一种桁架式机械手结构设计与分析开题报告

1. 研究目的与意义

（1）研究背景

机械手臂技术在机械生产制造行业占据重要位置，不仅能够运用自动化设备进行生产，还可以维持相关设备的运行，已经成为机械产品生产环节不可或缺的元素之一。在20世纪70-80年代期间，我国开始从事机器人基础理论的研究，在机器人造助学、机构学等方面取得了一定的进展。在国内工业机器人领域，最早进行技术探索的就是桁架式(坐标)机械手领域，特别是小型坐标类机器人；到20世纪90年代，通过技术引进和自主研发相结合，国内桁架式机械手技术研发水平有了较大的提升；进入21世纪，我国桁架式机械手产业化逐渐成形，在经济增长和下游需求市场爆发的带动下，行业实现了快速增长。现阶段我国机械工程领域大多采用人工的方式，完成上下料以及成品分拣等相关工作，但随着生产需求量的增加，这种传统的加工方式已经远不能满足加工需求，其次这种以人工为主的加工方式还呈现出加工效率低、占地面积大、劳动力压力大等缺点，无法满足大规模的生产加工。在这种情况现状之下，机械机床桁架机械手臂的需求量不断提高。

（2）研究目的及意义

2. 研究内容和预期目标

（1）主要研究内容

调研桁架式机械手系统基本结构，了解典型桁架式机械手应用要求和机械结构原理，完成相关机械系统方案设计；开展系统结构设计建立，完成二维三维模型，绘制零件图图纸；对部分关键器件选型，并进行校核计算和分析优化；优化桁架式机械手控制流程，完善自动化系统设计。

（2）预期目标

3. 研究的方法与步骤

（1）拟采用研究方法

① 开展文献资料和原理方法调研，选择合理的机械系统设计方案；

② 采用solidworks构建系统模型。solidworks软件功能强大，组件繁多是主流的三维cad解决方案。solidworks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。

4. 参考文献

[1] hou z, ma s, zeng q, et al. kinematics analysis and self-collision detection of truss type multi-robot cooperative welding platform [j]. procedia cirp, 2019, 81: 488-493.

[2] jiang z, huang h, huang h, et al. a truss-type deployable manipulator actuated by parallel twisted and coiled nylon fiber actuator[c]//2020 ieee international conference on real-time computing and robotics (rcar). ieee, 2020: 105-110.

[3] 徐明明. 基于桁架结构的多工位冷镦机换模机械手优化设计与仿真分析[d].温州大学,2019.

5. 计划与进度安排

（1）2024-1-15～2024-3-05 调研文献资料，进行文献综述，撰写开题报告，翻译英文文献；

（2）2024-3-06～2024-3-31 查阅相关资料，深入了解桁架式机械手系统组成，开展系统初步的机械结构设计、控制方案研究；

（3）2024-4-01～2024-4-30 优化桁架式机械手机械设计方案，开展关键部件参数选型计算和自动控制系统设计工作，完善相关辅助系统的设计；