机械臂设计论文精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的机械臂设计论文主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：机械臂设计论文范文

毕业设计论文致谢词(一)

通过这三个月来的忙碌和学习，本次毕业论文设计已接近尾声，作为一个大专生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，在这里衷心感谢指导老师的督促指导，以及一起学习的同学们的支持，让我按时完成了这次毕业设计。

在毕业论文设计过程中，我遇到了许许多多的困难。在此我要感谢我的指导老师xxx老师给我悉心的帮助和对我耐心而细致的指导，我的毕业论文较为复杂烦琐，但是xxx老师仍然细心地纠正图中的错误。除了敬佩xxx老师的专业水平以外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作，我才得以解决毕业设计中遇到的种种问题。同时感谢我院、系领导对我们的教导和关注；感谢大学三年传授我们专业知识的所有老师。他们是xxx、xxx、xxx、xxx、xxx……谢谢你们呕心沥血的教导。还有谢谢我周围的同窗朋友，他们给了我无数的关心和鼓励，也让我的大学生活充满了温暖和欢乐。如果没有他们的帮助，此次毕业论文的完成将变得困难。他们在我设计中给了我许多宝贵的意见和建议。同时也要感谢自己遇到困难的时候没有一蹶不振，取而代之的是找到了最好的方法来解决问题。最后，感谢生我养我的父母。谢谢他们给了我无私的爱，为我求学所付出的巨大牺牲和努力。

毕业设计论文致谢词(二)

毕业设计即将结束，在老师的指导和同学的帮助之下，学生对于道路设计有了更多新的认知，对路基路面设计有了更深一步的认识，对路基路面综合设计的整体脉络了解得更加的清晰透彻。通过毕业设计，学生对自己大学四年以来所学的知识有更多的认识。

毕业设计，帮助我们总结大学四年收获、认清自我。同时，还帮助我们改变一些处理事情时懒散的习惯。从最开始时的搜集资料，整理资料，到方案比选，确定方案，再到着手开始进行路基工程、路面工程和路线排水的设计，每一步都是环环相扣，衔接紧密，其中任何一个步骤产生遗漏或者疏忽，就会对以后的设计带来很多的不便。

学生的动手能力和资料搜集能力在设计中也得到提升。毕业设计中很多数值、公式、计算方法都需要我们去耐心地查阅书籍，浏览资料，设计中需要用到辅助设计软件的地方，也需要我们耐心的学习。掌握其使用的要领，运用到设计当中去。最后汇总的时候，需要将前期各个阶段的工作认真整理。

毕业设计结束了，通过设计，学生深刻领会到基础的重要性，毕业设计不仅仅能帮助学生检验大学四年的学习成果，更多的是毕业设计可以帮助我们更加清楚的认识自我，磨练学生的意志与耐性，这会为学生日后的工作和生活带来很大的帮助。

毕业设计论文致谢词(三)

第2篇：机械臂设计论文范文

毕业论文（设计）文献综述基本内容包括研究方向、进展情况、存在问题和参考依据4大部分。

毕业论文（设计）文献综述部分常见错误

1.  相关文献资料的研读数量不够；

2.  研究背景的了解不够深入；

3.  对研究方向上国内外的具体进展情况了解不够全面、详细

4.  资料引用的针对性、可比性不强

要想写好毕业论文（设计）文献综述，中国论文平台认为：

1.  作者应该认真、全面的研读大量相关文献资料；

2.  清楚了解该研究领域国内外学者的研究方向；

第3篇：机械臂设计论文范文

各页均标注页眉，宋体五号居中

XX大学XX学院本科生毕业论文（设计）模板

题目

(居中三号黑体)

装

订

线

摘要

(“摘要”之间空两格，居中三号黑体，与内容空一行)

××××（小四号宋体）

关键词：×××××××××××××××××××

小四号宋体，3—5个，各关键词间空一格

顶格、小四号黑体

ABSTRACT

(另起一页，居中三号TimesNewRoman加黑，与内容空一行)

×××××××××（小四号TimesNewRoman）

Keywords：××××××××××××××××××××

小四号TimesNewRoman字体

顶格、小四号TimesNewRoman加黑

目录

（另起一页，“目录”两字中间空两格，居中三号黑体、与正文空一行）

一（空两格、小三号宋体）…………………………………×

1.1（四号宋体）………………………………………………×

1.2………………………………………………………………×

………………

谢辞（小三号宋体）………………………………………………×

参考文献（小三号宋体）…………………………………………×

注释（小三号宋体）………………………………………………×

附录（小三号宋体）………………………………………………×

（目录中行距多倍行距，设置值为1.25倍，目录不标页码）

装

订

线

一（另起一页、居中小三号黑体）

1.1（顶格、四号黑体）

1.1.1（顶格、四号黑体）

正文（空两格、小四号宋体）

实验中心

计算机部

物理学部

化学学部

多媒体实验室

网络实验室

无机化学

宋体五号居中，位于图下

图与下文空一行

图1-2×××试验中心组织结构图

（一级层次之间另起一页）

二（居中、小三号、黑体）

2.1（顶格、四号黑体）

2.1.1（顶格、四号黑体）

正文（空两格、小四号宋体）

宋体五号，居中，位于表上

1

正文开始页脚处标注页码，

小五号宋体，居中

表2-3

×××

×××

×××

×××

×××

×××（宋体五号，水平、垂直居中）

×××

×××

×××

×××

（表与正文空一行）

装

订

线

谢辞

（居中小三号黑体、“谢辞”两字中间空两格）

正文（小四号宋体，内容限1页）

参考文献（顶格、四号黑体）

文献是期刊时，书写格式为：

[编号]作者.文章题目.期刊名（外文可缩写），年份，卷号，期号：起~止页码

文献是图书时，书写格式为：

[编号]作者.书名（译音）.出版地：出版单位，出版年，起~止页码

以上，编号用中扩号，与文字之间空两格。作者只写到第三位，余者写“等”，英文作者超过3人写“etal”(斜体)。如果需要两行的，第二行文字要位于编号的后边，与第一行文字对齐。中文的用五号宋体，外文的用五号TimesNewRoman字体。

