢業(yè)設(shè)計（或課程設(shè)計）成果要求 由畢業(yè)設(shè)計說明書、設(shè)計圖紙、計算書三部分組成，分別篇為第一篇、第二篇、第三篇，要求：

1、用計算機(jī)錄入、繪圖、打印，并裝訂成冊；

2、畢業(yè)設(shè)計（或課程設(shè)計）成果應(yīng)盡量減少雷同，如雷同超過 40％視為抄襲，按無效處理；

3、畢業(yè)設(shè)計成果不少于 3 萬字（含圖紙約不少于 30 頁，圖紙多者，頁數(shù)要增加）。

二、畢業(yè)設(shè)計（或課程設(shè)計）成果的內(nèi)容 成果的內(nèi)容及其順序依次為：封面、中文摘要、外文摘要（成果有創(chuàng)新的要寫）、目錄、正文、結(jié)論、致 謝、參考文獻(xiàn)、附錄、個人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文。

1、封面：全系統(tǒng)一格式，見附錄。畢業(yè)設(shè)計成果題目應(yīng)能概括整個論文最重要的內(nèi)容，具體、切題、不能太籠統(tǒng)，要引人注目；題目力求簡 短，嚴(yán)格控制在 30 字以內(nèi)。

2、中文摘要：成果第一頁為中文摘要，約 800～1000 字左右(限一頁）。包括論文題目、摘要內(nèi)容。摘要 內(nèi)容應(yīng)包括工作目的、成果和結(jié)論等。語言力求精煉，一般不宜使用公式、圖表，不標(biāo)注引用文獻(xiàn)。

3、目錄：應(yīng)是論文的提綱，也是論文組成部分的小標(biāo)題。

4、引言：作為論文的第一章，內(nèi)容為包括設(shè)計課題的背景及意義，設(shè)計的目的和主要內(nèi)容。

5、正文：是成果的主體，應(yīng)分為若干章節(jié)。寫作內(nèi)容必須寫得簡練、重點突出，盡量減少雷同語言。同時 應(yīng)注意使各章之間密切聯(lián)系，形成一個整體。

6、結(jié)論：應(yīng)該明確、精煉、完整、準(zhǔn)確，使人只要一看結(jié)論就能全面了解成果的意義、目的和工作內(nèi)容； 要認(rèn)真闡述自已的創(chuàng)新性工作。結(jié)論單獨作為一章排寫，但不加章號。

7、參考文獻(xiàn)：只列作者直接閱讀過、在正文中被引用過、正式發(fā)表的文獻(xiàn)資料。參考文獻(xiàn)的寫法應(yīng)該遵循 規(guī)范。參考文獻(xiàn)一律放在論文結(jié)論后，不得放在各章之后。

8、致謝：致謝對象限于在畢業(yè)設(shè)計完成方面有較重要幫助的團(tuán)體和人士。

9、附錄：可以包括正文內(nèi)不便列出的冗長公式推導(dǎo)，以備他人閱讀方便所需的輔助性數(shù)學(xué)工具或表格，重 復(fù)性數(shù)據(jù)圖表，計算程序及說明。

10、個人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文: 個人簡歷包括出生年月、性

別、籍貫、學(xué)習(xí)（大 學(xué)以上）經(jīng)歷等；研究成果可以是在校期間參加的研究項目、獲獎情況，沒有成果的不必寫。

三、畢業(yè)設(shè)計成果的書寫格式

1、成果分章節(jié)撰寫，層次要清楚，標(biāo)題要重點突出，簡明扼要。標(biāo)題字?jǐn)?shù)一般在 15 個之內(nèi)。每章應(yīng)另起 一頁。層次代號的格式如下： 第一篇 X X 設(shè)計說明書(居中書寫)第一章 X X X X(居中書寫)1.1 X X X X(居中書寫)1.1.1 X X X X(頂格書寫)l.X X X X(空兩格書寫)X X X X(正文)(l)X X X X(空兩格書寫)XXXX(正文)第二篇 X X 設(shè)計圖(居中書寫)第三篇 X X 設(shè)計計算書(居中書寫)
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2、篇眉和頁碼 篇眉從第一章開始，采用宋體六號字居中書寫，并在下方加一橫線。頁眉靠左書寫： 論文的題目 頁眉靠右書寫： 07 屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計成果 頁碼從引言開始按阿拉伯?dāng)?shù)字連續(xù)編排，摘要、目錄等前置部分單獨編排。頁碼位于頁面底端，居中書寫。

3、有關(guān)圖、表 圖：為便于裝訂，建議采用 3＃和 4＃圖幅。圖中的術(shù)語、符號、單位等應(yīng)同文字表述所用一致；圖序及圖 名置于圖的下方，居中排寫。需要的話，可在圖名之下加附圖說明。表: 表格應(yīng)隨文給出，先見文后見表； 表中參數(shù)應(yīng)標(biāo)明量和單位的符號； 表序及表名置于表的上方，居中排寫； 一張表格應(yīng)為一個整體，不要拆分排寫在兩頁上。表格不加左右邊線。公式：公式的編號用括號括起寫在右邊行末，其間不加虛線。圖、表、公式等與正文之間要有一行的間距。文中的圖、表、附注、公式的序號一律采用阿拉伯?dāng)?shù)字分章編號。如：圖 2-5，表 3-2，公式(5—1)等。若圖或表中有附注，采用英文小寫字母順序編號，附注寫在圖或表的下方。

4、有關(guān)參考文獻(xiàn)及引用 對作者已閱讀過的對論文具有參考價值的文獻(xiàn)應(yīng)盡可能列出，并按文中引用文獻(xiàn)出現(xiàn)的先后順序連續(xù)編號。引用文獻(xiàn)標(biāo)示應(yīng)置于所引內(nèi)容的末尾的右上角，編號用阿拉伯?dāng)?shù)字并加上方括號，如“網(wǎng)絡(luò)的先進(jìn)性--[4]”。當(dāng)在文中直接提及參考文獻(xiàn)時，其編號應(yīng)與正文排齊，如“由參考文獻(xiàn)[9，20-21]可知”。不得將引用文獻(xiàn)標(biāo) 示置于各級標(biāo)題上。參考文獻(xiàn)表根據(jù)下述格式書寫，并按順序編號，即按文中引用的順序?qū)⒖嘉墨I(xiàn)附于文末。作者姓名寫到 第三位，余者寫“，等”或“，et al．”。幾種常見參考文獻(xiàn)著錄表的格式為： 連續(xù)出版物：序號作者．文題．刊名，年，卷號(期號)：起止頁碼 專(譯)著：序號作者．書名(，譯者)．出版地：出版者，出版年．起止頁碼 論 文 集：序號作者．文題．見(in)：編者，編(eds．)．文集名．出版地：出版者，出版年．起止頁碼 學(xué)位論文：序號姓名．文題：[XX 學(xué)位論文]

．授予單位所在地：授予單位，授予年 專 利：序號申請者．專利名．國名，專利文獻(xiàn)種類，專利號，出版日期 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：序號發(fā)布單位．技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)代號．技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)名稱．出版地：出版者，出版日期 舉 例 如 下： [1] 張昆，馮立群，余昌鈺，等． 機(jī)器人柔性手腕的球面齒輪設(shè)計研究． 清華大學(xué)學(xué)報，1994，34(2)： 1-7 ． [2] 中華人民共和國國家技術(shù)監(jiān)督局.GB3100～3102．中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)——量與單位.中國標(biāo)準(zhǔn) 出版社, 1994-11-01．

5、量和單位 要嚴(yán)格執(zhí)行 CB3100～3102： 有關(guān)量和單位的規(guī)定(具體要求請參閱 93 《常用量和單位》 ,計量出版社，1996)； 單位名稱的書寫，可以采用國際通用符號，也可以用中文名稱，但全文應(yīng)統(tǒng)一，不要兩種混用。

四、論文的打印要求

1、封面 封面采用全系統(tǒng)一格式（見附錄）。中文題目：三號黑體字，學(xué)生姓名、指導(dǎo)教師、專業(yè)名稱等： 四號宋體字.2、摘要、正文的格式、字體、字型及字號要求（1）中文摘要： 論文題目（居中、小 2 黑體）中文摘要（居中，4 號黑體）
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正文：800-1000 字（小 4 號宋體字，限一頁）關(guān)鍵詞：3-5 個，中間用“，”號分開,(小 4 號黑體)（2）正文 大標(biāo)題 第一章 黑體小 2 號 一級節(jié)標(biāo)題 4.1 實驗裝置及方法 黑體 3 號 二級節(jié)標(biāo)題 4．1．2 實驗裝置 黑體小 3 號 三級節(jié)標(biāo)題 4．1．2．1 激光分子束系統(tǒng) 黑體小 4 號 正文 PFOODR 實驗取得的效果 宋體小 4 號 表題與圖題 表 2-3 飛行時間質(zhì)譜實驗裝置 宋體五號 附圖說明 1.當(dāng)前值 2.過去值 宋體小五號 參考文獻(xiàn)及篇眉 宋體五號（3）段落及行間距要求 正文段落和標(biāo)題一律取“固定行間距 20pt”。按照標(biāo)題的不同，分別采用不同的段后間距： 標(biāo)題級別 段后間距 大標(biāo)題 30～36pt 一級節(jié)標(biāo)題 18～24pt 二級節(jié)標(biāo)題 12～15pt 三級節(jié)標(biāo)題 6～9pt(在上述范圍內(nèi)調(diào)節(jié)標(biāo)題的段后行距，以利于控制正文合適的換頁位置)參考文獻(xiàn)的段后間距為 30-36pt。參考文獻(xiàn)正文取固定行距 17pt，段前加間距 3pt。注意不要在一篇參考文 獻(xiàn)段落的中間換頁。（4）用紙及打印規(guī)格 文章尺寸規(guī)格為 A4(210X297mm)。每一面的上方（天頭）和左側(cè)（訂口）應(yīng)分別留邊 25mm 以上，下方（地 腳）和右側(cè)（切口）應(yīng)分別留邊 20mm 以上。每行打印字?jǐn)?shù) 32-34 字，每頁打印行數(shù) 29—31 行。

