機(jī)械手論文精選(九篇)

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第1篇：機(jī)械手論文范文

東道國企業(yè)的吸收能力影響FDI技術(shù)外溢的效果，這已得到諸多學(xué)者的普遍認(rèn)可。Borenszteinetal的研究表明：單純的FDI流入并不直接導(dǎo)致技術(shù)外溢效應(yīng)，F(xiàn)DI是否能促進(jìn)東道國經(jīng)濟(jì)的技術(shù)進(jìn)步，從而最終推動經(jīng)濟(jì)增長還取決于東道國的吸收能力如何。Borenszteinetal首次運(yùn)用人力資本作為吸收能力的指標(biāo)將東道國的吸收能力具體量化，其研究結(jié)果表明FDI與東道國的人力資本相結(jié)合對經(jīng)濟(jì)增長起到了明顯的推動作用；進(jìn)一步的研究還發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)DI的技術(shù)外溢作用存在“臨界水平”，即只有當(dāng)東道國人力資本存量足夠豐裕時，東道國才能吸收FDI的技術(shù)外溢。Olfsdotter（1998）認(rèn)為除了東道國的人力資本存量之外，經(jīng)濟(jì)開放度、政府政策、人口增長率、基礎(chǔ)設(shè)施狀況乃至行政效率、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)度等因素同樣起著重要作用。Alfaroetal（2000）則認(rèn)為東道國的金融市場效率是影響其吸收能力的關(guān)鍵因素。Markusen&Vanables（1998）用具有技術(shù)優(yōu)勢的外資企業(yè)與東道國內(nèi)部門的鏈接效應(yīng)（LinkageEffect）來考察東道國的吸收能力。Kinoshita（2000）將研發(fā)的作用分為兩部分：一是研發(fā)的創(chuàng)新作用；二是研發(fā)的學(xué)習(xí)效應(yīng)，即東道國國內(nèi)研發(fā)的增加將提高國內(nèi)企業(yè)對FDI技術(shù)的吸收效果。

我國學(xué)者賴明勇、包群、陽小曉（2002）通過實證研究表明在影響我國外商直接投資的眾多因素中，人力資本存量起到至關(guān)重要的作用，我國人力資本存量的豐裕度決定了對FDI的技術(shù)擴(kuò)散效應(yīng)的吸收程度。張斌盛、唐海燕（2006）選取留學(xué)回國率和外資就業(yè)率作為人力資本流量的指標(biāo)，與傳統(tǒng)的人力資本存量指標(biāo)一起納入模型進(jìn)行回歸和比較分析，結(jié)果表明，F(xiàn)DI和人力資本相結(jié)合與經(jīng)濟(jì)增長呈顯著正相關(guān)，尤其是留學(xué)回國率以及外資就業(yè)率與FDI的結(jié)合，其正效應(yīng)更為顯著。