注释

（另起一页，居中小三号黑体，“注释”两字中间空两格）

正文（小四号宋体）

附录

第4篇：机械臂设计论文范文

关键词：轮边电驱动系统；横向稳定杆；操纵稳定性；Matlab/simulink

中图分类号：U463.1文献标文献标识码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2014.01.04

Abstract：Electric wheel-drive system is a promising driving system for electric cars. With the installation of an anti-roll bar， lateral stiffness of the car could be increased while the vertical stiffness was no any change. As a result， the handling performance would improve while the driving comfort was guaranteed. Due to the unique design of the monoclinic arm suspension in the electric wheel-drive unit， it was necessary to conduct a formula derivation and modeling simulation based on the literature survey. In this paper， the structural parameters of the anti-roll bar were determined at the premise of none-interference in space， based on which designs with different kinds of stiffness were compared and discussed. With the Matlab/Simulink， a step signal of the steering wheel angle was used as an input， and the time-domain and frequency-domain responses of the vehicle system were presented and analyzed respectively. The research method in this paper is also valuable in design of anti-roll bars in other electric wheel-drive systems.

Key words：electric wheel-drive system； anti-roll bar； handling stability； Matlab/Simulink

轮边电驱动系统是电动汽车的一种重要驱动形式。它利用独立电机驱动单个车轮，省略了变速器、主减速器、万向节等传动装置，传动链短、传动效率高，同时能够对每个电机独立控制，从而通过精确的电控以实现理想的车辆稳定性控制（如ABS、TCS等），提高车辆行驶性能。轮边电驱动系统的非簧载质量较传统汽车有所增加，影响整车的接地性和平顺性[1-3]。为提高行驶舒适性，可匹配刚度较小的螺旋弹簧，以降低汽车偏频、减小悬架垂直刚度。但这导致汽车的侧倾角刚度降低，车辆转向时产生较大的车身侧倾角，影响行驶稳定性。要解决该问题，需在不影响行驶平顺性的前提下提高车辆侧倾稳定性，因此安装横向稳定杆[4]。笔者在文献[5]中提出一种一体化单斜臂悬架轮边电驱动系统，其将电机固定在悬架摆臂上，通过两级齿轮减速传动将电机动力输出至车轮，并将齿轮减速器壳体和悬架摆臂集成设计为一体，通过空间结构参数的设计优化以改善悬架运动特性。本文即以该一体化单斜臂悬架轮边电驱动系统为研究对象。

国内外已有大量横向稳定杆的理论和研究。文献[6]指出横向稳定杆对侧倾角刚度和侧倾中心高度的影响，文献[7]用3种不同的方法建模，探究其在多体动力学软件中的影响。现有的研究手段大都通过ADAMS软件进行仿真分析。由于轮边电驱动系统是创新性的悬架总成，其结构和参数区别于任何一种现有的传统悬架形式，因此有必要根据其结构特征推导公式和建模。本文在现有文献资料基础上推导出理论公式，并根据整车操纵稳定性的需要设计了横向稳定杆的方案，再利用Matlab/Simulink对方案进行建模仿真，从时域和频域角度分析整车系统对方向盘转角的阶跃响应特性。本文的研究方法对于其它形式（如麦弗逊悬架、双横臂悬架等）的轮边电驱动系统横向稳定杆的设计亦具有价值。

1 单斜臂悬架轮边电驱动系统结构原理

单斜臂悬架轮边电驱动系统的基本结构。其中，橡胶铰链1联接该系统总成与车架，永磁同步电机2为动力源。其输出动力经过两级定轴斜齿轮3、4驱动车轮，减速器壳体8同时充当单斜臂悬架的摆臂。单斜臂悬架可视为单纵臂悬架和横臂悬架的结合体。合理设计摆臂几何参数，可得到理想的行驶动力学特性[8]。

轮边电驱动系统使悬架簧下质量增大。为提高整车行驶平顺性，所匹配的螺旋弹簧刚度较小，导致汽车行驶稳定性降低。为悬架系统匹配设计横向稳定杆，可在不影响行驶平顺性的前提下提高车辆侧倾稳定性。由于单斜臂悬架轮边电驱动系统的结构特殊性，需要研究横向稳定杆与悬架运动特性参数的匹配与设计。

2 横向稳定杆的设计计算

横向稳定杆的基本结构是一根扭杆弹簧，其两端分别与左右两侧车轮联接（通常通过橡胶支承或球铰与悬架摆臂相联）。当车身出现纯粹沿垂直方向运动时，左右两侧车轮同时做垂向运动，两者之间没有相对运动，此时横向稳定杆不工作，因而不改变车辆的垂向刚度。当车身出现侧倾运动时，两侧车轮存在相对运动，此时横向稳定杆被扭转，产生一个绕侧倾轴线的回复力矩，从而提高车辆侧倾角刚度，减小车身侧倾[9]。

3 仿真分析

针对某电动汽车整车平台，通过建模仿真考察不同匹配方案对整车性能的影响，对后悬架横向稳定杆进行设计。考虑不装横向稳定杆，安装外径Ф18 mm实心杆，安装外径Ф24 mm实心杆，安装外径Ф24 mm内径Ф16 mm空心杆4种方案，计算出相关参数，并根据二自由度整车模型在Matlab/Simulink软件平台中建模仿真，分析各方案对整车性能的影响。