五、畢業(yè)設(shè)計的評閱與答辯

1、畢業(yè)設(shè)計的評閱 畢業(yè)設(shè)計的評閱是畢業(yè)設(shè)計中的一個不可缺少的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成畢 業(yè)設(shè)計的任務(wù)后，將 畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)書、說明書、計算書及圖紙交指導(dǎo)教師認(rèn)可，然后由答辯委員會指定專門的教師進(jìn)行評閱。評閱教師主要根據(jù)以下幾點進(jìn)行評閱：(1
)對照畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的內(nèi)容，檢查學(xué)生是否按任務(wù)書的要求按時完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書所規(guī)定的全部內(nèi) 容和工作量；(2)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計圖紙是否滿足設(shè)計要求，是否設(shè)計階段圖紙深度的要求，設(shè)計圖紙應(yīng)能正確表達(dá)設(shè)計 意圖，符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)部門設(shè)計規(guī)范；(3)畢業(yè)設(shè)計的計算書和說明書要求依據(jù)合理、數(shù)據(jù)可靠、文理通順、書寫工整、裝訂整齊。評閱教師在評閱后，應(yīng)針對畢業(yè)設(shè)計說明書、計算書及圖紙中所出現(xiàn)的錯誤和存在問題以及相關(guān)的內(nèi)容，向?qū)W生提出 2～3 個書面問題，讓學(xué)生思考，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計答辯會上進(jìn)行回答。此外評閱教師在對畢業(yè)設(shè)計 進(jìn)行評閱后，應(yīng)將評閱過程中發(fā)現(xiàn)的問題和錯誤，在答辯會上(或答辯會前)向?qū)W生指出，以幫助學(xué)生充分認(rèn)識 到畢業(yè)設(shè)計中的不足之處，加深對畢業(yè)設(shè)計的理解。

2、設(shè)計答辯 答辯是學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的最后一個環(huán)節(jié)，也是十分重要、必不可少的環(huán)節(jié)。它是學(xué)校對畢業(yè)設(shè)計成績進(jìn)行考 核、驗收的一種形式。畢業(yè)設(shè)計的答辯旨在考核學(xué)生對所選課題的研究情況，設(shè)計方案以及畢業(yè)設(shè)計的深、廣 度和真實程度。了解畢業(yè)設(shè)計的主要過程及查閱資料、收集與整理資料、分析與對設(shè)計方案研究的情況等，從 而進(jìn)一步考核學(xué)生對所學(xué)有關(guān)課程的基本理論、基本知識、基本技能的掌握情況。通過評閱及答辯，考查學(xué)生 所提出的方案、見解的論述是否充分、準(zhǔn)確，掌握設(shè)計的技能與方法的情況，指出畢業(yè)設(shè)計中不清楚、不詳細(xì)、不確切、不完善的地方，幫助學(xué)生總結(jié)、提高，引導(dǎo)學(xué)生對其設(shè)計課題進(jìn)一步深人研究。通過答辯、考察并鍛
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煉提高學(xué)生的口頭表達(dá)能力和辯解能力。最后評定畢業(yè)設(shè)計的成績與給出評語，這實際上是學(xué)校對學(xué)生的一次 綜合性考察。對學(xué)生來說，是全面回顧、檢驗自己在大學(xué)期間所學(xué)有關(guān)課程的基本理論、知識、技能的掌握和 運用情況。

3、答辯的準(zhǔn)備和程序（1）答辯前的準(zhǔn)備 1)系(專業(yè)教研室)成立畢業(yè)答辯委員會和答辯小組，答辯委員會負(fù)責(zé)制定統(tǒng)一評分標(biāo)準(zhǔn)。答辯小組的任務(wù) 是主持有關(guān)課題的答辯工作，并確定學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計成績。每個答辯小組的成員不得少于 3 人，由一名有經(jīng)驗 的教師擔(dān)任組長； 2)學(xué)生在答辯前，應(yīng)在規(guī)定的時間提交畢業(yè)設(shè)計的全部成果，包括畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書、畢業(yè)設(shè)計論文(畢業(yè) 設(shè)計說明書)、設(shè)計圖紙、計算書等； 3)評閱教師對每一位學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計成果(主要是說明書、圖紙、計算書)進(jìn)行評閱，提出書面評閱意見和 問題，供學(xué)生提前準(zhǔn)備； 4)答辯前學(xué)生應(yīng)充分準(zhǔn)備，最好能寫出書面的答辯提綱，并作一定的物質(zhì)準(zhǔn)備(如制

作多媒體文件等)。（2）答辯主要程序 1)學(xué)生對設(shè)計或論文作扼要的介紹，時間一般在 l0min 以內(nèi)； 2)答辯委員提出問題，學(xué)生回答； 3)對于可演示的課題，答辯委員會可以要求學(xué)生在計算機(jī)房或在實驗室對成果加以演示，時間一般不超過 10min； 4)學(xué)生退場； 5)答辯委員根據(jù)評閱人的意見，指導(dǎo)老師的意見，學(xué)生在答辯會上的表現(xiàn)，通過討論，給出評語及成績； 6)委員會就是否通過，給學(xué)生以肯定的答復(fù)；（3）答辯時的注意事項 1)參加答辯前應(yīng)作好諸如書寫提綱、繪圖或制幻燈片等準(zhǔn)備工作； 2)介紹內(nèi)容時應(yīng)突出表達(dá)自己的獨到之處，估計老師已經(jīng)知道的可加以忽略，以節(jié)約時間； 3)聽清楚老師提出的問題后再行回答，末聽明白的，可以請老師復(fù)述一遍，以免出錯； 4)實事求是，不會的就說不會，但被誤解時，一定要爭辯； 5)注意禮貌。

六、畢業(yè)設(shè)計成績評定 畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定應(yīng)以學(xué)生完成工作任務(wù)的情況、業(yè)務(wù)水平、工作態(tài)度、設(shè)計說明書（論文）和 圖紙、實物的質(zhì)量以及答辯情況為依據(jù)。畢業(yè)設(shè)計（論文）成績采用五級記分制（即優(yōu)秀、良好、中等、，及格、不及格），成績的評定采用三級評分制，由指導(dǎo)教師、評閱教師和答辯組分別評定成績（其中答辯成績由無記名 投票確定），在分別折算后求和。指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生完成設(shè)計質(zhì)量以及畢業(yè)設(shè)計期間的表現(xiàn)和工作態(tài)度給出平時成績和書面評語，該部分占 總成績的 40％； 評閱教師對設(shè)計成果給予客觀全面的評價，寫出書面評語并給出評分，該部分占總成績的 20％； 答辯小組根據(jù)學(xué)生介紹及回答問題的情況給出評分，該部分占 40％。學(xué)生畢業(yè)設(shè)計成績的最后評定由有關(guān)教研 室負(fù)責(zé)人召集答辯小組成員討論確定。成績的評定必須堅持標(biāo)準(zhǔn)，從嚴(yán)要求?！皟?yōu)秀”的比例一般掌握在 15％左 右，控制獲優(yōu)良的學(xué)生人數(shù)，嚴(yán)格區(qū)分“良好”“中等”與“及格”的界限。對工作態(tài)度差、達(dá)不到畢業(yè)設(shè)計、要求的學(xué)生，應(yīng)評為“不及格”。畢業(yè)設(shè)計（論文）成績不及格者不得畢業(yè)。優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格的評分標(biāo)準(zhǔn)如下：(1)優(yōu)秀。能圓滿地完成課題任務(wù)，并在某些方面有獨特的見解或創(chuàng)新，其成果有一定的理論意義和使用價 值；設(shè)計說明書（論文）內(nèi)容完整、論證詳盡、計算正確、層次分明；說明書（論文）書寫規(guī)范，圖紙符合要 求且質(zhì)量高；完成的軟硬件達(dá)到甚至優(yōu)于規(guī)定的性能指標(biāo)要求；獨立工作能力強(qiáng)，工作態(tài)度認(rèn)真，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)； 答辯時概念清楚，回答問題正確。對畢業(yè)設(shè)計（論文）成果突出的學(xué)生，在上述各條件達(dá)標(biāo)后，亦可評為優(yōu)秀。(2)良好。

能較好地完成課題任務(wù)；設(shè)計說明書（論文）完整，計算及論證基本正確；說明書（論文）書寫 較規(guī)范，圖紙符合要求且質(zhì)量較高；完成的軟硬件基本達(dá)到規(guī)定性能指標(biāo)要求；有較強(qiáng)的獨立工作能力，工作 態(tài)度認(rèn)真，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)；答辯時概念較清楚，回答問題基本正確。
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(3)中等。完成課題任務(wù)；設(shè)計說明書（論文）內(nèi)容基本完整，計算及論證無原則性錯誤；說明書（論文）書寫較規(guī)范，圖紙質(zhì)量一般；完成的軟硬件尚能達(dá)到規(guī)定性能指標(biāo)的要求；有一定的獨立工作能力，工作表現(xiàn) 較好；答辯時能回答所提出的主要問題，且基本正確。(4)及格?；就瓿烧n題任務(wù)；設(shè)計說明書（論文）質(zhì)量一般，無大的原則性錯誤；說明書（論文）書寫不 夠規(guī)范，圖紙不夠完整；完成的軟硬件性能較差；答辯時講述不夠清楚，對任務(wù)涉及的問題基本上能夠回答，雖有錯誤，但不是重大原則性錯誤。(５)不及格。沒有完成課題任務(wù)；設(shè)計說明書（論文）中有重大的原則性錯誤；說明書、圖紙質(zhì)量較差； 完成的軟硬件性能差；答辯時概念不清。