2我國機(jī)械工業(yè)吸收能力對FDI技術(shù)外溢的制約分析

（1）我國機(jī)械工業(yè)研發(fā)經(jīng)費不足,技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，制約了對FDI技術(shù)外溢的吸收。國際上一般認(rèn)為,研發(fā)經(jīng)費支出占銷售額的比重達(dá)2%時,企業(yè)才可能維持生存,而達(dá)到5%時才有競爭力。比較而言,我國機(jī)械工業(yè)行業(yè)許多內(nèi)資企業(yè)還未達(dá)到2%的水平，與跨國公司存在巨大差距。研發(fā)投入是技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢的來源,也會影響到外商投資企業(yè)與國內(nèi)供應(yīng)商之間建立關(guān)聯(lián)而產(chǎn)生的技術(shù)外溢效應(yīng)的大小。我國企業(yè)要想提高自身技術(shù)吸收能力，還需要進(jìn)行較大的投資，這只有一些大型企業(yè)才能做到。而我國機(jī)械工業(yè)中盡管有些國有企業(yè)規(guī)模很大，但是，真正能夠在國際上具有很強(qiáng)競爭力的企業(yè)還屈指可數(shù)。目前我國機(jī)械工業(yè)多數(shù)企業(yè)經(jīng)營規(guī)模小，未能形成一批占有較大市場份額、具有國際競爭力的大企業(yè)和企業(yè)集團(tuán)，也未能形成一大批專業(yè)化協(xié)作配套廠。而且生產(chǎn)的產(chǎn)品品種少，技術(shù)含量低，質(zhì)量不穩(wěn)定。如我國國產(chǎn)金屬切削機(jī)床中，數(shù)控機(jī)床僅占2.8%，而日本1987年已達(dá)30%，德國1990年達(dá)54%。我國一些機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)總體上低于發(fā)達(dá)國家，國家標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)存在差距；高新技術(shù)產(chǎn)品、機(jī)械基礎(chǔ)產(chǎn)品和重大技術(shù)裝備成套供應(yīng)能力不能滿足市場需求，長期依賴進(jìn)口；中低檔機(jī)械產(chǎn)品出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性過剩，積壓嚴(yán)重。由于我國機(jī)械工業(yè)中間產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模一般都較小，在所生產(chǎn)的中間產(chǎn)品的性能、質(zhì)量穩(wěn)定性和多樣性等方面與跨國公司的要求相比存在著較大差距，導(dǎo)致跨國公司難以與之建立起后向聯(lián)系。而且我國企業(yè)在技術(shù)及管理水平上與跨國公司的差距大，雙方難以建立平等的合作伙伴關(guān)系，跨國公司覺得培植當(dāng)?shù)毓?yīng)商的成本太高，從而選擇國外進(jìn)口中間產(chǎn)品。而跨國公司如果與我國企業(yè)之間的聯(lián)系微弱，其中間產(chǎn)品來源于國外，產(chǎn)品在國際市場上銷售，子公司的經(jīng)濟(jì)活動只是充當(dāng)了一個組裝中心的功能，那么就很難對我國經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生技術(shù)溢出。