3.1 整车模型建立

电动汽车整车三维模型如图4所示。该电动汽车采用分布式电驱动形式，前轮架为双横臂悬架轮毂电机驱动，后轮为单斜臂悬架轮边电驱动系统驱动。在Simulink软件平台中搭建模型，其中整车模型研究对象即为3.1节所述电动汽车，仿真参数见表2。输入转向盘转角阶跃信号以研究整车转向瞬态响应试验，如图7所示。

车辆仿真涉及轮胎侧偏角刚度，其值随轮胎垂向载荷的变化而变化，因而轮胎模型的精度将影响仿真结果。根据文献[14]，采用魔术公式，相关拟合曲线如图8所示。

图9为车身侧倾角-侧向加速度间的关系曲线。结果表明带有横向稳定杆的3种方案其车身侧倾角明显小于不带横向稳定杆的方案，且随着侧倾角刚度的递增，Ф18 mm实心杆、Ф24 mm空心杆、Ф24 mm实心杆的车身侧倾角逐次减小。

4 结论

本文以某电动汽车整车为研究对象，针对其后悬架所采用的一体化单斜臂悬架轮边电驱动系统的特点，根据其整车操纵稳定性的需要设计横向稳定杆的方案，并利用Matlab/Simulink进行建模仿真，各方案的仿真结果分析如下。

（1）不安装横向稳定杆，该方案在相同侧向加速度情况下其车身侧倾角明显较其它三者大，不利于行驶稳定性。该方案的车辆转向特性呈不足转向，且其不足转向裕量最大，转向灵敏度最低，整车动态特性趋于保守。

（2）安装外径Ф18 mm实心杆，该方案明显改进了方案1的车身侧倾现象，但其在相同侧向加速度情况下的车身侧倾角大于方案3和方案4。该方案的车辆转向特性呈不足转向，不足转向裕量较大。

（3）安装外径Ф24 mm实心杆，该方案将车身侧倾角控制在最小，行驶最稳定。该方案的车辆转向不足转向裕量最小，最接近于中性转向。

（4）安装外径Ф24 mm、内径Ф14 mm空心杆，该方案的车身侧倾角大于方案3而小于方案1和方案2，行驶较稳定。该方案转向不足转向裕量大于方案3而小于方案1和方案2。该方案具有轻量化的优势，稳定杆重量为各方案中最轻。同时该方案的制造成本最高。参考文献（References）

代群，唐峰，陈辛波.减小非簧载质量的减速式轮边电驱动系统方案及其设计[J]. 机械设计与研究，2011，增刊：29-31.

Dai Qun，Tang Feng，Chen Xinbo. Strategy and Design of Speed-Reduction Electric Wheel Drive System with Decrease In Unsprung Mass[J]. Machine Design and Research，2011：supplement：29-31.（in Chinese）

陈辛波，唐峰，钟再敏，等.减小单纵臂悬架轮边电驱动系统等效簧下质量结构及方法：中国，201110053092.6[P]. 2011-03-07.

Chen Xinbo，Tang Feng，Zhong Zaimin，et al. Structure and Method of Reducing Unsprung Mass in the Trailing-arm Suspension in the Electric Wheel-drive System：China，

201110053092.6.[P]. 2011-03-07. （in Chinese）

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陈辛波，唐峰，钟再敏，等.减小单斜臂悬架轮边电驱动系统等效簧下质量结构及方法：中国，201110053091.1[P].

2011-03-07.

Chen Xinbo，Tang Feng，Zhong Zaimin，et al. Structure and Method of Reducing Unsprung Mass in Monoclinic Suspension in the Electric Wheel-Drive System：China， 201110053091.1.[P]. 2011-03-07. （in Chinese）

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MITSC. Automotive Dynamics[M]. Beijing：China Machine Press，2009：415-460.（in Chinese）

作者介绍

责任作者：丁晓宇（1988-），男，江苏仪征人。硕士研究生，研究方向为新能源汽车动力总成。

Tel：18721920015

E-mail：

通讯作者：陈辛波（1962-），男，浙江桐乡人。博士，教授，博导，主要从事车辆传动与控制、系统动力学领域的教学与研究。

第5篇：机械臂设计论文范文

论文关键词：压力容器，生产制作工艺，浮动装置，夹紧机械手，预紧装置

 

随着改革开放的深入和国家“十一五”计划的实施，压力容器向大型化发展的速度越来越快。化工、化肥设备中高压多层包扎设备从60年代的DN500、DN600等系列发展到DN1200~DN2000等系列，产品重量和直径都翻了几倍。目前，国内企业使用的捆扎式包扎工艺制作压容器制造中,深厚环焊缝焊接困难、检测困难,需经多次热处理,制造周期长、成本高等缺点已不能满足设备大型化发展的需要。“卡钳式多层包扎容器工艺装备设计”正是为适应制作大型化高压设备而设计的。整体多层包扎式高压容器工艺是继多层包扎、多层绕板、多层热套、多层绕带和多层螺旋绕板后的一种新型多层容器的结构工艺，是适合我国国情的一种新型多层高压容器结构。HG3129-1998《整体多层夹紧式高压容器》制造工艺特点是:各层层板的纵环焊缝相互错开,避免了大厚度的焊接、探伤和热处理;材料利用率高,选材面广;机械化程度高,层板夹紧装置操作灵活,夹紧力可控;④制造周期短,成本低。它综合了现有多层容器的优点，具有结构设计合理、制造工艺先进、成本低以及安全可靠等特点。该包扎式工艺可广泛适用于化工、化肥、能源及冶金的高压容器领域。它在制造技术以及安全和经济效益的提高上都具有十分明显的优势。

