学院

机械工程学院

学生姓名

张不凡

专业

机械设计制造及自动化

班级

机制

学号

15110101042

指导教师

高  军

职   称

教授

课题名称

一种三自由度机器人的设计

Design of a robot with three degree of freedoms

起止日期

自20 19年 2 月25日 起至2019年 6月20日

一、课题来源、目的与要求：

1. 本课题拟设计一套用于装卸圆柱形金属零件的机器人，实现机器人的前进、后退，手臂的伸缩、手臂的回转以及手爪的夹持等功能。

2. 培养学生调查研究的能力，使学生能够掌握并灵活运用数学、计算机、机床装备设计等有关      知识。

3. 培养学生独立工作的能力，让学生了解和掌握解决实际问题的方法、步骤和手段。

4. 提高学生进行综合分析、解决实际问题的能力，达到巩固、扩大、深化和总结所学知识的目的。

5. 独立完成设计任务，设计一套用于装卸圆柱形金属零件的机器人。在明确课题内容和要求的前提下，学生应查阅有关资料，通过综合全面的考虑，提出解决方案。

6. 毕业设计必须认真对待，严格按时，保质保量的完成任务。设计完成的实验平台（图纸）可用于实际的加工和制造，并完成相应功能。

7. 工作量要求：工程图纸折合0#图纸不少于 4 张，要求方案可行，结构简捷合理，图纸整洁无制图错误，符合工程制图标准；设计说明书要求打印，字数不少于 1.5 万字，符合学校下发毕业论文撰写模板要求，语句通顺，说理清楚；英文翻译要求打印，英译汉不少于 5 千汉字；按学校下发毕业论设计手册模板要求，填写并打印开题报告等毕业设计手册内容。

二、主要设计内容：

本机器人由机体，传送机构，动力源和控制装置四部分组成。其中机体由小车及本体等部分组成；传送机构主要由伸缩臂及抓紧机构所组成；动力源由液压驱动和机械驱动等形式构成。

本课题的设计内容：

1. 设计一套用于装卸圆柱形金属零件的机器人；

2. 机构简单合理，实现机器人的前进、后退，手臂的伸缩、手臂的回转以及工件的夹持等功能；

3. 完成传动系统相关计算、切削力计算，工作台受力分析，各部件/零件强度、刚度计算等；

4. 完成总体结构设计、材质选择、回转系统设计、电动机或液压系统的选型等；

5. 完成装配图及相应的零件图。

三、主要设计技术指标与参数：

负载重量：10kg

重复定位精度：±1mm

各轴最大运动速度：

Z轴上下：200mm/s

θ轴回转：30°/s

R轴伸缩：200mm/s

各轴最大运动范围：

Z轴上下：550mm

θ轴回转：90°

R轴伸缩：400mm

四、分阶段指导性进度计划：

第1周—第4周     翻译英文资料，查阅相关资料，深入了解课题内容，撰写开题报告。

第5—8周         确定设计方案，进行相应计算，绘制草图。

第9周—第13周    绘制设备装配图及零件图。

第14周          整理资料，撰写毕业设计说明书。

第15周          整理打印毕业说明书（毕业论文）、毕业设计手册等，准备答辩。

第16周          整理毕业设计资料。

五、主要参考文献资料：

1. 东北工学院<<机械零件设计手册>>编写组,机械零件设计手册（上册）,冶金工业出版社，1980.

2. 杨黎明等编,机械零件设计手册,国防工业出版社，1993.

3. 蔡春源主编, 新编机械设计手册,辽宁科学技术出版社，1993.

4. <<现代综合机械设计手册>>编委会,现代综合机械设计手册,北京出版社，1999.

5. 吴宗泽主编,机械设计实用手册,化学工业出版社，2003.

6. 张利平编著，液压传动系统及设计，化学工业出版社，2005.

7.沈从全、吴秀玲主编，液压传动与控制，国防工业出版社，2005.

8. 非标准零件手册.第三版.国防工业出版社

9. 机械手及其应用.机械工业出版社

10. 液压元件样本.机械工业出版社

11. 杨长能, 张兴毅.可编程序控制器基础及应用. 第一版.重庆大学出版社,1992,1

指导教师（签字）：

20   年   月   日

系主任（签字）：

20    年   月    日