附錄：畢業(yè)設(shè)計成果封面
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福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

2011 屆大專畢業(yè)設(shè)計成果
變電站初步設(shè)計 某 110kV 變電站初步設(shè)計

專業(yè)名稱 姓 學(xué) 名 號

指導(dǎo)老師

2010 年 12 月
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第二篇：工業(yè)機(jī)械手概述

第1章 緒論

1.1前言

所謂機(jī)械手是指用于再現(xiàn)人手的功能的技術(shù)裝置。機(jī)械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為工業(yè)機(jī)械手。

工業(yè)機(jī)械手是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分，這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學(xué)科——機(jī)械手工程。機(jī)械手涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電器液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。

工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手也是工業(yè)機(jī)器人的一個重要分支。他的特點是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間。

機(jī)械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識：其

一、它能部分的代替人工操作；其

二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其

三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動條件，顯著的提高了勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動化的步伐。因而，受到很多國家的重視，投入大量的人力物力來研究和應(yīng)用。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合，應(yīng)用的更為廣泛。在我國近幾年也有較快的發(fā)展,并且取得一定的效果，受到機(jī)械工業(yè)的重視??。3機(jī)械手是一種能自動控制并可從新編程以變動的多功能機(jī)器，他有多個自由度，可以搬運物體以完成在不同環(huán)境中的工作。

機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強(qiáng)。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。

1.2 工業(yè)機(jī)械手的簡史

現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械手起源于20世紀(jì)50年代初，是基于示教再現(xiàn)和主從控制方式、能適應(yīng)產(chǎn)品種類變更，具有多自由度動作功能的柔性自動化產(chǎn)品??。

4機(jī)械手首先是從美國開始研制的。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機(jī)械手。他的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，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。

1962年，美國機(jī)械鑄造公司在上述方案的基礎(chǔ)之上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。商名為Unimate(即萬能自動)。運動系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂回轉(zhuǎn)、俯仰，用液壓驅(qū)動；控制系統(tǒng)用磁鼓最存儲裝置。不少球坐標(biāo)式通用機(jī)械手就是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動公司（Unimaton）,專門生產(chǎn)工業(yè)機(jī)械手。

1962年美國機(jī)械鑄造公司也試驗成功一種叫Versatran機(jī)械手，原意是靈活搬運。該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)，臂可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮、采用液壓驅(qū)動，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這兩種機(jī)械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外工業(yè)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)。

1978年美國Unimate公司和斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種Unimate-Vic-arm型工業(yè)機(jī)械手，裝有小型電子計算機(jī)進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差可小于±1毫米。

美國還十分注意提高機(jī)械手的可靠性，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，降低成本。如Unimate公司建立了8年機(jī)械手試驗臺，進(jìn)行各種性能的試驗。準(zhǔn)備把故障前平均時間（注：故障前平均時間是指一臺設(shè)備可靠性的一種量度。它給出在第一次故障前的平均運行時間），由400小時提高到1500小時，精度可提高到±0.1毫米。

德國機(jī)器制造業(yè)是從1970年開始應(yīng)用機(jī)械手，主要用于起重運輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)。德國KuKa公司還生產(chǎn)一種點焊機(jī)械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。

瑞士RETAB公司生產(chǎn)一種涂漆機(jī)械手，采用示教方法編制程序。瑞典安莎公司采用機(jī)械手清理鑄鋁齒輪箱毛刺等。

日本是工業(yè)機(jī)械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。自1969年從美國引進(jìn)二種典型機(jī)械手后，大力研究機(jī)械手的研究。據(jù)報道，1979年從事機(jī)械手的研究工作的大專院校、研究單位多達(dá)50多個。1976年個大學(xué)和國家研究部門用在機(jī)械手的研究費用42%。1979年日本機(jī)械手的產(chǎn)值達(dá)443億日元，產(chǎn)量為14535臺。其中固定程序和可變程序約占一半，達(dá)222億日元，是1978年的二倍。具有記憶功能的機(jī)械手產(chǎn)值約為67億日元，比1978年增長50%。智能機(jī)械手約為17億日元，為1978年的6倍。截止1979年，機(jī)械手累計產(chǎn)量達(dá)56900臺。在數(shù)量上已占世界首位，約占70%，并以每年50%～60%的速度增長。使用機(jī)械手最多的是汽車工業(yè)，其次是電機(jī)、電器。預(yù)計到1990年將有55萬機(jī)器人在工作。

第二代機(jī)械手正在加緊研制。它設(shè)有微型電子計算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使機(jī)械手具有感覺機(jī)能。目前國外已經(jīng)出現(xiàn)了觸覺和視覺機(jī)械手。

第三代機(jī)械手（機(jī)械人）則能獨立地完成工作過程中的任務(wù)。它與電子計算機(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(Flexible Manufacturing Cell)中重要一環(huán)。

隨著工業(yè)機(jī)器手（機(jī)械人）研究制造和應(yīng)用的擴(kuò)大，國際性學(xué)術(shù)交流活動十分活躍，歐美各國和其他國家學(xué)術(shù)交流活動開展很多。

1.3工業(yè)機(jī)械手在生產(chǎn)中的應(yīng)用

機(jī)械手是工業(yè)自動控制領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對象。機(jī)械手可以完成許多工作，如搬物、裝配、切割、噴染等等，應(yīng)用非常廣泛廣泛??。

5在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程中的自動化已成為突出的主題。各行各業(yè)的自動化水平越來越高，現(xiàn)代化加工車間，常配有機(jī)械手，以提高生產(chǎn)效率，完成工人難以完成的或者危險的工作?？稍跈C(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)很大程度上不是連續(xù)的。據(jù)資料介紹，美國生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有75%是小批量生產(chǎn)；金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三在50件以下，零件真正在機(jī)床上加工的時間僅占零件生產(chǎn)時間的5%。從這里可以看出，裝卸、搬運等工序機(jī)械化的迫切性，工業(yè)機(jī)械手就是為實現(xiàn)這些工序的自動化而產(chǎn)生的。目前在我國機(jī)械手常用于完成的工作有：注塑工業(yè)中從模具中快速抓取制品并將制品傳誦到下一個生產(chǎn)工序；機(jī)械手加工行業(yè)中用于取料、送料；澆鑄行業(yè)中用于提取高溫熔液等等。本文以能夠?qū)崿F(xiàn)這類工作的搬運機(jī)械手為研究對象。下面具體說明機(jī)械手在工業(yè)方面的應(yīng)用。

1.3.1 建造旋轉(zhuǎn)零件（轉(zhuǎn)軸、盤類、環(huán)類）自動線

一般都采用機(jī)械手在機(jī)床之間傳遞零件。國內(nèi)這類生產(chǎn)線很多，如沈陽永泵廠的深井泵軸承體加工自動線（環(huán)類），大連電機(jī)廠的4號和5號電動機(jī)加工自動線（軸類），上海拖拉機(jī)廠的齒坯自動線（盤類）等。

加工箱體類零件的組合機(jī)床自動線，一般采用隨行夾具傳送工件，也有采用機(jī)械手的，如上海動力機(jī)廠的氣蓋加工自動線轉(zhuǎn)位機(jī)械手。

1.3.2 實現(xiàn)單機(jī)自動化方面

各類半自動車床，有自動加緊、進(jìn)刀、切削、退刀和松開的功能，單仍需人工上下料；裝上機(jī)械手，可實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)，一人看管多臺機(jī)床。目前，機(jī)械手在這方面應(yīng)用很多，如上海柴油機(jī)廠的曲拐自動車床和座圈自動車床機(jī)械手，大連第二車床廠的自動循環(huán)液壓仿行車床機(jī)械手，沈陽第三機(jī)床廠的Y38滾齒機(jī)械手，青海第二機(jī)床廠的滾銑花鍵機(jī)床機(jī)械手等。由于這方面的使用已有成功的經(jīng)驗，國內(nèi)一些機(jī)床廠已在這類產(chǎn)品出廠是就附上機(jī)械手，或為用戶安裝機(jī)械手提供條件。如上海第二汽車配件廠的燈殼沖壓生產(chǎn)線機(jī)械手（生產(chǎn)線中有兩臺多工位機(jī)床）和天津二注塑機(jī)有加料、合模、成型、分模等自動工作循環(huán)，裝上機(jī)械手的自動裝卸工件，可實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)。目前機(jī)械手在沖床上應(yīng)用有兩個方面：一是160t以上的沖床用機(jī)械手的較多。如沈陽低壓開關(guān)廠200t環(huán)類沖床磁力起重器殼體下料機(jī)械手和天京拖拉機(jī)廠400t沖床的下料機(jī)械手等；其一是用于多工位沖床，用作沖壓件工位間步進(jìn)輕局技術(shù)研究所制作的120t和40t多工位沖床機(jī)械手等。

1.3.3 鑄、鍛、焊熱處理等熱加工方面

模鍛方面，國內(nèi)大批量生產(chǎn)的3t、5t、10t模鍛錘，其所配的轉(zhuǎn)底爐，用兩只機(jī)械手成一定角度布置早爐前，實現(xiàn)進(jìn)出料自動化。上海柴油機(jī)廠、北京內(nèi)燃機(jī)廠、洛陽拖拉機(jī)廠等已有較成熟的經(jīng)驗。

1.4 機(jī)械手的組成

工業(yè)的機(jī)械手由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)三部分組成組成??。

61.4.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)