一、工艺组成组成：

本设备由单臂架、夹紧机械手、浮动装置、三组预拉紧装置、行走机构、顶升装置、YZ-326液压系统、电器控制、操作台及轨道等组成，其工作原理见下图。

二、设备用途特点：

1、单臂架采用单臂钢架结构，是其它组成部分支承和连接不可缺少的结构，可不受机架刚度和产品重量的影响，同时产品吊装不受机架自身影响。本设备可夹紧φ800~φ2400mm的多层高压容器，层板厚度为δ6~16mm，层板宽度为600~2400mm。通过行走机构在轨道上的运动，容器包扎长度可不受限制，夹紧后的质量完全能达到HG3129-1998的行业标准。

2、夹紧机械手的动作采用液压控制和电器控制，其油缸可以同步往返也可单独往返移动，缸径为φ140，行程为250mm，最高工作压力达到15Mpa。且增设了远程和近程电控装置。

3、预紧装置的上、下拉紧采用液压控制和电器控制，其油缸上、下可以同步往返也可单独往返移动，单个行程700mm，油缸最高工作压力为15Mpa，缸径φ63中国学术期刊网。采用竖向液压预紧用多种长度的钢丝绳来满足不同直径规格产品的包扎，运行动作快且预紧力大，工作效率高；

4、夹紧机械通过浮动装置来满足机械手在夹紧过程中所产生的位移高度，同时方便机械手手指更好的对位于层板工艺孔；在夹紧机械手设置电器控制，机械手的上、下移动（微调）操作方便；能确保机械手升降灵活，快速，并增设有一道安全保障措施。

5、顶升装置有利于层板轻松套入整体内筒；在相关结构上增加远程控制压力容器，从而减轻劳动强度和提高工作效率。

7、液压站设计在单臂架下部，油压调节和维修更为方便。

四、安全性及其环保：

1、 设备起吊安全性较好。该包扎机的整体结构为单臂架，自身结构稳定性较好；设备在吊装时不会影响单臂架。

2、 浮动装置上的配重采用钢丝绳连接，为防止钢丝绳在使用中产生疲劳断裂，特增设2根钢丝绳以保证其安全性。

3、此设备运行采用液压控制，整个过程安全可靠，无噪音。

4、设备的使用和维护方便。

综上所述，本装置属是一种新型多层高压包扎工艺装置。它是资源节约型装备（如：层板下精料、筒节不再车两端面焊接坡口、深槽焊等），从而提高了产品的安全性和经济性；也是环境友好型（如：人性化操作，减轻劳动强度，操作方便且安全可靠），从而提高了生产率。整体包扎式高压容器的研制、实验操作过程分析：各部分机构运行正常；操作简单、方便；包扎层板层间间隙≤0.3mm、松动面积符合HG3129-1998标准要求；包扎效率较高。这种新型容器通过拉紧层板并产生微量伸长产生一定预应力消除层间间隙，利用层间摩擦力的特性，能保证容器安全使用。利用液压机械手制作，操作灵活、方便，自动化程度高，生产周期短，制造成本低。包扎筒体纵、环缝相互错开，无深环焊缝，同时减少了焊接，探伤、返片时间。筒体选材范围增大（壁厚6~16mm，板宽600~2400mm），从而减少了包扎层数，好降低了材料单价。对大型容器可现场组焊制作，避免了运输困难，因此，设备选用整体多层夹紧式容器结构有非常明显的优越性，它为我国大型高压容器国产化开辟了一条新途径；同时它具有很好的经济和社会效益，值得大力推广。

参考文献：

1、HG3129-1998 整体多层夹紧式高压容器

2、朱孝钦,吴京生,陈国理;整体多层夹紧式高压容器研制及应用[J];石油化工设备;1999年04期

3、吴京生,朱孝钦;多层式高压容器的特性和研究进展[J];化工装备技术;1988年05期

第6篇：机械臂设计论文范文

摘 要：柔性机械臂作为柔性多体系统动力学分析与控制理论研究最直接的应用对象，由于其具有简明的物理模型以及易于计算机和实物模型试验实现的特点，已成为发展新1代机器人和航空航天技术的关键性课题。

本文主要讨论了旋转运动柔性梁实验平台的设计。首先介绍了实验平台的总体结构，对其中的机械系统部分和控制系统部分做了简单介绍和说明。然后重点介绍了机械系统的结构设计，对结构中的各组成部分进行了设计，并绘制了相关0件的工程图。

关键词：柔性多体动力学；旋转柔性梁；实验平台；结构设计

The mechanical system design of experiment platform for rotating flexible beams

Abstract：The flexible arm has been the most direct application for flexible multi-body system dynamics analysis and control theory. Because it had characteristics of simple physical model and easy to computer models and physical tests, the flexible arm has become a key subject for the development of the next generation robot, aviation and aerospace technology.

This paper discusses the experiment platform design for a rotating flexible beam. The mechanical system and control system of the experiment platform is briefly introduced. The mechanical system of the experiment setup is designed. In the design of the mechanical system, the trestle structure is used, and the rotation axis and installation disk are designed into together.

第7篇：机械臂设计论文范文

关键词：专业学位研究生；工程实训模式；教育

中图分类号：G642.8 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）04-0036-02

一、引言

目前，我国机械工程研究生的培养方向一直以学术型为主，学术型研究生基础理论知识较扎实，但解决工程实际问题的能力相对不足的矛盾逐渐凸显出来，当前研究生培养模式就是造成这种现象的主要原因之一。因此，探讨一种行之有效的机械工程专业学位研究生工程培养模式，成为了当前研究生教育的重点内容之一。

自恢复研究生教育以来，我国机械工程研究生的培养方向一直以学术型为主。每年毕业的机械工程研究生主要为高等院校和科研单位培养，从事科学研究及高等教育工作。而学术型机械工程研究生主要以基础理论为主，存在工程实践方面不足等问题。目前，以市场化为主导的国家经济模式使机械工程研究生的数量在不断增加，机械工程毕业研究生数量使高校和科研单位饱和，多数研究生将以大中型企业等单位为就业的主体。因此，为了适应当前大中型企业及国家经济发展的需求，对研究生工程能力的要求越来越高，并成为当前研究生教育的重点内容。

