房屋建造室内喷刷涂料机器人和多功能机械手设计开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

自工业革命以来,人类,这一善于运用工具帮助自己生产以及改造生存环境的渺小物种将自己的生产力从农业种植中解放出来,投入到工业生产之中,工业改善了每一个人类个体的生活。随着科技的发展,越来越多的人类劳动力被机械所替代,让工业机器人来代替人类进行生产成为了当代工程师所关注的重要方向。

根据不同的制造工序,工业机器人又分为多种门类,喷涂机器人即是其中之一。所谓喷涂机器人,即是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人。喷涂机器人由来已久,最早在1969年由挪威一家公司研发制造,到现在已在各种工业生产线上占有重要地位,在国内主要应用在汽车制造业,较之人工喷涂,具有良品率高,生产效率高,生产成本低和管理成本低等特点。

虽然喷涂机器人已在工业生产线上得到广泛应用,但其在房屋建造墙体喷涂方面,国内外对其研究都相对较少,而其在应用方面又具有很高的应用价值。在房屋建造的过程中,墙体的喷刷是房屋装修时非常重要的一环,当前一般由工人操作,当前主要有两种操作方法:第一种,由工人手持涂料刷手工将涂料刷到墙体上,这种方式费时费力,工人需要反复进行同一个动作保持几个小时甚至十几个小时之久,久而久之很多建筑工人都得了职业病,且喷刷质量由工人的技术决定,无法保证质量和工期,有时会对后面的工作造成影响;第二种,由工人手持专用的涂料喷头对墙面进行喷涂,这种方法较之第一种有工期较短的优点,但由于喷涂原理为运用压缩空气将油漆等涂料雾化成细小的液滴喷涂于墙体表面,即使工人佩戴专业的护具也难免将细小的液滴吸入肺中,众所周知,涂料中含有大量的有害物质,这将对工人的身体健康造成极大的损害。

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2. 研究的基本内容与方案

本设计的基本内容是进行房屋建造室内喷刷涂料机器人和多功能机械手设计,主要对机器人的硬件结构进行设计,以达到设计要求。本次设计将通过多种工具达成设计目的,将运用solid works等3d建模软件进行模型建立,运用vrep等机器人仿真软件进行结构的模拟与仿真,运用matlab等软件进行数值的模拟、计算以及调试。

当前阶段我将该机器人分为五个模块分别进行功能的实现,它们是:运动模块、机械臂模块、机械手模块,质量检测模块,中央控制模块。

运动模块是整个机器人的行走机构,运用它来完成机器人在房间里的行走与转向,主要原理为运用电机驱动轮子前进,

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅文献,了解毕业设计意义和内容,拟定房屋建造室内喷涂机器人和多能机械手传动及结构技术方案,完成开题报告和相关英文翻译;

第4-12周:完成方案细化、动态分析、理论计算、结构和控制设计,完成室内喷刷智能机器人总装图、多能机械手部装图及零件图绘制;

第13-14周:完成毕业设计论文及图纸修改;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]周骥平.机械制造自动化技术[m].北京:机械工业出版社,2011.

[2]关慧贞冯辛安.机械制造装备设计[m].北京:机械工业出版社,2016.

[3]何发昌.多功能机器人的原理及应用[m].北京:高等教育出版社,1996.

[4]机器人智能控制[m].太原:山西教育出版社,1995.

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