（1）手部 既直接與工件接觸的部分，一般是回轉(zhuǎn)型或平動型（多為回轉(zhuǎn)型，因其結(jié)構(gòu)簡單）。手部多為兩指（也有多指）；根據(jù)需要分為外抓式和內(nèi)抓式兩種；也可以用負(fù)壓式或真空式的空氣吸盤（主要用于吸冷的，光滑表面的零件或薄板零件）和電磁吸盤。傳力機(jī)構(gòu)形式教多，常用的有：滑槽杠桿式、連桿杠桿式、楔塊杠桿式、齒輪齒條平行連桿式、內(nèi)撐連桿式、右絲杠螺母式、彈簧式和重力式。

（2）腕部 是連接手部和臂部的部件，并可用來調(diào)節(jié)被抓物體的方位，以擴(kuò)大機(jī)械手的動作范圍，并使機(jī)械手變的更靈巧，適應(yīng)性更強(qiáng)。手腕有獨立的自由度。有回轉(zhuǎn)運動、上下擺動、左右擺動。一般腕部設(shè)有回轉(zhuǎn)運動再增加一個上下擺動即可滿足工作要求，有些動作較為簡單的專用機(jī)械手，為了簡化結(jié)構(gòu)，可以不設(shè)腕部，而直接用臂部運動驅(qū)動手部搬運工件。目前，應(yīng)用最為廣泛的手腕回轉(zhuǎn)運動機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)液壓（氣）缸，它的結(jié)構(gòu)緊湊，靈巧但回轉(zhuǎn)角度?。ㄒ话阈∮?2700）,并且要求嚴(yán)格密封，否則就難保證穩(wěn)定的輸出扭距。因此在要求較大回轉(zhuǎn)角的情況下，采用齒條傳動或鏈輪以及輪系結(jié)構(gòu)。

（3）臂部 手臂部件是機(jī)械手的重要握持部件。它的作用是支撐腕部和手部（包括工作或夾具），并帶動他們做空間運動。

臂部運動的目的：把手部送到空間運動范圍內(nèi)任意一點。如果改變手部的姿態(tài)（方位），則用腕部的自由度加以實現(xiàn)。因此，一般來說臂部具有三個自由度才能滿足基本要求，即手臂的伸縮、左右旋轉(zhuǎn)、升降（或俯仰）運動。

手臂的各種運動通常用驅(qū)動機(jī)構(gòu)（如液壓缸或者氣缸）和各種傳動機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作中既受腕部、手部和工件的靜、動載荷，而且自身運動較為多，受力復(fù)雜。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性以及抓重大小和定位精度直接影響機(jī)械手的工作性能。

（4）行走機(jī)構(gòu) 有的工業(yè)機(jī)械手帶有行走機(jī)構(gòu)，我國的正處于仿真階段。

1.4.2 驅(qū)動機(jī)構(gòu)

驅(qū)動機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械手的重要組成部分。根據(jù)動力源的不同, 工業(yè)機(jī)械手的驅(qū)動機(jī)構(gòu)大致可分為液壓、氣動、電動和機(jī)械驅(qū)動等四類。采用液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動機(jī)械手,結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、控制方便、可獲得較大的輸出功率、液體不可壓縮，壓力、流量易于控制，反應(yīng)靈敏、控位精確等優(yōu)秀特點。

1.4.3 控制系統(tǒng)分類

在機(jī)械手的控制上，有點動控制和連續(xù)控制兩種方式。大多數(shù)用插銷板進(jìn)行點位控制，也有采用可編程序控制器控制、微型計算機(jī)控制，采用凸輪、磁盤磁帶、穿孔卡等記錄程序。主要控制的是坐標(biāo)位置，并注意其加速度特性。

1.5工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展趨勢

(1)工業(yè)機(jī)械手性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機(jī)價格不斷下降，平均單機(jī)價格從91年的10.3萬美元降至97年的6.5萬美元。

(2)機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測系統(tǒng)三位一體化:由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī);國外已有模塊化裝 配機(jī)器人產(chǎn)品問市。(3)工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化;器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu):大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。

(4)機(jī)械手中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。

(5)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機(jī)械手中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機(jī)器人。

(6)當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機(jī)器人的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機(jī)器人走出實驗室進(jìn)入實用化階段。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實例。

(7)機(jī)器人化機(jī)械開始興起。從94年美國開發(fā)出“虛擬軸機(jī)床”以來，這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實際應(yīng)用的領(lǐng)域。我國的工業(yè)機(jī)器人從80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，在國家的支持下，通過“七五”、“八五”科技攻關(guān)，目前己基本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計技術(shù)、運動學(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，開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機(jī)器人;其中有130多臺套噴漆機(jī)器人在二十余家企業(yè)的近30條自動噴漆生產(chǎn)線(站)上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機(jī)器人己應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看，我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，如:可靠性低于國外產(chǎn)品:機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距;在應(yīng)用規(guī)模上，我國己安裝的國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人約200臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。以上原因主要是沒有形成機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前我國的機(jī)器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求，“一客戶，一次重新設(shè)計”，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)，對產(chǎn)品進(jìn)行全面規(guī)劃，搞好系列化、通用化、模塊化設(shè)計，積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程.我國的智能機(jī)器人和特種機(jī)器人在“863”計劃的支持下，也取得了不少成果。其中最為突出的是水下機(jī)器人，6000m水下無纜機(jī)器人的成果居世界領(lǐng)先水平，還開發(fā)出直接遙控機(jī)器人、雙臂協(xié)調(diào)控制機(jī)器人、爬壁機(jī)器人、管道機(jī)器人等機(jī)種:在機(jī)器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用上開展了不少工作，有了一定的發(fā)展基礎(chǔ)。但是在多傳感器信息融合控制技術(shù)、遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機(jī)器人、智能裝配機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)械等的開發(fā)用方面則剛剛起步，與國外先進(jìn)水平差距較大，需要在原有成績的基礎(chǔ)上，有重點地系統(tǒng)攻關(guān)，才能形成系統(tǒng)配套可供實用的技術(shù)和產(chǎn)品，以期在“十五”后期立于世界先進(jìn)行列之中?7??10?。

1.6 本文主要研究內(nèi)容

本文研究了國內(nèi)外機(jī)械手發(fā)展的現(xiàn)狀，通過學(xué)習(xí)機(jī)械手的工作原理，熟悉了組合機(jī)床自動上料液壓機(jī)械手的運動機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，確定了組合機(jī)床自動上料液壓機(jī)械手的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對組合機(jī)床自動上料液壓機(jī)械手的運動進(jìn)行了簡單的力學(xué)模型分析，完成了自動上下料機(jī)械手的控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和機(jī)械手機(jī)械方面的設(shè)計工作（包括傳動部分、執(zhí)行部分、驅(qū)動部分）的設(shè)計工作。

1.7 本章小結(jié)

本章簡要的介紹了機(jī)械手的基本概念、發(fā)展歷程及應(yīng)用領(lǐng)域。在機(jī)械手的組成上，系統(tǒng)的從執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及控制部分三個方面說明。比較細(xì)致的介紹了機(jī)械手的發(fā)展趨勢，簡要的敘述了本文研究的內(nèi)容。

第三篇：多功能機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計說明書

南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

多功能機(jī)械手的設(shè)計

摘要: 本次設(shè)計的多功能機(jī)械手用于加工自動線上，主要由手爪、手腕、手臂、機(jī)身、機(jī)座等組成，具備上料、翻轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)位等多種功能，并按該自動線的統(tǒng)一生產(chǎn)節(jié)拍和生產(chǎn)綱領(lǐng)完成以上動作。本機(jī)械手機(jī)身采用機(jī)座式，自動線圍繞機(jī)座布置，其坐標(biāo)形式為球坐標(biāo)式，具有立柱旋轉(zhuǎn)、手臂伸縮、手臂俯仰、腕部轉(zhuǎn)動和腕部擺動5個自由度；驅(qū)動方式為液壓驅(qū)動，且選用雙聯(lián)葉片泵，系統(tǒng)壓力為2.5MPa，電機(jī)功率為5.5KW，共有整機(jī)回轉(zhuǎn)油缸、手臂俯仰油缸、手臂伸縮油缸、手腕擺動油缸、手腕回轉(zhuǎn)油缸、手爪夾緊油缸6個液壓缸；定位采用機(jī)械擋塊定位，定位精度為0.5～1mm，采用行程控制系統(tǒng)實現(xiàn)點位控制。

關(guān)鍵字： 機(jī)械手，球坐標(biāo)，液壓，機(jī)械擋塊，點位控制

南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

Abstract: The current design of multifunctional mechanical hand used for R175-type diesel organisms automatic processing line, mainly consist of claw, wrists, arms, body, base and so on.With moving the materials, turnover and transfer spaces, and many other functions, the automatic line with the unified production rhythms and production program completed more moves.With the automatic production line rhythms and the production of complete reunification of the above movements, automatic line is around the machine arrange, the coordinates of the ball coordinates of the form, with huge rotary, extendable arm, arm pitch, hitting and hitting back five moves freedom;Driven approach to hydraulic-driven, and the choice of double leaves pumps, the system pressure to 2.5MPa, 5.5KW electrical power for a total of whole sets of rotation tank, arm tilt cylinders, fuel tanks extendable arm, wrist swing tank, wrist rotation tank, claw clip tank six hydraulic oil tank;positioning a piece of machinery turned positioning, positioning accuracy for 0.5~1mm, using control systems to achieve their point spaces control.Key words: Mechanical hand, the ball coordinates, hydraulic, mechanical turned pieces, control point spaces

南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

前言

本次畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)完大學(xué)四年的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，進(jìn)行了

一系列的生產(chǎn)實習(xí)和以前各次課程設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一次綜合性的

