開題報告學(xué)生姓名學(xué)號專業(yè)指導(dǎo)教師職稱所在院系課題來源D．自擬課題課題性質(zhì)課題名稱移動分揀機器人系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容和意義課題內(nèi)容：目前助力搬運機械手應(yīng)用非常廣泛，本文通過分析助力搬運機械手在智能搬運實際應(yīng)用過程中的發(fā)展情況，助力搬運機械手目前的發(fā)展情況以及具體的應(yīng)用情況及其具體的分類進行了具體的分析與闡述，為后續(xù)所設(shè)計的助力搬運機械手的的方案設(shè)計提供了一定的理論依據(jù)，主要內(nèi)容包括：（1）懸掛式助力機械手總體方案設(shè)計；（2）懸掛式助力機械手機械手臂的設(shè)計；（3）懸掛式助力機械手控制系統(tǒng)設(shè)計；（4）PLC的程序編寫；課題的意義：助力機械手又被稱之為氣動平衡助力機械手，通過使用助力機械手，可以有效地降低工人的勞動強度。其在體積大的重物以及易碎物品的搬運中體現(xiàn)了平穩(wěn)輕便的優(yōu)勢，即保證了定位的準確，又保證了操作工人的安全。常見的氣動平衡助力機械手分為立柱式和懸掛式兩種，其機械結(jié)構(gòu)分別如圖1-1、圖1-2所示。圖1-1立柱式機械手圖1-2懸掛式機械手通過國內(nèi)外發(fā)展狀況的對比分析，不難看出目前各個國家對于機器人的研究都十分重視，而目前機器人的設(shè)計絕大部分都是圍繞立柱式機器人所展開，對于懸掛式助力機械手方面的研究相對較少，但是這并不意味著懸掛式機械手應(yīng)用面窄，相對于立柱式機械手而言，懸掛式具有以下優(yōu)點：（1）懸掛式機械手整體都懸掛于橫梁之上，通過橫梁將貨物從初始位置移動到指定位置，在移動過程中，可以有效減少夾具以及其他裝置的使用，提升生產(chǎn)線的自動化程度。（2）懸掛式機械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計相對簡單，可以降低生產(chǎn)成本。（3）懸掛式助力機械手采用了氣動驅(qū)動，其控制使用PLC進行控制，故而其質(zhì)量較輕，可以實現(xiàn)較大的驅(qū)動力，控制起來比較容易，運輸貨物過程也比較平穩(wěn)。綜上，懸掛式助力機械手是現(xiàn)代工業(yè)實現(xiàn)自動化過程中所不可缺少的，對其的研究與設(shè)計也十分具有現(xiàn)實意義。本次將設(shè)計一套懸掛式助力機械手，通過桁架使機械手完成各個方位的搬運，以達到節(jié)省人力資源及提升工廠生產(chǎn)效率的目的。懸掛式助力機械手預(yù)期結(jié)構(gòu)如圖1-3所示：圖1-3懸掛式助力機械手預(yù)期結(jié)構(gòu)圖文獻綜述1國外發(fā)展狀況日本在上世紀七十年代便開始了對助力搬運機械手的研究，在上世紀八十年代的時候，歷經(jīng)了數(shù)十年時間的探索與研發(fā)，日本國家對于助力機械手的設(shè)計與生產(chǎn)已經(jīng)相當純熟，繼而便將其投入到了工業(yè)的生產(chǎn)當中，助力機械手在日本的工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)達到普及之后，其國家的工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)值得到了飛速提升。從1980年的一千多億日元到1990年的六千多億日元，直至二十世紀初的一千八百五十多億日元，其經(jīng)濟的飛速發(fā)展離不開助力機械手在其工業(yè)上的普及，由此不難得出，機械手對于各個國家的工業(yè)化發(fā)展、提高其生產(chǎn)效率的作用不容小覷。到如今，日本，已經(jīng)有川崎、安川等眾多工業(yè)機器人知名品牌。在國際方面，各個國家在通過對傳統(tǒng)人力作業(yè)與機械化生產(chǎn)運輸之間進行對比之后，都意識到了機械手對于工業(yè)化生產(chǎn)的重要性。