（2）我國機(jī)械工業(yè)人力資本水平低對FDI技術(shù)外溢吸收的制約。由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會、中國機(jī)械冶金建材工會組成聯(lián)合調(diào)查組于2005年的一項調(diào)查表明：目前我國機(jī)械行業(yè)高級技工所占比例小且年齡結(jié)構(gòu)老化。據(jù)對87家機(jī)械行業(yè)國有大中型企業(yè)調(diào)查統(tǒng)計，生產(chǎn)工人中，高級技師和技師、高級工、中級工、初級工、無等級工分別占工人總數(shù)的2.26%、13.54%、31.77%、34.34%和18.09%。87家企業(yè)中，中級工、初級工、無等級工所占比例達(dá)84.2%。這與工業(yè)發(fā)達(dá)國家高級技工占40%的比例相差甚遠(yuǎn)。從調(diào)查情況看，高技能人才奇缺，后繼無人嚴(yán)重。以調(diào)查的企業(yè)數(shù)據(jù)為例，高級技師僅占工人總數(shù)的0.26%，技師占2%。而且近70%的中級工、初級工（不含無等級工）只有中等以下文化程度，這種素質(zhì)狀況遠(yuǎn)不能適應(yīng)高、新、精設(shè)備對操作工的需要。高級人才、技術(shù)人員的匱乏必然會影響到外資企業(yè)對我國機(jī)械工業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散?？鐕咀庸拘枰跂|道國雇傭熟練勞動力和高素質(zhì)的管理人員，如果當(dāng)?shù)貏趧恿λ刭|(zhì)與跨國公司的要求存在著較大的差距，就會加大跨國公司的進(jìn)入成本。因此，由于人力資本的限制，我國難以吸引資本技術(shù)密集型的跨國公司進(jìn)入，同時也不能有效吸收跨國公司擴(kuò)散的技術(shù)。（3）政策、體制不完善也影響到FDI對我國機(jī)械工業(yè)技術(shù)外溢的大小。這主要表現(xiàn)在以下幾方面：第一，我國科技體制改革不到位。我國機(jī)械工業(yè)比較分散，開發(fā)能力建設(shè)上過多注重行業(yè)研究所研究能力的提高，每個產(chǎn)品都有歸口研究所，產(chǎn)品開發(fā)主要依靠研究所，而沒有重點把產(chǎn)品開發(fā)能力放在企業(yè)進(jìn)行。同時，對于大量尚不具備建立開發(fā)中心能力的中、小企業(yè)，政府未能充分利用科研院所力量，為其提供技術(shù)支持，建立起技術(shù)開發(fā)支撐體系。在這種背景下，希望提高技術(shù)水平從而進(jìn)入跨國公司全球分工體系的企業(yè)既得不到科技資源，也難覓技術(shù)支持和幫助，外資企業(yè)在國內(nèi)市場遭遇不到有力的競爭。這樣，技術(shù)外溢既缺乏有效的利益激勵，也缺乏有力的競爭促進(jìn)，技術(shù)外溢的步伐就會相應(yīng)放慢。第二，通過FDI引進(jìn)技術(shù)的管理體制上還不完善。未能很好地組織各設(shè)計、制造、施工、使用等單位和產(chǎn)、學(xué)、研各方面力量進(jìn)行協(xié)同攻關(guān)，加之缺乏支持機(jī)械裝備國產(chǎn)化的激勵政策，致使許多引進(jìn)項目消化吸收緩慢，國產(chǎn)化程度低，發(fā)揮作用有限。就已引進(jìn)的技術(shù)看，從圖紙資料的翻譯、轉(zhuǎn)移到投入批量生產(chǎn)，一般要用三年以上時間，大型復(fù)雜裝備的消化周期還要拉長。第三，勞動力市場不完善。人員流動是產(chǎn)生FDI技術(shù)外溢的重要途徑。在跨國公司的高薪誘導(dǎo)下，大批國有企業(yè)技術(shù)人員流向外資企業(yè)，卻很少看到外資企業(yè)的管理人員與技術(shù)人員回流到國有企業(yè)。在人才流動方面，主要是在外資企業(yè)之間流動。人員流動帶來技術(shù)溢出也包括跨國公司的管理和技術(shù)人員離開跨國公司后自己創(chuàng)業(yè)。這需要國內(nèi)存在較為健全、完善的金融與資本市場，但從現(xiàn)在的情況看個人創(chuàng)業(yè)的困難較大，特別在融資渠道方面還不夠通暢，貸款擔(dān)保風(fēng)險投資基金業(yè)的發(fā)展尚顯不足。第四，知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度不完善。知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)不力，使得外資企業(yè)更加注重對技術(shù)的嚴(yán)格保密，也不能更有效地發(fā)揮我國機(jī)械工業(yè)企業(yè)在技術(shù)上自主創(chuàng)新的積極性。據(jù)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會的統(tǒng)計，目前工業(yè)發(fā)達(dá)國家的新產(chǎn)品貢獻(xiàn)率52%，我國僅為5.9%。具有自主知識產(chǎn)權(quán)核心技術(shù)的產(chǎn)品少，克隆產(chǎn)品較多。這樣的結(jié)果除了自主創(chuàng)新能力削弱之外，還容易遭到侵權(quán)指控。即使出現(xiàn)了自行研制的技術(shù)，也很容易被指責(zé)為“剽竊”。中國不久前自行研制的“CM1海豚”磁懸浮列車還沒有試運(yùn)行，就被德國一些媒體和企業(yè)指責(zé)為“抄襲了德國磁懸浮技術(shù)”。

