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机械手小车毕业设计--第1页

毕业设计(论文)开题报告

题目M160机械手小车机构设计

1．目的及意义：

1.1工业机械手设计的意义

1、熟悉机械手的应用场合及有关机械手设计的步骤；

2、机械手可以提高生产过程中的自动化程度，减轻人力，便于有节奏的生产；

3、结合机械手设计这方面的知识，在设计过程中学会怎样发现问题、研究问题、解决问题。

1.2国外的机械情况

现代工业机械手起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类

变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化。

机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。他的结构

是：机体上安装回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。

1962年，美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机械手。商

名为Unimate(即万能自动)。运动系统仿造坦克炮塔，臂回转、俯仰，用液压驱动；控制系统用

磁鼓最存储装置。不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼

公司合并成立万能自动公司（Unimaton）,专门生产工业机械手。

1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运。该机械手的

中央立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再现型。虽然

这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。

1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vic-arm型工业

机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差可小于±1毫米。

美国还十分注意提高机械手的可靠性，改进结构，降低成本。如Unimate公司建立了8年机械

手试验台，进行各种性能的试验。准备把故障前平均时间（注：故障前平均时间是指一台设备可

靠性的一种量度。它给出在第一次故障前的平均运行时间），由400小时提高到1500小时，精度

可提高到±0.1毫米。

德国机器制造业是从1970年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作

业。德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。

瑞士RETAB公司生产一种涂漆机械手，采用示教方法编制程序。

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瑞典安莎公司采用机械手清理铸铝齿轮箱毛刺等。

日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进二种典型机械手后，大

力研究机械手的研究。据报道，1979年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个。

1976年个大学和国家研究部门用在机械手的研究费用42%。1979年日本机械手的产值达443亿日

元，产量为14535台。其中固定程序和可变程序约占一半，达222亿日元，是1978年的二倍。具有

记忆功能的机械手产值约为67亿日元，比1978年增长50%。智能机械手约为17亿日元，为1978年

的6倍。截止1979年，机械手累计产量达56900台。在数量上已占世界首位，约占70%，并以每年

50%～60%的速度增长。使用机械手最多的是汽车工业，其次是电机、电器。预计到1990年将有55

万机器人在工作。

第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚

至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。目前国

外已经出现了触觉和视觉机械手。

第三代机械手（机械人）则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保

持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS(FlexibleManufacturingsystem)和柔性制造单元

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