為了提高自己的經(jīng)濟競爭力，各個國家對于機械手的普及也越發(fā)重視起來，機械手的訂單也隨之增加。對于世界上其他國家，在工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展中，也逐漸意識到了機械化生產(chǎn)所帶來的巨大好處，為了提高自己在不斷發(fā)展中的市場中的競爭力，便也開始積極的投入到了機械手的研究與使用當中，全世界對于助力機械手的需求量也日益增加，各大生產(chǎn)廠家也紛紛增加對機械手的使用，機械手的成交量每年都有著倍數(shù)的增加。而在之后的社會發(fā)展中。人們逐漸意識到工業(yè)化生產(chǎn)對于生產(chǎn)效率的重要性，各大公司都將目光投向了機械手，全球機械手的需求量逐漸增多，甚至有時候出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況。僅僅2001年到2006年之間，機械手便出售了九萬多臺。各個國家都把對機械手的研究提上日程，而機械手的研究與設(shè)計涵蓋了眾多領(lǐng)域的知識，其中最主要的便是機械設(shè)計，機械制造，自動化，仿真，電工電子，傳感器元件，控制等等。正因為以上各個領(lǐng)域的發(fā)展，其領(lǐng)域之間相互綜合、相互影響，機械手的生產(chǎn)技術(shù)才能得到提高。而隨著這些領(lǐng)域的日益進步，機械手的設(shè)計制造也逐步趨于完善，其功能也變得越來越強大，工業(yè)的應(yīng)用也越來越廣泛，機械手目前的發(fā)展趨勢便是將穩(wěn)定性、維修方便性、操作便捷性、精度等方面進行進一步加強。商務(wù)業(yè)務(wù)的發(fā)展速度日新月異。例如目前，物流行業(yè)在搬運過程中，所使用的搬運方式主要還是人力搬運。一旦貨物較重，他們需要依靠許多的人力才能完成指定的運輸要求，而使用助力機械手便可以快速高效的完成搬運任務(wù)，將產(chǎn)品部件送達指定位置，此外，許多大型商場(尤其是家電領(lǐng)域)都配備了自動貨物搬運的裝置，如果該地區(qū)沒有足夠人力，分擔(dān)到單獨的人工工作量會非常大。還有一些生產(chǎn)線的搬運業(yè)務(wù)，對于這些涉及到公司切實效益的業(yè)務(wù)，生產(chǎn)線的工件運輸給車間的生產(chǎn)帶來了極大的方便。而本文所設(shè)計的助力搬運機械手搬運物品裝置速度快、安全，可以非常方便地實現(xiàn)文明裝卸、運送各類物品，而且在運輸過程中可以顯著降低工作人員的勞動強度。在此基礎(chǔ)上，針對市場需求，設(shè)計了一種助力懸掛式助力機械手，旨為企業(yè)工作人員提供方便。2國內(nèi)發(fā)展狀況我國第一臺機械手與上世紀七十年代在上海研發(fā)，隨后，中國各地便也漸漸開始了對于機械手的研發(fā)。在第七個“五年計劃”明確提出將機械手的生產(chǎn)應(yīng)用作為我國的優(yōu)先發(fā)展地位時，政府部門對于機械手研發(fā)與應(yīng)用方面的投入也越來越多，目前我國對于機械手的研發(fā)與應(yīng)用重要集中在深圳，上海，北京等經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)，其應(yīng)用涉及了醫(yī)療、教育、娛樂等各個方面。隨著社會生產(chǎn)技術(shù)的進一步步提高，工業(yè)的發(fā)展也進入了突飛猛進，對于以前的勞動密集型生產(chǎn)模式提出了挑戰(zhàn)，以前勞動密集型生產(chǎn)模式已經(jīng)越來越不能滿足如今生產(chǎn)要求，許多企業(yè)多迫切的尋求轉(zhuǎn)型，而轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵問題便在于對于上述問題的解決，向技術(shù)密集型靠攏。機械裝備制造業(yè)已經(jīng)有了與以前不同的趨勢，機器精密度大幅的提高，適應(yīng)面也不斷的增加，一些機器的體積也是大的驚人。這類高精密機器在不同的制造業(yè)已經(jīng)開始比較廣泛的推廣了，這就比較清晰的展示出了機器自動化時代的發(fā)展趨勢。