一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

（一）选题的目的和意义：

搬运机器人是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为了一门新兴的学科——机器人工程。机器人涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。

搬运机器人是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。搬运机器人也是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机器人作业的准确性和环境中完成作业的能力，在我国国民经济领域有着广泛的发展空间。

（二）国内外研究现状简述：

现代搬运机器人起源于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产品。

机器人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器人。他的结构是：机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。

美国还十分注意提高机器人的可靠性，改进结构，降低成本。如Unimate公司建立了8年机器人试验台，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年开始应用机器人，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器人，采用关节式结构和程序控制。瑞士RETAB公司生产一种涂漆机器人，采用示教方法编制程序。瑞典安莎公司采用机器人清理铸铝齿轮箱毛刺等等。

日本是搬运机器人发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进二种典型机器人后，大力研究机器人的研究。据报道，1979年从事机器人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器人的研究费用42%。1979年日本机器人的产值达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。具有记忆功能的机器人产值约为67亿日元，比1978年增长50%。智能机器人约为17亿日元，为1978年的6倍。截止1979年，机器人累计产量达56900台。在数量上已经占世界首位，约占70%，并以每年50%～60%的速度增长。使用机器人最多的是汽车工业，其次是电机、电器。预计到1990年将有55万机器人在工作。

第二代的机器人正在加紧研制。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，使机器人具有感觉机能。目前国外已经出现了触觉和视觉机器人。

第三代机器人（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(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。

随着工业机器手（机械人）研究制造和应用的扩大，国际性学术交流活动十分活跃，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

本文研究国内外机器人发展的现状，通过学习机器人的工作原理，熟悉搬运机器人的运动机理。在此基础上，确定搬运机器人的基本系统结构，对搬运机器人的运动进行了简单的力学模型分析，完成机器人机械方面的设计工作（包括传动部分、执行部分、驱动部分）的设计工作。

具体设计步骤如下：

1）传动系统简图；

2）大、小臂步进电机驱动传动机构的设计和计算；

3）立柱回转运动机构设计和计算；

4）总体装配图的设计；

5）控制原理图的设计

关键问题：整体机械传动部分的设计。

三、研究步骤、方法及措施：

1)研究方法：基于solidworks三维设计制图软件，以现有文件、技术、资料、理论为基础建立优化模型，进行机构的优化设计；

2)措施：

（1）传动系统简图；

（2）大、小臂步进电机驱动传动机构的设计和计算；

（3）立柱回转运动机构设计和计算；

（4）总体装配图的设计；

（5）控制原理图的设计

四、参考文献

[1] 余亮, 苗磊, 高鲁文. 一种三自由度搬运机器人的设计[J]. 邵阳学院学报：自然科学版, 2020, 17(6):8.

[2] 余亮, 苗磊, 高鲁文. 一种三自由度搬运机器人的设计.

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五、研究工作进度：

第5周—第9周：毕业设计实习报告。

第10周：毕业设计开题报告。

第11周：英文翻译。

第12周—第13周：完成设计计算。

第14周—第15周：根据情况修改，写毕业设计说明书。

第16周：提交毕业设计，根据导师意见修改，进行答辩准备。

第17周：毕业设计答辩。

六、教研室评议意见：

教研室主任：

年      月      日

七、系（院）领导审核意见：

1．通过； 2．完善后通过；　３．未通过

负责人：

年　 　月　 　日