综上所述，在研究生工程能力的培养中，存在一些不足之处，制约了研究生的培养效果，达不到社会对研究生的期望值。因此，很有必要对机械工程专业学位研究生的创新素质和科研工程能力的培养模式进行研究，为机械工程专业学位研究生的教育提供一种有效地、可行的教育模式。

本文主要对基于工程项目的机械工程专业学位研究生工程实训模式进行研究，结合本人所指导的机械工程专业学位研究生的培养，以企业项目案例为平台，对其科研工程意识、科研工程知识及科研工程能力等方面进行培养，使其具有较强的创新素质和科研工程能力，为其他研究生的培养模式研究提供理论依据。

二、科研能力和创新能力的基础培养

科研基础知识和科研意识是科研能力和创新能力的基础。科研基础知识主要包括与研究方向相关的机械和电气控制方面的理论基础知识和应用软件方面的知识，如机械原理、高等数学、理论力学、现代控制理论、二维和三维工程绘图软件等基础知识和应用软件；科研意识主要是指科研工程项目的前瞻性能力和创新欲望。

（一）基于实际机械系统的学习模式

课堂教学的理论知识仅仅是工程项目实施的基础知识，将这些基础理论知识应用于工程项目的实施，还需要不断提高科研工程知识。本项目以6-DOF串联机械臂系统为例，指导和加强研究生学习与机器人相关的理论知识以及工程项目实施方面的知识，了解国内外机器臂的发展动态，加强掌握科研基础知识，增强研究生的科研工程项目实施的意识。

以首钢莫托曼机器人有限公司研制的6-DOF串联机器人系统为例，启发和诱导研究生掌握该机械人研制的关键科学问题和工程实施中关键工程工艺问题等，包括运动学、动力学和机械系统设计等方面。针对每部分关键科学问题和工程实施中关键工程工艺问题等，发挥研究生的主观能动性，对机械臂进行系统的研究，进一步完善研究生的科研能力和创新能力。

这种通过实际案例的学习方法可以理论联系实际，使理论学习内容可视化，直接验证理论学习的可行性，加深了学生对课程内容的理解，促进了理论知识在工程方面的应用，同时也增加了学生的学习兴趣。

（二）基于已实施的科研工程项目，探索性实践教学模式

基于已实施的国家基金项目“串并混联拟人机械腿的力约束及动载协调分配问题研究”，指导学生探索性学习机械工程项目实施方面的知识。首先，引导学生掌握该项目立项的依据，即项目实施的工程和科学意义，同时使学生了解该项目的研究内容以及研究内容及创新点提出的工程科学意义。然后，针对研究内容，引导学生展开研究，启发诱导研究分组进行运动学、动力学、机械系统设计等方面的实践，进一步提高科研工程实施能力。最后，研制串并混联拟人机械腿样机。

（三）科研工程培训总结

对已进行的工程案例进行总结，发现自身的不足之处，提高相关科研理论知识和工程项目实施方面的能力，写成科研工程论文，以提高研究生的总结能力，对研究生今后的工作奠定基础。

通过上述学习方式，巩固了研究生的科研基础知识，增强了研究生的团队协作意识、科研动力及兴趣，有利于研究生激发出创新思维，也有利于营造一种和谐向上的学术氛围。

三、科研专业知识及科研能力的培养

科研工程专业方面的能力主要是指在项目实施过程中，理论知识及工程实践经验等的运用能力。本文主要通过探索性实践的方式，来检验研究生科研能力的掌握程度。以一种新型双轴颚式破碎机的设计为例，增强研究生的科研和创新能力。首先，对目前颚式破碎机进行调研，发现现有破碎机的不足之处以及需要改进的地方；其次，基于现有破碎机的不足之处，提出新型颚式破碎机方案，解决现有存在的问题；然后，对新型颚式破碎机进行性能研究并进行设计方法研究；最后，研制样机并进行实验研究。

通过对当前颚式破碎机的调研，发现当前颚式破碎机存在破碎物料不均匀、破碎效率低、颚板磨损厉害、很难实现超细破碎以及耗能大等缺点。为克服传统颚式破碎机的不足之处，提出了一种新型的双轴复摆颚式破碎机。

对这种新型双轴复摆颚式破碎机的行程特征值、运动学、动力学等性能进行研究，给出各性能的分布规律。首先，应用遗传基因方法对新型双轴复摆颚式破碎机的结构参数进行优化，给出合理的结构参数，同时考虑加工与装配工艺性，设计了一种双轴复摆颚式破碎机样机；其次，对这种样机进行试验研究，结果表明，同样破碎500kg的物料，单轴机需要269s，而双轴机只需要52s，只占单轴机破碎物料所需时间的五分之一；然后，在细料占总成品的比例上，双轴是单轴的2.5倍，在每小时的生产能力上双轴是单轴的5.2倍；最后，在衡量破碎机产能的指标值S上，双轴是单轴的2.5倍。因此，综合上述的分析和数据认为，新型双轴复摆颚式破碎机的性能明显优于单轴破碎机，具有很好的工程应用价值。

四、结论

本文基于实际工程项目的机械工程专业学位研究生培养模式的研究，提高了研究生的科研素质及创新能力等，研究生获得了一定的成绩。在这个过程中，研究生研制了拟人机械腿、颚式破碎机等样机，提高了工程能力。同时，还撰写和发表了多篇学术论文，授权了多项发明专利和实用新型专利。

参考文献：

[1]张红，张翼宙.培养研究生创新能力全面提高科研素质[J].中医教育，2007，26（3）：54-57.