中國作為發(fā)展中國家中的制造大國。更要牢牢的把握住這樣的趨勢。洞察機械裝備發(fā)展的方向，奮力直追，努力彌補與國外機械裝備的差距。因此，懸掛式助力搬運機械手機械結(jié)構(gòu)的研制，就成為了未來高精密機械研制的方向之一。如今，我國國產(chǎn)工業(yè)機器人品牌已有埃斯頓、新時代、固高科技等，形成了百花齊放的場面。作為機械裝備重要組件之一的搬運機器人，既要承載工件重量、還要有部分夾具的功能，所以它的設(shè)計非常重要，也不容忽視。參考文獻：[1]李懷政,司衛(wèi)征,曹劍君,馮永勝,張華偉,RuedigerHeim.一種貨物或者工件壓鑄件助力機械手設(shè)計與仿真[J].制造技術(shù)與機床,2021.08.002.[2]張余龍,邱夏東,胡曉靖,田祖祎.智能物料助力機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2021(08):185-186.[3]王志秦,左皓家.基于單片機的助力機械手設(shè)計[J].唐山學(xué)院學(xué)報,2020.06.002.[4]徐潤芳,王玉勤,張博文,羅韜.六自由度生活助力機械手設(shè)計[J].河南科技,2020(19):8-9.[5]陳修龍,賈振秋,孫成浩.大負載四軸助力機械手實驗平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[J].實驗科學(xué)與技術(shù),2020,18(05):13-17.[6]李玉寒,張豐,蘇璇.基于顏色識別的智能物料助力機械手設(shè)計[J].信息記錄材料,2020.04.144.[7]武文軒.助力機械手設(shè)計及誤差分析[J].精密制造與自動化,2020.01.006.[8]李奇.自動化藥房助力機械手的研究[D].華北理工大學(xué),2020.08.[9]張貴林,劉召柱,盛雪葦.多臂旋轉(zhuǎn)式助力機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[J].制造業(yè)自動化,2019,41(10):96-100.[10]王鵬.可移動式鑄件助力機械手結(jié)構(gòu)優(yōu)化與控制研究[D].安徽理工大學(xué),2019.[11]張結(jié)文.智能跟隨助力機械手設(shè)計與研究[D].合肥工業(yè)大學(xué),2019.[12]王建衛(wèi).多關(guān)節(jié)型搬運機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2015年17期.[13]黃培.基于S7-200的搬運機械手的控制系統(tǒng)設(shè)計[J].辦公自動化,2016,0(11):44-46.[14]Robotics;InvestigatorsfromGeorgiaInstituteofTechnologyTargetRobotics(ActiveRobot-assistedFeedingWithaGeneral-purposeMobileManipulator:Design,Evaluation,andLessonsLearned)[J].JournalofEngineering,2020.[15]SabriUzuner,NihatAkkus.5-DOFserialrobotmanipulatordesign,applicationandinversekinematicsolutionthroughanalyticalmethodandsimplesearchtechnique[J].PamukkaleUniversityJournalofEngineeringSciences,2020,26(2):.[16]DaehyungPark,YuunaHoshi,HarshalP.Mahajan,WendyA.Rogers,CharlesC.Kemp.TowardActiveRobot-Assisted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