大總結(jié)。旨在培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識去分析和

解決生產(chǎn)實際問題的能力及培養(yǎng)正確的設(shè)計思想，并通過運用設(shè)計標(biāo)

準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊、和查閱有關(guān)技術(shù)資料去進(jìn)行理論計算、結(jié)構(gòu)

思考、繪制圖樣、寫相關(guān)說明性材料，培養(yǎng)我們機(jī)械設(shè)計的基本技能

和工程設(shè)計工作者的基本素質(zhì)，為我們走上工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。

本次畢業(yè)設(shè)計課題為R175型柴油機(jī)機(jī)體加工自動線上用的多功

能機(jī)械手。隨著生產(chǎn)率水平的提高，人們對產(chǎn)品精度和質(zhì)量要求越來

越來嚴(yán)格，企業(yè)生產(chǎn)線的自動化程度要求越來越高，工業(yè)機(jī)械手已成

為多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備。此次設(shè)計的機(jī)械手各組成部分

有：手爪、手腕、手臂、機(jī)身、機(jī)座等。并對其進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)、詳細(xì)的

設(shè)計、計算、校核和繪圖。由于自身缺乏實踐經(jīng)驗，而且本次設(shè)計內(nèi)

容較多，任務(wù)繁重，而且這方面的資料少，加重了設(shè)計的難度。所以

在設(shè)計中難免會出現(xiàn)這樣那樣的錯誤，還請各位老師斧正。

總之，我希望通過本次畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一

次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為將來 的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。

南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

目 錄

一、方案設(shè)計及主要參數(shù)的確定┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄5

（一）方案設(shè)計

┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄5

（二）主要參數(shù)的確定 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄6

二、抓取機(jī)構(gòu)的設(shè)計┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄7

（一）抓取機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的確定 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄7

（二）夾緊力（握力）的確定┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄7

（三）夾緊缸驅(qū)動力的計算 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄10

（四）夾鉗式抓取機(jī)構(gòu)的定位誤差分析 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄11

（五）夾緊液壓缸主要尺寸的確定┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 13

三、送放機(jī)構(gòu)的設(shè)計 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄16

（一）概述┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄16

（二）液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄18

（三）機(jī)械手的腕部設(shè)計 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄21

（四）機(jī)械手的手臂和機(jī)身的設(shè)計 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄32

（五）液壓系統(tǒng)元件的選擇 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄38

（六）液壓系統(tǒng)回路的分析┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄39

四、控制系統(tǒng)的設(shè)計┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄42

五、參考文獻(xiàn)┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄43

六、謝辭┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄44

七、附錄：科技論文翻譯┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄45

南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

一、方案設(shè)計及主要參數(shù)的確定

（一）方案設(shè)計

根據(jù)課題要求，機(jī)械手需要具備上料、翻轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)位等多種功能，并按該自動線的統(tǒng)一生產(chǎn)節(jié)拍和生產(chǎn)綱領(lǐng)完成以上動作，因此可采用以下多種設(shè)計方案。

（1）直角坐標(biāo)系式，自動線成直線布置，機(jī)械手空中行走，順序完成上料、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)位等功能。這種方案結(jié)構(gòu)簡單，自由度少，易于配線，但需要架空行走，油液站不能固定，這使設(shè)計復(fù)雜程度增加，運動質(zhì)量增大。

（2）機(jī)身采用立柱式，機(jī)械手側(cè)面行走，順序完成上料、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)位等功能，自動線仍呈直線布置。這種方案可以集中設(shè)計液壓站，易于實現(xiàn)電氣、油路定點連接，但占地面積大，手臂懸伸量較大。

（3）機(jī)身采用機(jī)座式，自動線圍繞機(jī)座布置，順序完成上料、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)位等功能。這種案具有電液集中、占地面積小、可從地面抓取工件等優(yōu)點，但配線要求較高。

本設(shè)計擬采用

南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

圖（1）

（二）主要參數(shù)的確定

1.抓取重量

15kg 2.坐標(biāo)形式和自由度

坐標(biāo)形式為球坐標(biāo)式，有五個自由度。

3.工作行程

工作行程由已知條件及方案分析確定： 最大工作半徑1500mm； 手臂最大中心高1000mm； 手臂水平中心高700mm； 手臂伸縮行程450mm； 手臂回轉(zhuǎn)范圍：φ=0～270○； 手腕回轉(zhuǎn)范圍：翻轉(zhuǎn)θ=0～180○； 腕部擺動范圍：轉(zhuǎn)位α=0～90○； 手臂上下擺動角度：β=0～60○。

4.運動速度

直線運動速度：手臂伸縮行程l=450mm，運動時間t=2s，則手臂伸縮速度為：

lv==0.45/2=0.225m/s； t回轉(zhuǎn)運動速度：定為60○/s。

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5.驅(qū)動方式

驅(qū)動方式采用液壓驅(qū)動的方式。由于機(jī)械手操作時各缸不同時工作，手臂伸縮缸和手臂回轉(zhuǎn)缸所需的流量大，其余各缸所需的流量均較小，因此可選用雙聯(lián)葉片泵。在小流量時，只需高壓小流量供油，大流量低壓泵卸荷；在大流量時，兩泵同時供，這樣可以減少系統(tǒng)功率損失，防止油溫升高。

6.定位精度

定位采用機(jī)械擋塊定位，定位精度為0.5～1mm。

7.控制方式

采用行程控制系統(tǒng)實現(xiàn)點位控制。

南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

需畢業(yè)論文正文全文及全套圖紙可聯(lián)系: QQ或微信:631768401 TEL:***

第四篇：工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手外文翻譯

外 文 翻 譯

Introduction to Robotics

Mechanics and Control

機(jī)器人學(xué)入門

力學(xué)與控制

系

別： 機(jī)械與汽車工程系 專學(xué)業(yè)生

名姓

稱： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 名： 郭仕杰

學(xué)

號：

06101315 指導(dǎo)教師姓名、職稱： 賀秋偉 副教授

完成日期 2014 年2 月28日 Introduction to Robotics

Mechanics and Control

Abstract This book introduces the science and engineering of mechanical manipulation.This branch of the robot has been in several classical field based.The main related fields such as mechanics, control theory, computer science.In this book, Chapter 1 through 8 topics ranging from mechanical engineering and mathematics, Chapter 9 through 11 cover control theory of material, and twelfth and 13 may be classified as computer science materials.In addition, this book emphasizes the computational aspects of the problem;for example, each chapter it mainly mechanical has a brief section calculation.This book is used to teach the class notes introduction to robotics, Stanford University in the fall of 1983 to 1985.The first and second versions have been through 2002 in use from 1986 institutions.Using the third version can also benefit from the revised and improved due to feedback from many sources.Thanks to all those who modified the author's friends.This book is suitable for advanced undergraduates the first grade curriculum.If students have contributed to the dynamics and linear algebra course in advanced language program in a basic course of statics.In addition, it is helpful, but not absolutely necessary, let the students finish the course control theory.The purpose of this book is a simple introduction to the material, intuitive way.Specifically, does not need the audience mechanical engineer strict, although much of the material is from the field.At the Stanford University, many electrical engineers, computer scientists, mathematicians find this book very readable.Here we only on the important part to extract.The main content

1、Background

The historical characteristics of industrial automation is popular during the period of rapid change.Either as a cause or an effect of automation technology, period of this change is closely linked to the world economy.Use of industrial robots, can be identified in a unique device 1960's, with the development of computer aided design(CAD)system and computer aided manufacturing(CAM)system, the latest trends, automated manufacturing process.The technology is the leading industrial automation through another transition, its scope is still unknown.In the northern America, machinery and equipment used in early 80's of the 20th century, the late 80's of the 20th century a short pull.Since then, the market more and more(Figure 1.1), although it is affected by economic fluctuations, all the market.Figure 1.2 shows the robots were installed in a large number of annual world industrial zone.Notably, the number of Japan's report is different from other areas: they count the number of machine of robot in other parts of the world are not considered robot(instead, they would simply be considered “factory machines”).Therefore, the reported figures for the Japanese exaggerated.One of the main reason for the growth in the use of industrial robots is that they are falling costs.Fig.1.3 shows that, in the last century 90's ten years, robot prices dropped although human labor costs.At the same time, the robot is not only cheaper, they become more effective and faster, more accurate, more flexible.If we factor these quality adjusted to the number, the use of robots to decrease the cost of even than their price tag faster.More cost-effective in the robot they become, as human labor to become more expensive, more and more industrial work become robot automation candidate.This is the most important trend to promote the industrial robot market growth.The second trend is, in addition to the economic, as robots become more can become more tasks they can do, may have on human workers engaged in dangerous or impossible.Industrial robots perform gradually get more complex, but it is still, in 2000, about 78% installation welding or material handling robot in USA robot.A more challenging field, industrial robots, accounted for 10% unit.This book focuses on the dynamics and control of the most important forms of industrial robot, manipulator.What is the industrial robot is sometimes debate.Equipment, as shown in Figure 1.4 is always included, and CNC milling machine(NC)is usually not.The difference lies in the programmable complex place if a mechanical device can be programmed to perform a variety of applications, it may be an industrial robot.This is the part of a limited class of tasks are considered fixed automation.For the purpose of this difference, do not need to be discussed;the basic properties of most materials suitable for various programmable machine.In general, the mechanical and control research of the mechanical hand is not a new science, but a collection of the theme from the “classic” field.Mechanical engineering helps to machine learning methods for static and dynamic conditions.The mathematical description of movement of the tool manipulator space supply and other attributes.Provide design evaluation tool to realize the motion and force the desired algorithm control theory.Electrical engineering technology applied in the design of electrical engineering technology for sensor applied in design and industrial robot interface sensor, are programmed to perform the required task of basic computer science and the equipment.Figures：