[2]林秀英，杨炳钧，刘邦凡.试论研究生素质教育与英语教学[J].西南师范大学学报，1999，（1）：57-60.

[3]李薇，喻良文，吴文如.学生科研能力培养的探索和实践[J].医学教育探索，2010，9（3）：380-382.

第8篇：机械臂设计论文范文

关键词：上肢康复训练机器人 青岛大学硕士开题报告范文 青岛论文 开题报告

一、 选题的目的和意义

据统计,我国60 岁以上的老年人已有1.12 亿。伴随老龄化过程中明显的生理衰退就是老年人四肢的灵活性不断下降，进而对日常的生活产生了种种不利的影响。此外，由于各种疾病而引起的肢体运动性障碍的病人也在显著增加，与之相对的是通过人工或简单的医疗设备进行的康复理疗已经远不能满足患者的要求。随着国民经济的发展，这个特殊群体已得到更多人的关注，治疗康复和服务于他们的产品技术和质量也在相应地提高，因此服务于四肢的康复机器人的研究和应用有着广阔的发展前景。

目前世界上手功能康复机器人的研究出于刚起步状态，各种机器人产品更是少之又少，在国内该领域中尚处于空白状态，临床应用任重而道远，因此对手功能康复机器人的研究有广阔的应用前景和重要的科学意义。

目前大多数手功能康复设备存在以下一些问题：康复训练过程中，缺乏对关节位置、关节速度的观测和康复力的柔顺控制，安全性能有待提高;大多数手功能康复设备没有拇指的参与;感知功能差，对康复治疗过程的力位信息和康复效果不能建立起有效地评价。本课题针对以上问题，采用气动人工肌肉驱动的手指康复训练机器人实现手指康复训练的多自由度运动，不仅降低了设备成本，更重要的是提高了系统对人类自身的安全性和柔顺性，且具有体积小，运动的强度和速度易调整等特点。

课题的研究思想符合实际国情和康复机器人对系统柔顺性、安全性、轻巧性的高要求 。它将机器人技术应用于患者的手部运动功能康复，研究一种柔顺舒适、可穿戴的手功能康复机器人，辅助患者完成手部运动功能的重复训练，其轻便经济、穿卸方便，尤其适于家庭使用，既可为患者提供有效的康复训练，又不增加临床医疗人员的负担和卫生保健。

综上所述，气动人工肌肉驱动手指康复训练机器人的设计是气压驱动与机器人技术相结合在康复医学领域内的新应用，具有重要的科学意义。

二、 国内外研究动态

2.1 国外研究动态

美国是研究气动肌肉机构最多的国家，主要集中在大学。

华盛顿大学的生物机器人实验室从生物学角度对气动肌肉的特性作了深入研究，从等效做功角度建模，并进行失效机理分析，制作力假肢和仿人手臂用于脊椎反射运动控制研究。

vanderbilt 大学认知机器人实验室(cognitive robotics lab, crl)研制了首个采用气动肌肉驱动的爬墙机器人，并应用于驱动智能机器人(intelligent soft-arm control, isac)的手臂。

伊利诺伊大学香槟分校的贝克曼研究所对图像定位的5自由度soft arm 机械手采用神经网络进行高精度位置控制和轨迹规划。亚利桑那州立大学设计了并联弹簧的新结构气动肌肉驱动器，可以同时得到收缩力和推力，并与工业界合作开发了多种用于不同部位肌肉康复训练的小型医疗设备。

英国salford 大学高级机器人研究中心对气动肌肉的应用作了长期的系统研究，开发了用于核工业的操作手、灵巧手、仿人手臂以及便携式气源和集成化气动肌肉，目前正在研究10 自由度的下肢外骨骼以及仿人手的远程控制。

法国国立应用科学学院(instituted national dissidences appliqués, insa)研究了气动肌肉的动静态性能和多种控制策略，目前正在研制新型驱动源的人工肌肉以及在远程医疗上的应用。

比利时布鲁塞尔自由大学制作了新型的折叠式气动肌肉用于驱动两足步行机器人，实现了运动控制。

日本bridgestone 公司在rubber tauter 之后又发明了多种不同结构的气动肌肉。德国festoon 公司发明了适合工业应用的气动肌腱fluidic muscle，寿命可达1000万次以上，同时还对气动肌肉的应用作了许多令人耳目一新的工作。英国shadow 公司研制了目前世界上最先进的仿人手。美国的kinetic muscles 公司与亚利桑那州立大学合作开发了多种用于肌肉康复训练的小型医疗设备。

lilly采用基于滑动模的参数自适应控制策略，实现了单气动肌肉驱动的关节位置控制。

2.2 国内研究动态

自20 世纪90 年代以来，我国陆续开始了气动肌肉的研究。

北京航空航天大学的宗光华较早开始气动肌肉的研究，分析了其非线性特性、橡胶管弹性及其自身摩擦对驱动模型的影响，并应用于五连杆并联机构，通过刚度调节实现柔顺控制。

上海交通大学的田社平等运用零极点配置自适应预测控制、非线性逆系统控制以及基于神经网络方法，实现单自由度关节的快速、高精度位置控制。

哈尔滨工业大学的王祖温等分析了气动肌肉结构参数对性能的影响、气动肌肉的静动态刚度特性以及与生物肌肉的比较，提出将气动肌肉等效为变刚度弹簧，设计了气动肌肉驱动的具有4 自由度的仿人手臂、外骨骼式力反馈数据手套和6 足机器人，采用输入整形法解决关节阶跃响应残余震荡问题。

北京理工大学的彭光正等先后进行了单根人工肌肉、单个运动关节以及3 自由度球面并联机器人的位置及力控制，采用了模糊控制、神经网络等多种智能控制算法，并设计了6 足爬行机器人和17 自由度仿人五指灵巧手。

