砌墙机械手设计开题报告

本科毕业设计(论文) 开题报告（含论文综述）

学 院： 机械及控制工程学院 所属教研室： 机械教研室 课题名称： 砌墙机械手设计

专业(方向)： 机械设计制造及其自动化（机电一体化） 班 级： 08-2 学号： 学 生： 指导教师： 职称： 开题日期：

一、毕业设计（论文）选题的目的和意义。[ ⑴ 课题名称；⑵ 有关的研究方向的历史、现状和发展情况分析；⑶ 前人在本选题研究领域中的工作成果简述] （1）课题名称： 砌墙机械手设计 （2）选取本课题的意义： 建筑业产业关联度高、就业容量大，是国民经济的重要生产部门。建筑业是国民经济的支柱产业，在全面建设小康社会中肩负着重要的历史使命。而建筑，无可厚非，我们会想到墙体，墙体是建筑的重要组成部分。砌体结构一直是我国量大面广的一种结构形式，适用于住房、学校、医院等各种民用建筑。 目前，房屋的墙体大都采用砖头（使用较多的是红砖，水泥砖，煤灰砖等）按一定的堆砌方式采用人工操作砌成，这就成了一个很大的问题，现在人工砌墙一天的工作量在一天600到1100块砖。人工砌墙效率低、劳动强度大，已不再符合当今建筑业的发展趋势。随着科技的进步，迫切需要一种自动取砖、砌砖的机器来代替人工。这种机器它可以将建筑工人从繁重的体力劳动中出来，它应具有砌砖整齐、粘结良好、砌体强度高等优点，应该采用程序控制，使用方便，并且生产效率高 本课题研究的砌墙机械手正可以很好的解决以上的问题，提高砌墙效率，促进我国建筑业的发展。 （3）机械手的定义、历史、现状及发展： 机械手定义：机械手就是能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。如今，将机械手应用于建筑业，促进建筑业的发展。机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等运动方式，称为机械手的自由度 。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。 本课题研究的砌墙机械手主要完成的动作是将砖头抓起，放在设定好的位置，

敷上砌墙用的水泥浆（或是石灰浆），然后压紧。因此，机械手只需3个自由度。 机械手的种类：按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；本课题研究的机械手专用机械手。 机械手的发展历史还得从机器人说起。机器人的历史并不算长，1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，机器人的历史才真正开始。机械手一般指为手部，也有简单的控制装置来控制动作的执行。 目前在我国应用的机械手主要分日系、欧系和国产三种。日系中主要有安川、OTC、松下、FANUC、川崎等公司的产品。欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU及奥地利的IGM公司。国产机械手主要是沈阳新松机械手公司产品。近几年我国机械手的需求量大幅增加，很多企业最近四年在华的销售量超过了前十几年销售量的几倍。机械手的发展前景相当不错。 （4）前人的研究成果： 对于机械手，前人已有过许多的研究。有包括应用于制造方面上的，如焊接、装配、喷涂、搬运等机械手和用于非制造方面下的特种机械手，如水下机械手、农业机械手、微文明人作机械手、医疗机械手、军用机械手、娱乐机械手等。前人对于机械手的研究已经相当成熟。本课题研究的砌墙机械手将在前人的基础上，发展而来的，而且是创新型的研究。砌墙机械手的研究将对建筑业产生巨大的影响。

二、设计或研究主要内容和重点，预期达到的目标及拟解决的主要问题和技术关键，有何创新之处。（此部分为重点阐述内容） 1、主要内容： 确定墙体类型：墙体一般采用一顺一丁（满丁、满条）、梅花丁或三顺一丁砌法一顺一丁——又称“满丁满条”，指一皮砖按照顺一皮砖按照丁的方式交替砌筑，这种砌法最为常见，对的技术要求也较低。梅花丁——指每一皮砖都有顺有丁，上下皮又顺丁交错，这种砌法难度最大，但是墙体强度最高。三顺一丁，是三皮中全部顺砖与一皮中全部丁砖间隔砌成。上下皮顺砖间竖缝错开眼2砖长；上下皮顺砖与丁砖间竖缝错开路4砖长。本课题研究的机械手定为砌满条。 机械部分：主要为手部，能完成将砖抓起，放下，敷上浆然后压紧压平等动作。 控制部分：控制系统一般包括主控板、转接板、控制按键、配套电源等部分。可根据按钮输入，完成相应的动作。 本课题研究的机械手主要就分为机械部分和控制部分。根据实际情况，完成相应的设计。： 2、本课题的重点及难点： 重点： 机械手机械部分的设计和控制部分的设计 难点： （1）控制电路的设计。 （2）设计完成后的模拟。 3、预期达到的目标：在matlab软件上模拟完成相应的砌墙动作。 4、本设计的创新之处： ①维护简单方便；②成本低；③砌墙效率高

三、研究方案：[ ⑴ 技术方案（有关方法、技术路线、技术措施）；⑵ 实施方案所需的条件（技术条件、试验条件等）] [1] 研究方案主要有： 研究前人关于此课题的成果，结合资料和自己的辩证思考得出自己对于这一课题的新认识，并以实践的方式加以证明：根据机械能够完成的动作，先设计好机械手部，并设计好控制电路，将机械部分和控制部分连接到一起，利用相关软件进行模拟完成。 [2] 实施方案所需的条件： 1. 去图书馆资料库查阅相关书籍，借助于网上数字图书馆收集相关资料 2. 学术期刊网论文资料 3. 实物实验研究 4. 先进的网络设施 5. 在导师的帮助和指导下解决难题

四、主要参考文献目录 [1] 刘宏.仿人多指灵巧手及其操作控制，2010 [2] 孙卫青 李建勇.机电一体化技术（第二版）.科学出版社.2011.4. [3] 孙恒 陈作模 葛文杰.机械诶原理（第七版）.高等教育出版社.2006.5 [4] 濮良贵 纪名刚.机械设计（第八版）.高等教育出版社.2006.5

五、毕业设计（论文）工作进度计划。（必须包含一定工作量的计算机知识综合应用环节） 2012.02.20—2011.03.15 到图书馆搜集所需资料，在老师的指导下完成开题报告，并翻译英语文献； 2012.03.16—2012.05.01 确定机械手机械部分的设计，完成控制方面的设计，进行软件仿真； 2012.05.02—2012.05.25 在指导老师的帮助下完成毕业论文； 2012.06.01—2012.06.10 准备毕业答辩。 六、指导教师审核意见 指导教师签字： 年 月 日 七、开题答辩结论和审核意见 教研室主任签字： 年 月 日