FIGURE 1.1: Shipments of industrial robots in North America in millions of US

dollars

FIGURE 1.2: Yearly installations of multipurpose industrial robots for 1995-2000 and

forecasts for 2001-2004

FIGURE 1.3: Robot prices compared with human labor costs in the 1990s

FIGURE 1.4:The Adept 6 manipulator has six rotational joints and is popular in many applications.Courtesy of Adept Technology, Inc.2、Control of mechanical arm In the study of robots, 3D spatial position we constantly to the object of interest.These objects are all manipulator links, parts and tools, it deals, and other objects in the robot's environment.In a coarse and important level, these objects are described by two attributes: the position and direction.Of course, a direct interest in the topic is the attitude in which we represent these quantities and manipulate their mathematics.In order to describe the human body position in space and direction, we will always highly coordinate system, or frame, rigid object.Then we continue to describe the position and orientation of the reference frame of the coordinate system.Any framework can be used as a reference system in the expression of a body position and direction, so we often think of conversion or transformation of the body of these properties from one frame to another description.The 2 chapter discusses the Convention methods of dealing with job descriptions discussed method of treating and post convention described positioning and manipulation of coordinate system the quantity and mathematics different.Well developed skills relevant to the position and rotation of the description and is very useful in the field of rigid robot.Kinematics is the science of sports, the movement does not consider the force which resulted in it.In the scientific research of kinematics, a position, velocity, acceleration, and the location variable high order derivative(with respect to time of all or any of the other variables(S)).Therefore, the kinematics of manipulator is refers to the geometric and temporal characteristics of all movement.The manipulator comprises nearly rigid connection, which is the relative movement of the joint connection of adjacent links.These nodes are usually instrument position sensor, so that adjacent link is a relative position measurement.In the case of rotating or rotary joint, the displacement is called the joint angle.Some robots including sliding(or prism)connection, in which the connection between the relative displacement is a translation, sometimes called the joint offset.The manipulator has a number of independent position variables are specified as the mechanism to all parts of the.This is a very general term, any mechanism.For example, a four connecting rod mechanism has only one degree of freedom(even with three members of the movement).In the case of the typical industrial robots, because the robots is usually an open kinematic chain, because each joint position usually define a variable, the node is equal to the number of degrees of freedom.The free end of the link chain consisting of the manipulator end effector.According to the application of robot, the end effector can be a starting point, the torch, electromagnet, or other device.We usually by mechanical hand position description framework description tool, which is connected to the end effector, relative to the base, the base of the mobile manipulator.In the study of mechanical operation of a very basic problem is the kinematics.This is to compute the position of mechanical static geometric problems in hand terminal positioning.Specifically, given a set of joint angles, the forward kinematics problem is to compute the position and orientation relative to the base of the tool holder.Sometimes, we think this is a change from the joint space is described as a manipulator position that Cartesian space description.“This problem will be discussed in the 3 chapter.In the 4 chapter, we will consider the inverse kinematics problem.The problems are as follows: the end effector position and direction of the manipulator, computing all possible joint angle, can be used to achieve the position and direction of a given.(see Figure 1.7.)This is a practical problem of manipulator is fundamental.This is quite a complex geometry problem, the conventional solution in tens of thousands of humans and other biological systems time every day.In a case like a robot simulation system, we need to create computer control algorithm can make the calculation.In some ways, the solution to this problem is the most important element in the operating system.This is quite a complex geometry problem, the conventional solution in tens of thousands of humans and other biological systems time every day.In a case like a robot simulation system, we need to create computer control algorithm can make the calculation.In some ways, the solution to this problem is the most important element in the operating system.We can use this problem as a mapping on 3D Descartes ”position“ space ”position“ in the robot joint space.This need will occur when the 3D spatial objects outside the specified coordinates.Lack of this kind of algorithm some early robot, they just transfer(sometimes by hand)required for the position, and then be recorded as a common set of values(i.e., as a position in joint space for later playback).Obviously, if the playback position and motion pattern recording and joint of the purely robot in Cartesian space, no algorithm for the joint space is necessary.However, the industrial robot is rare, the lack of basic inverse kinematics algorithm.The inverse kinematics problem is not a simple forward kinematics of A.The equation of motion is nonlinear, their solution is not always easy(or even possible in a closed form).At the same time, the existing problems of solutions and multiple solutions occur.The study of these problems provides an appreciation of what the human mind nervous system is achieved when we, there seems to be no conscious thought, object movement and our arms and hands operation.Manipulator is a solution of the presence or absence of a given definition of work area.A solution for the lack of means of mechanical hands can not reach the desired position and orientation, because it is in the manipulator working area.In addition to static positioning problem, we can analyze the robot motion.Usually, the analysis in the actuator velocity, it is convenient to define a matrix called the Jacobi matrix of the manipulator.The speed of Jacobi matrix specified in Descartes from the velocity mapping space and joint space.(see Figure 1.8.)This mapping configuration of the manipulator changes the natural changes.At some point, called a singularity, this mapping is not to make the transformation.This phenomenon are important to the understanding of the mechanical hand designers and users.Figures：

FIGURE 1.5: Coordinate systems or ”frames“ are attached to the manipulator and to

objects in the environment.FIGURE 1.6: Kinematic equations describe the tool frame relative to the base frame

as a function of the joint variables.FIGURE 1.7: For a given position and orientation of the tool frame, values for the joint variables can be calculated via the inverse kinematics.FIGURE 1.8: The geometrical relationship between joint rates and velocity of the end-effector can be described in a matrix called the Jacobian.3、Symbol Symbol is always the problems in science and engineering.In this book, we use the following convention: First: Usually, uppercase variables vector or matrix.Scalar lowercase variables.Second：Tail buoy use(such as the widely accepted)indicating inverse or transposed matrix.Third：Tail buoy not subject to strict conventions, but may be that the vector components(for example, X, Y, Z)or can be used to describe the PBO / P in a position of the bolt.Fourth：We will use a lot of trigonometric function, we as a cosine symbol angle E1 can adopt the following methods: because the E1 = CE1 = C1.In the vector sign note general: many mechanics textbook treatment number of vector at a very abstract level and often used vector is defined relative to expression in different coordinate systems.The most obvious example is, in addition to vector is relative to a given or known a different frame of reference.This is usually very convenient, resulting in compact structure, elegant formula.For example, consider the angular velocity, connected in series with the last body ° W4 'four rigid body(such as the manipulator links)relative to the fixed seat chain.Due to the angular velocity vector addition, angular velocity equation at last link we can write a very simple vector:

However, unless the information is relative to a common coordinate system, they cannot be concluded, therefore, although elegant, equation(1.1)calculation.Most of the ”work“.A case study of the manipulator, such statements,(1.1)work coordinate system hidden bookkeeping, which is often we need to practice.Therefore, in this book, we put the symbol reference frame vectors, we don't and carrier, unless they are in the same coordinate system.In this way, we derive expressions for computing numerical solution, ”bookkeeping" problem can be directly applied to the actual.Summary The robot is a typical electromechanical integration device, it uses the latest research results of machinery and precision machinery, microelectronics and computer, automation control and drive, sensor and information processing and artificial intelligence and other disciplines, with the development of economy and all walks of life to the automation degree requirements increase, the robot technology has been developing rapidly, the emergence of a variety of robotic products.The utility of robot products, not only can solve many practical problems difficult to solve by manpower, and the promotion of industrial automation process.At present, the research and development of robot relates to many aspects of the technology, the complexity of system structure, development and development cost is generally high, limiting the application of the technology, to some extent, therefore, the development of economic, practical, high reliability of robot system with a wide range of social significance and economic value.Based on the design of mechanical structure and drive system, the kinematics and dynamics of the cleaning robot is analyzed.Kinematics analysis is the basis of path planning and trajectory control of the manipulator, the kinematics analysis, inverse problem can complete the operation of space position and velocity mapping to drive space, using the homogeneous coordinate transformation method has been the end of manipulator position and arthrosis transform relations between the angle, geometric analysis method to solve the inverse kinematics problem of manipulator, provides a theoretical basis for control system design.The robot dynamics is to study the relationship between the motion and force of science, the purpose of the study is to meet the need of real-time control, this paper use straightaway language introduced the related mechanical industrial robots and control knowledge for us, pointing the way for our future research direction.Robot is a very complicated learning, in order to go into it, you need to constantly learn, the road ahead is long, I shall search.機(jī)器人學(xué)入門

力學(xué)與控制

摘要

本書介紹了科學(xué)與工程機(jī)械操縱。這一分支學(xué)科的機(jī)器人已經(jīng)在幾個經(jīng)典的領(lǐng)域為基礎(chǔ)的。主要的相關(guān)的領(lǐng)域是力學(xué)，控制理論，計算機(jī)科學(xué)。在這本書中，第1章通過8個主題涵蓋機(jī)械工程和數(shù)學(xué)，第9章通過11個蓋控制理論材料，第12和13章可能被歸類為計算機(jī)科學(xué)材料。此外，這本書強(qiáng)調(diào)在計算方面的問題；例如，每章這方面主要以力學(xué)有一個簡短的章節(jié)計算考慮。這本書是從課堂筆記用來教機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論，斯坦福大學(xué)在1983的秋天到1985。第一和第二版本已經(jīng)通過2002在從1986個機(jī)構(gòu)使用。第三版也可以從中受益的使用和采用的修正和改進(jìn)由于許多來源的反饋。感謝所有那些誰修正了作者的朋友們。這本書是適合高年級本科生一年級的課程。如果學(xué)生已經(jīng)在靜力學(xué)的一門基礎(chǔ)課程有助于動力學(xué)和線性代數(shù)課程可以在高級語言程序。此外，它是有幫助的，但不是絕對必要的，讓學(xué)生完成入門課程控制理論。本書的目的是在一個簡單的介紹材料，直觀的方式。具體地說，觀眾不需要嚴(yán)格的機(jī)械工程師，雖然大部分材料是從那場。在斯坦福大學(xué)，許多電氣工程師，計算機(jī)科學(xué)家，數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)這本書很易讀。在這里我們僅對其中重要部分做出摘錄。