哈尔滨工业大学气动中心的隋立明博士也通过实验得到了气动人工肌肉的一个更简洁的修正模型和经验公式并对两根气动人工肌肉组成的一个简单关节系统进行实验建模和采用位置闭环的控制方法进一步验证气动人工肌肉的模型。

上海交通大学的林良明也对气动人工肌肉的轨迹学习控制进行了仿真研究给出了学习的收敛性的初步结论为下一步的学习控制奠定了基础。其中田社平通过对气动人工肌肉收缩在频率域上的数学模型并对它的结构及其静动态特性进行了理论分析建立了相应的静态力学方程。

2003年付大鹏等，以机械手抓取物体为分析对象，采用矩阵法来描述机械手的运动学和动力学问题，以四阶方阵变换三维空间点的齐次坐标为基础，将运动、变换和映射与矩阵计算联系起来建立了机械手的运动数学模型，并提出了机械手运动系统优化设计的新方法，这种方法对机械手的精密设计和计算具有普遍适用意义。

2005年车仁炜，吕广明，陆念力对5自由度的康复机械手进行了动力学分析，将等效有限元的方法应用到开式的5自由度的康复机械手的动力分析中，这种方法比传统的分析方法建模效率高、简单快捷，极其适合现代计算机的发展，的除了机械臂的动力响应曲线，为机械手的优化设计及控制提供理论依据。

2008年北京联合大学张丽霞，杨成志根据拿取非规则物品的任务要求，采用转动机构和连杆机构相结合，设计了五指型机器手，手指弯曲电机与指间平衡电机耦合驱动，实现了机器手的多角度张开、抓握运动方式,对实用型仿人机器手的机构设计有参考意义。

2009年杨玉维等人对轮式悬架移动2连杆柔性机械手进行了动力学研究与仿真，。采用经典瑞利.里兹法和浮动坐标法描述机械手弹性变形与参考运动间的动力学耦合问题， 综合利用拉格朗日原理和牛顿.欧拉方程并在笛卡尔坐标系下，以矩阵、矢量简洁的形式构建了该移动柔性机械手系统的完整动力学模型并进行仿真。

2009年罗志增，顾培民研究设计了一种单电机驱动多指多关节机械手，能够很好的实现灵巧、稳妥的抓取物体，这个机械手共有4指12个关节。每个手指有3个指节，由两个平行四边形的指节结构确保手指末端做平移运动，这种设计方案很好的实现了控制简单、抓握可靠的目的。

从目前来看，国内对气动人工肌肉的研究仍处于刚起步的阶段。有关气动人工肌肉的研究与国外还有相当的差距对气动人工肌肉中的许多问题，还没有进行深入的研究。此外，采用气动人工肌肉作为机器人驱动器的研究还不成熟。

三、 主要研究内容和解决的主要问题

目前大多数手功能康复设备存在以下一些问题:康复训练过程中，缺乏对关节位置、关节速度的观测和康复力的柔顺控制，安全性能有待提高;大多数手功能康复设备没有拇指的参与;感知功能差，对康复治疗过程的力位信息和康复效果不能建立起有效地评价。为此，课题主要研究内容：设计一种结构简单，易于穿戴，并且安全、柔顺、低成本，使用方便的气动手功能康复设备。对气动手指康复系统进行机构运动学分析、用mat lab软件对康复训练机器人的康复治疗过程的力位信息进行仿真分析。

要实现上述的目标，系统中需要着重解决的关键技术有：

(1)基于已有上肢康复训练机器人外骨骼机械手机械结构部分的设计，对手指康复训练方法分析和提炼。 主要包括：人手部的手指弯曲抓握动作分析，气压驱动关节机构自由度的优化配置。使机械手能够实现手指的弯曲、物体的抓握等手部瘫痪患者不能实现的动作。

(2)对机器人机械机构的运动学分析。主要包括：气压驱动的手指关节外骨骼机械机构的运动学分析。

(3)机器人机构的力位信息仿真。主要包括：用mat lab软件进行机器人气压驱动终端的力位信息 仿真。

根据总体方案设计以及工作量的要求，外附骨骼机械手系统是上肢康复训练机器人的一部分，本文主要是研究手指康复机械系统运动学、动力学分析工作。

四、论文工作计划与方案

论文工作计划安排：

2010年9月——2011年6月准备课题阶段：

主要工作：学习当今最先进的机器人设计技术;学习用matlab软件进行计算仿真及优化，查阅国内外的资料，对康复机械手作初步了解。

2011年7月——2011年9月课题前期阶段

主要工作：课题方案设计，拟写开题报告，开题。

2011年10月——2012年7月课题中期阶段

主要工作：开始具体课题研究工作，根据已有上肢康复训练机器人外骨骼机械手机械结构部分设计，对手指康复训练方法分析和提炼。研究手指康复机械系统运动学、动力学分析工作。

2012年8月——2012年12月课题后期阶段

主要工作：对手指康复机器人进行模拟仿真，对设计进行优化，并在此基础上进一步完善课题。

2013年1月——2013年4月结束课题阶段

主要工作：整理相关资料，撰写论文，准备进行毕业论文答辩。

2013年5月——2013年6月论文答辩阶段

主要工作方案：

1. 完成学位课与非学位课学习的同时，进行市场调研，对手指康复机械手作初步了解。

2. 查阅资料，了解气动手指康复机器人的国内外发展现状。

3. 分析已有上肢康复训练机器人外骨骼机械手机械结构的部分设计。

4. 对现有手指康复训练方法设计进行分析和提炼，分析其优缺点。

5. 开始具体设计工作。

第9篇：机械臂设计论文范文

论文关键词:限速器 安全钳 失效原因 保养

论文摘要:限速器一安全钳系统是电梯中重要的安全装置，介绍了限速器一安全钳系统的工作原理，结合电梯现场检验发现的问题，分析了该系统的失效原因，指出了该系统的保养方法。

关键词:限速器 安全钳 失效原因 保养

电梯是载人的垂直交通工具，必须将安全运行放在首位。为保证电梯安全运行，从设计、制造、安装等各个环节都要充分考虑到防止危险的发生，并针对各种可能发生的危险，设置专门的安全装置。限速器一安全钳系统是电梯必不可少的安全装置，当电梯超速、运行失控或悬挂装置断裂时，限速器一安全钳装置迅速将电梯轿厢制停在导轨上，并保持静止状态，从而避免发生人员伤亡及设备损坏事故。限速器一安全钳系统在电梯生产过程中已进行安全试验，应能够满足性能要求，但是电梯的安全技术性能不仅取决于设计制造质量，很大程度上还取决于安装调试质量，特别是在电梯经过一段时间的使用后，限速器一安全钳系统将会因磨损、锈蚀、疲劳等情况引起参数改变或功能减弱、丧失等。因此，分析限速器一安全钳系统失效的原因，并在日常对该系统进行合理的维护保养就显得特别重要，这是电梯安全管理的重要环节。

1限速器一安全钳系统工作原理

限速器是限制电梯运行速度的装置，当轿厢上行或下行超速时，通过电器触点使电梯停止运行。当下行超速，电器触点动作仍不能使电梯停止，速度超过电梯额定速度115%以后，限速器机械动作，拉动安全钳夹住导轨将轿厢制停;当断绳造成轿厢或对重坠落时，也可由限速器的机械动作拉动安全钳，使轿厢制停在导轨上。限速器按动作原理可分为摆捶式和离心式两种，限速器一般安装在机房。安全钳按结构和工作原理分为瞬时安全钳和渐近式安全钳，安全钳一般安装在轿架的底梁，成对地同时作用在导轨上。

2限速器一安全钳系统检验中发现的问题

在对限速器一安全钳系统的检验中，发现部分电梯由于维护保养不善，致使该安全装置根本达不到正常的工作要求，主要存在下列问题。

(1)因限速器弹簧长期处于反复伸缩状态，使其整定动作速度改变。

(2)转动部件长期缺油，阻力增大致使离心甩动部分动作不灵活。

(3)由于钢丝绳自身的变化延伸，造成张紧装置触地，使钢丝绳张力不够，发生打滑。

(4)安全钳的连杆拉臂传动部分缺油、锈蚀，致使提升力大大超过300N。

(5)主动杠杆末端与安全钳联动开关距离过大，拉臂提起时，开关不能同时动作。

(6)楔块与导轨侧工作面间隙过大，在连杆提起时，楔块卡不住导轨。

(7)楔块内油污过多，松开拉臂后楔块不能复位，造成导轨受损。

这些问题的存在不仅使限速器一安全钳系统成了摆设，而且容易使人产生心理麻痹，潜在危害更大。

3限速器一安全钳系统失效原因分析

(1)限速器绳与轮磨擦力不够，当限速器动作时，限速器钢丝绳在限速器轮槽内打滑提不动安全钳，造成失效。

(2)在用的电梯，由于限速器轮槽的磨损，限速器钢丝绳的位置有所下降，使限速器的夹绳钳接触不到钢丝绳或制动力不够，造成限速器钢丝绳在轮槽内打滑而失效。

(3)新安装的电梯，限速器安装方向错误。当电梯向下运行时，限速器夹绳钳不能够夹住限速器钢丝绳;反之，当电梯向上运行时，夹绳钳反倒夹住钢丝绳造成失效。

(4)限速器动作时，由于弹簧张力大以及机械部件的卡壳等原因，导致限速器的动作速度大于电梯额定速度的115%。

(5)限速器轮轴的油污增加了阻力，影响其动作速度。

(6)安全钳钳口内有沙子、灰尘、油泥等异物，安全钳楔块夹不住导轨，轿厢在导轨上继续向下滑动造成失效。

(7)安全钳提拉机构结构尺寸不正确，提拉杆行程不够，提拉不到位，使楔块接触不到导轨工作面上，造成失效。

(8)安全钳提拉机构不到位，导致限速器钢丝绳拉力无法克服连杆机构连接处的阻力，造成失效。

(9)安全钳楔块间隙较大。当安全钳提拉机构提拉到极限最大位置时，安全钳楔块还不能与导轨工作面接触，造成失效。

4限速器一安全钳系统的保养

限速器一安全钳系统要勤于检测，还要善于维护保养，才能发挥应有的保护作用。

4.1 限速器保养

限速器旋转轴销、张紧装置轮轴与轴套每周应挤加钙基脂一次。对于铅封处不得撤卸，每年现场清洗换油一次。限速器张紧装置滑动槽每月应涂钙基脂一次，旋转轴应每周加机油一次。整个装置每年清洗一次。

4.2 安全钳保养

连杆机构每月应加机油一次，同时紧固，调整松动的弹簧、螺钉、销轴等零件;楔块、钳座每月涂少量凡士林一次。

5结语

限速器一安全钳系统是电梯中重要的安全装置，它能够在电梯超速和失控时发挥安全保障的重要作用。但是由于它的故障原因复杂多变，而且促发其误动作的因素也很多，所以存在一定的安全隐患。这就不仅要求特种设备检验人员对限速器一安全钳系统工作原理及失效原因全面了解，而且要求在定期检验时严格按照操作规范、标准对电气、机械装置的进行细致检验，并告知电梯维护人员如何进行维护保养，做到消除隐患，不留死角，确保电梯高校安全运行。

参考文献

[1] 姜国进．关于电梯安全钳动作受力分析及失效问题讨论[J]．中小企业管理与科技，2008，17(19):196～197．

于建明.电梯安全钳装置的检验[J].上海铁道科技，2006，2:69～71.