主要內(nèi)容

1、背景

工業(yè)自動化的歷史特點是快速變化的時期流行的方法。無論是作為一個原因或一個效果，這種變化的時期自動化技術(shù)是緊密聯(lián)系在一起的世界經(jīng)濟(jì)。利用工業(yè)機(jī)器人，成為可識別在1960年代的一個獨特的裝置，隨著計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）系統(tǒng)和計算機(jī)輔助制造（CAM）系統(tǒng)的特點，最新的趨勢，制造業(yè)的自動化過程。這些技術(shù)是領(lǐng)先的工業(yè)自動化 通過另一個過渡，其范圍仍然是未知的。在美國北部，在早期有機(jī)器設(shè)備多采用世紀(jì)80年代，其次是上世紀(jì)80年代后期一個簡短的拉。自那時起，市場越來越多的（圖1.1），雖然它是受經(jīng)濟(jì)波動，是所有市場。圖1.2顯示的機(jī)器人被安裝在大數(shù)每年世界各國的工業(yè)區(qū)。值得注意的是，日本的報告數(shù)量有所不同從其他地區(qū)一樣：他們算一些機(jī)器的機(jī)器人在世界的其他地方都沒有考慮機(jī)器人（而不是，他們會簡單地認(rèn)為是“工廠的機(jī)器”）。因此，該報告的數(shù)字為日本有些夸大。

在工業(yè)機(jī)器人的使用增長的一個主要原因是他們正在下降成本。圖1.3表明，在上世紀(jì)90年代的十年中，機(jī)器人的價格下降了雖然人類的勞動成本增加。同時，機(jī)器人不只是越來越便宜，他們變得更有效更快，更準(zhǔn)確，更靈活的。如果我們的因素這些質(zhì)量調(diào)整成數(shù)，使用機(jī)器人的成本下降甚至比他們的價格標(biāo)簽更快。在他們的工作機(jī)器人變得更具成本效益的，作為人類勞動繼續(xù)變得更加昂貴，越來越多的工業(yè)工作成為機(jī)器人自動化的候選人。這是最重要的趨勢推動了工業(yè)機(jī)器人的市場增長。第二個趨勢是，除了經(jīng)濟(jì)，隨著機(jī)器人變得更能成為他們能夠做的更多以上的任務(wù)，可能對人類工人從事危險的或不可能的。工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行逐步得到更多的應(yīng)用復(fù)雜的，但它仍然是，在2000年，大約78%安裝在美國進(jìn)行焊接或材料搬運機(jī)器人的機(jī)器人。

一個更具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人，占10%裝置。這本書著重于力學(xué)和最重要的形式控制的工業(yè)機(jī)器人，機(jī)械手。到底什么是工業(yè)機(jī)器人是有時辯論。設(shè)備，如圖1.4所示是總是包括在內(nèi)，而數(shù)控（NC）銑床通常不。區(qū)別在于的可編程的復(fù)雜的地方如果一個設(shè)備機(jī)械設(shè)備可以被編程為執(zhí)行各種應(yīng)用程序，它可能是一個工業(yè)機(jī)器人。這是最機(jī)部分有限的一類的任務(wù)被認(rèn)為是固定的自動化。為目的本文的區(qū)別，不需要討論；大多數(shù)材料的基本性質(zhì)適用于各種可編程機(jī)。

總的來說，其力學(xué)和控制機(jī)械手的研究不是一個新的科學(xué)，而只是一個收集的主題從“經(jīng)典”的領(lǐng)域。機(jī)械工程有助于機(jī)器學(xué)習(xí)方法靜態(tài)和動態(tài)的情況下。數(shù)學(xué)描述空間供應(yīng)工具機(jī)械手的運動和其他屬性?？刂评碚撎峁┝斯ぞ咭詫崿F(xiàn)所期望的運動和力的應(yīng)用評價算法設(shè)計。電氣工程技術(shù)施加在傳感器的設(shè)計電氣工程技術(shù)施加在傳感器的設(shè)計和工業(yè)機(jī)器人接口，與計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)這些設(shè)備進(jìn)行編程以執(zhí)行所需任務(wù)。

附圖：

圖1.1在數(shù)以百萬計的人在美國北部的工業(yè)機(jī)器人的出貨量美元

圖1.2 年安裝的多用途的工業(yè)機(jī)器人1995-2000年和2001年至2004年預(yù)測

圖1.3 機(jī)器人的價格與上世紀(jì)90年代的人類勞動成本的比較

圖1.4 嫻熟的6臂有六個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)（流行于眾多制造行業(yè)）

2、力學(xué)和機(jī)械臂的控制

機(jī)器人的研究中，我們不斷的關(guān)注對象的位置三維空間。這些對象是機(jī)械手的鏈接，零件和工具，它的交易，并在機(jī)器人的環(huán)境的其他對象。在一個粗而重要的水平，這些對象是由兩個屬性描述：位置和方向。當(dāng)然，一個直接感興趣的話題是態(tài)度在我們所代表的這些量和操縱他們的數(shù)學(xué)。

為了描述人體在空間中的位置和方向，我們將始終高度坐標(biāo)系統(tǒng)，或框架，嚴(yán)格的對 象。然后我們繼續(xù)相對于一些參考描述該幀的位置和方向坐標(biāo)系統(tǒng)。任何框架可以作為一個參考系統(tǒng)內(nèi)的表達(dá)一個身體的位置和方向，所以我們經(jīng)常認(rèn)為轉(zhuǎn)化或改變身體的這些屬性從一幀到另一個的描述。2章討論了公約的方法處理與職位描述討論了公約的方法處理與職位描述定位和操縱這些量與數(shù)學(xué)不同的坐標(biāo)系統(tǒng)。發(fā)展良好的技能有關(guān)的位置和旋轉(zhuǎn)的描述甚至在剛體機(jī)器人領(lǐng)域是非常有用的。

運動學(xué)是科學(xué)的運動，對運動不考慮力這導(dǎo)致它。在運動學(xué)的科學(xué)研究，一個位置，速度，加速度，和所有的高階導(dǎo)數(shù)的位置變量（相對于時間或任何其他變量（S））。因此，機(jī)械手的運動學(xué)研究是指所有的運動的幾何和時間特性。機(jī)械手包括近剛性連接，這是由關(guān)節(jié)連接允許相鄰鏈接的相對運動。這些節(jié)點通常儀表有位置傳感器，使鄰近的鏈接是相對位置測量。在旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)接頭的情況下，這些位移被稱為關(guān)節(jié)角度。一些機(jī)器人包含滑動（或棱鏡）連接，其中之間的聯(lián)系相對位移是一個翻譯，有時也被稱為聯(lián)合偏移量。機(jī)械手具有數(shù)獨立的位置的變量會被指定為定位該機(jī)制的所有部分。這是一個總稱，任何機(jī)制。為例如，一個四連桿機(jī)構(gòu)只有一個自由度（即使有三運動的成員）。在典型的工業(yè)機(jī)器人的情況下，因為機(jī)器人通常是一個開放的運動鏈，因為每個關(guān)節(jié)的位置通常定義一個變量，節(jié)點的數(shù)目等于自由度。

在鏈接組成的機(jī)械手的末端執(zhí)行器的自由端鏈。根據(jù)機(jī)器人的應(yīng)用，末端執(zhí)行器可以是一個抓手，焊槍，電磁鐵，或其他裝置。我們一般通過描述工具的框架描述的機(jī)械手的位置，這是連接到端部執(zhí)行器，相對于底座，所對移動機(jī)械手的基礎(chǔ)。在機(jī)械操作的研究一個非?；镜膯栴}就是了運動學(xué)。這是計算的位置的靜態(tài)幾何問題機(jī)械手的末端定位。具體而言，給定一組關(guān)節(jié)角，正向運動學(xué)問題是計算位置和方向工具架相對于底座。有時，我們認(rèn)為這是改變從關(guān)節(jié)空間描述為一個機(jī)械手位置的表示笛卡爾空間的描述。“這個問題將在3章探討。在4章中，我們將考慮的逆運動學(xué)問題。這個問題提出了如下：給出了末端執(zhí)行器的位置和方向機(jī)械手，計算所有可能的關(guān)節(jié)角度，可以用來實現(xiàn)這個給定的位置和方向。（見圖1.7。）這是一個根本性的問題機(jī)械手的實際應(yīng)用。這是一個相當(dāng)復(fù)雜的幾何問題，常規(guī)的解決在人類和其他生物系統(tǒng)時間每天成千上萬。在一個案例像一個機(jī)器人仿真系統(tǒng)，我們需要創(chuàng)建的控制算法計算機(jī)可以使這個計算。在某些方面，這個問題的解決方案是在操作系統(tǒng)中最重要的元素。

這是一個相當(dāng)復(fù)雜的幾何問題，常規(guī)的解決在人類和其他生物系統(tǒng)時間每天成千上萬。在一個案例像一個機(jī)器人仿真系統(tǒng)，我們需要創(chuàng)建的控制算法計算機(jī)可以使這個計算。在某些方面，這個問題的解決方案是在操作系統(tǒng)中最重要的元素。

我們可以把這個問題作為一個映射在三維笛卡爾的“位置”空間的“位置”在機(jī)器人的關(guān)節(jié)內(nèi)的空間。這需要自然會出現(xiàn)每當(dāng)目標(biāo)外部三維空間指定的坐標(biāo)。一些早期的機(jī)器人缺乏這種算法，他們只是轉(zhuǎn)移（有時用手）所需的的位置，然后被記錄為一組共同的值（即，作為一個位置關(guān)節(jié)空間）用于以后回放。顯然，如果機(jī)器人用純粹的模式記錄和關(guān)節(jié)的位置和運動的播放，沒有算法有關(guān)的關(guān)節(jié)空間的笛卡爾空間是必要的。然而，是罕見的工業(yè)機(jī)器人，缺乏基本的逆運動學(xué)算法。逆運動學(xué)問題不是簡單的正向運動學(xué)一個。由 于運動方程是非線性的，他們的解決方案并不總是容易（甚至可能在一個封閉的形式）。同時，對存在的問題解和多解的出現(xiàn)。這些問題的研究提供了一個欣賞什么人的心靈神經(jīng)系統(tǒng)是實現(xiàn)當(dāng)我們，似乎沒有有意識的思考，移動和我們的雙臂和雙手操作的對象。一個解的存在或不存在的定義工作區(qū)一個給定的機(jī)械手。一個解決方案的缺乏意味著機(jī)械手不能達(dá)到所需的位置和方向，因為它在機(jī)械手的外工作區(qū)。

除了處理靜態(tài)定位問題，我們不妨分析機(jī)器人的運動。通常，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度分析，它是方便的定義一個矩陣的數(shù)量稱為機(jī)械手的雅可比矩陣.指定的速度雅可比矩陣在笛卡爾從關(guān)節(jié)空間的速度映射空間。（見圖1.8。）這種映射配置的自然變化機(jī)械手的變化。在某些點，稱為奇點，這映射是不使轉(zhuǎn)化。這一現(xiàn)象的理解是設(shè)計師和用戶的重要機(jī)械手。

附圖：

圖1.5 坐標(biāo)系統(tǒng)或“幀”連接到機(jī)械手環(huán)境中的物體

圖1.6運動學(xué)方程描述刀具架相對于底座作為一個聯(lián)合變量的函數(shù)

圖1.7 對于一個給定的位置和方向的工具框架，值為關(guān)節(jié)變量可以通過逆運動學(xué)計算

圖1.8 聯(lián)合率和速度之間幾何關(guān)系端部執(zhí)行器可以在一個矩陣描述了所謂的雅可比矩陣

3、標(biāo)識符號

符號一直是科學(xué)和工程問題。在這本書中，我們使用以下公約： 第一、通常，大寫變量表示的向量或矩陣。小寫的變量的標(biāo)量。第二、尾標(biāo)使用（如被廣泛接受的）指示逆或轉(zhuǎn)置矩陣。

第三、尾標(biāo)不受嚴(yán)格的公約，但可能表明向量的組件（例如，X，Y，Z）或可用于述在PBO / P一個螺栓的位置。

第四、我們將使用許多三角函數(shù)，我們?yōu)橐粋€余弦符號角E1可以采用下列方式：因

為E1 = CE1 = C1。

在一般的矢量符號注：許多力學(xué)教材處理矢量在一個非常抽象的層次上的數(shù)量和經(jīng)常使用向量定義相對于在表達(dá)不同的坐標(biāo)系統(tǒng)。最明顯的例子是，除了向量是給定的或已知的相對于不同的參考系。這是通常很方便，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)緊湊，有優(yōu)雅的公式。為例如，考慮角速度，在串聯(lián)連接的最后一次身體°W4 '四剛體（如機(jī)械手的鏈接）相對的固定座鏈。由于角速度矢量相加，我們可以寫一個非常簡單的向量的最后環(huán)節(jié)的角速度方程：

然而，除非這些量是相對于一個共同的坐標(biāo)表示系統(tǒng)，他們不能總結(jié)，所以，雖然優(yōu)雅，方程（1.1）隱藏大部分的“工作”的計算。為研究個案機(jī)械手，這樣的陳述，（1.1）隱藏簿記的工作坐標(biāo)系統(tǒng)，這往往是我們需要實踐的想法。因此，在這本書中，我們把符號參考框架向量，我們不要和載體，除非他們在同一坐標(biāo)系統(tǒng)。在這種方式中，我們推導(dǎo)出的表達(dá)式，解決“記賬”問題可直接應(yīng)用于實際的數(shù)值計算。

總結(jié)

機(jī)器人是典型的機(jī)電一體化裝置，它綜合運用了機(jī)械與精密機(jī)械、微電子與計算機(jī)、自動控制與驅(qū)動、傳感器與信息處理以及人工智能等多學(xué)科的最新研究成果，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和各行各業(yè)對自動化程度要求的提高，機(jī)器人技術(shù)得到了迅速發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣的機(jī)器人產(chǎn)品。機(jī)器人產(chǎn)品的實用化，既解決了許多單靠人力難以解決的實際問題，又促進(jìn)了工業(yè)自動化的進(jìn)程。目前，由于機(jī)器人的研制和開發(fā)涉及多方面的技術(shù)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開發(fā)和研制的成本普遍較高，在某種程度上限制了該項技術(shù)的廣泛應(yīng)用，因此，研制經(jīng)濟(jì)型、實用化、高可靠性機(jī)器人系統(tǒng)具有廣泛的社會現(xiàn)實意義和經(jīng)濟(jì)價值。在完成機(jī)械結(jié)構(gòu)和驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上，對物料抓取機(jī)械手運動學(xué)和動力學(xué)進(jìn)行了分析。運動學(xué)分析是路徑規(guī)劃和軌跡控制的基礎(chǔ)，對操作臂進(jìn)行了運動學(xué)正、逆問題的分析可以完成操作空間位置和速度向驅(qū)動空間的映射，采用齊次坐標(biāo)變換法得到了操作臂末端位置和姿態(tài)隨關(guān)節(jié)夾角之間的變換關(guān)系，采用幾何法分析了操作臂的逆向運動學(xué)方程求解問題，對控制系統(tǒng)設(shè)計提供了理論依據(jù)。機(jī)器人動力學(xué)是研究物體的運動和作用力之間的關(guān)系的科學(xué)，研究的目的是為了滿足是實時性控制的需要，本文用通俗易懂的語言為我們介紹了工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)力學(xué)與控制的知識，為我們以后的研究方向指明了道路。機(jī)器人的研究是一門非常復(fù)雜的學(xué)問，為了深入去探究它的方方面面，就需要不斷的去學(xué)習(xí)，正所謂路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。

第五篇：學(xué)生提交畢業(yè)設(shè)計(論文)成果的要求

學(xué)生提交畢業(yè)設(shè)計（論文）成果的要求

1.畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）的撰寫要用昆明理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）專用紙。

2.畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）按下列順序整理裝訂成刪，在裝訂時訂在紙張的左邊。

（1）封面

（2）任務(wù)書

（3）題目，作者學(xué)校、班級、姓名，指導(dǎo)老師單位、姓名、職稱（務(wù)），與此相對應(yīng)的外文（外文另起一頁）

（4）目錄

（5）中文摘要及中文關(guān)鍵詞，與此相對應(yīng)的外文（外文另起一頁）

（6）前言

（7）正文

（8）結(jié)論

（9）總結(jié)與體會

（10）謝辭

（11）參考文獻(xiàn)（查閱文獻(xiàn)原則上不少于15篇，外文不少于1篇）

（12）附錄

① 對于一些有參考價值、但不宜放在正文中的內(nèi)容，可編入畢業(yè)設(shè)計（論文）的附錄中。如：公式的扮演、符合說明等。

② “工程設(shè)計類”課題的設(shè)計計算書

③ 對“軟件類”課題，軟件主要模塊的功能與設(shè)計思路（框圖）、程序中箱號與變量說明、軟件使用說明、編寫的算法程序等

④ 翻譯的與課題有關(guān)的外文資料原文復(fù)印件

⑤ 外文資料的中文翻譯（譯文不少于3000漢字，必須是與設(shè)計有關(guān)的外文資料）

3.“其他資料”按下列順序整理、裝訂成冊，在裝訂時訂在紙張的左邊。

（1）封面（其他材料部分）

（2）其他材料清單或目錄

（3）“工程技術(shù)類”、“軟件類”課題，非理工婁專業(yè)的論文的開題報告

（4）昆明理工大學(xué)設(shè)計設(shè)計（論文）成績評定表（指導(dǎo)老師、評閱人、答辯委員評分及評語）

（5）昆明理工大學(xué)設(shè)計設(shè)計（論文）指導(dǎo)老師指導(dǎo)記錄表

（6）昆明理工大學(xué)設(shè)計設(shè)計（論文）答辯記錄表

4.資料袋裝的要求

（1）畢業(yè)設(shè)計（論文）的成果要裝訂在學(xué)校特制的資料袋中，成果包括：裝訂成冊的畢業(yè)設(shè)計說明書或論文，裝訂成冊的畢業(yè)設(shè)計說明書或論文的“其他材料”，圖紙等。

（2）雪上畢業(yè)設(shè)計（論文）的所有成果如電子文檔，需將所完成的畢業(yè)設(shè)計（論文）所有成果拷貝到軟件盤上，軟盤上寫明題目、作者學(xué)校、班級、姓名、軟盤裝入資料袋，與其他成果一同提交。

（3）“軟件類”課題還必須：將開發(fā)的軟件（源程序和執(zhí)行程序）拷貝到軟盤上，軟盤標(biāo)簽上寫明題目、作者學(xué)校、班級、姓名、源程序和執(zhí)行程序文件名，軟盤裝入資料袋，與其他成果一同提交。（由多個學(xué)生完成的題目，軟盤可交由指導(dǎo)教師保管，但須注明）。