3提高技術(shù)吸收能力促進(jìn)FDI技術(shù)外溢效應(yīng)的對策

首先，加強(qiáng)機(jī)械工業(yè)人才隊伍的建設(shè)。結(jié)合行業(yè)和企業(yè)的發(fā)展實際，積極支持和指導(dǎo)企業(yè)對各類人才隊伍的建設(shè)工作，特別是要充分利用現(xiàn)有資源，加強(qiáng)對各工種崗位技能工人的培養(yǎng)，通過繼續(xù)教育、技術(shù)比武、職業(yè)培訓(xùn)、技能鑒定等多種方式，加快提高技能工人隊伍的整體素質(zhì)。此外還應(yīng)建立有效的激勵機(jī)制，充分發(fā)揮技術(shù)人才的創(chuàng)造性與積極性。確實落實國家有關(guān)技術(shù)入股、技術(shù)參與分配的政策，鼓勵有真才實學(xué)的技術(shù)人才開發(fā)新技術(shù)、新產(chǎn)品，或應(yīng)用高新技術(shù)提高傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)水平。

其次，努力推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和“產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合，建立和完善以企業(yè)為主體的社會技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制。我國機(jī)械工業(yè)企業(yè)要充分利用已掌握的自主知識產(chǎn)權(quán)，加強(qiáng)與國內(nèi)外科研單位和企業(yè)合作，充分利用并整合國際國內(nèi)先進(jìn)技術(shù)，擴(kuò)大市場占有份額。按照市場經(jīng)濟(jì)規(guī)律，利用產(chǎn)業(yè)集群的載體，以企業(yè)為主體，以高校和工業(yè)研究院等科研院所為依托，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合，加快對機(jī)械行業(yè)亟待解決的科技問題、重點項目的研究和重點產(chǎn)品的技術(shù)升級、以及產(chǎn)品前沿性的研究和攻關(guān)，形成三者互相合作、合理分配和利用資源、研發(fā)成果共享的創(chuàng)新局面。這樣不但會使創(chuàng)新能力增強(qiáng)，而且還可以加快新技術(shù)的擴(kuò)散，可以使機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)力總體水平在較短時期內(nèi)迅速提高。

再次，增加我國企業(yè)研發(fā)投入。要解決研發(fā)資金不足的問題，首先應(yīng)轉(zhuǎn)換企業(yè)經(jīng)營機(jī)制,使企業(yè)在市場競爭中不斷提高自身實力。只有實力提高了,才有更多的資金投入到研發(fā)活動中。同時,政府也應(yīng)有輔助投資并且給予相應(yīng)的鼓勵政策。在有關(guān)機(jī)械工業(yè)的科技計劃中，增加創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)的比重以及重大技術(shù)機(jī)械裝備國產(chǎn)化專項基金的預(yù)算。在原行業(yè)技術(shù)發(fā)展基金的基礎(chǔ)上，可重組成立國家產(chǎn)業(yè)技術(shù)基金，重點用于支持共性、基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性和競爭技術(shù)的研發(fā)。另外，要健全、完善金融市場,為國內(nèi)企業(yè)提供良好的融資渠道。尤其是要大力發(fā)展科技信貸業(yè)務(wù),擴(kuò)大金融機(jī)構(gòu)對企業(yè)的科技投入。

摘要：東道國企業(yè)的技術(shù)吸收能力是影響FDI技術(shù)外溢的重要因素，主要分析我國機(jī)械工業(yè)在人力資本、技術(shù)基礎(chǔ)等方面的技術(shù)吸收能力對FDI技術(shù)外溢的制約情況，提出增強(qiáng)技術(shù)吸收能力、促進(jìn)我國機(jī)械工業(yè)FDI技術(shù)外溢的對策建議。

關(guān)鍵詞：FDI；技術(shù)吸收能力；技術(shù)外溢；機(jī)械工業(yè)

參考文獻(xiàn)

［1］賴明勇，包群，陽小曉.我國外商直接投資吸收能力研究［J］.南開經(jīng)濟(jì)研究,2002,（3）：45-50.

第2篇：機(jī)械手論文范文

關(guān)鍵詞：玉米；機(jī)械化；收獲；問題

中圖分類號：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170133061

1 玉米機(jī)械化收獲中存在的問題

玉米機(jī)械化設(shè)備滯后、售后服務(wù)跟不上。就目前冀州區(qū)情況而言，截止到2016年9月底，我區(qū)玉米收割機(jī)保有量750臺，除福田雷沃三行、四行摘穗剝皮玉米收割機(jī)外，還存在300多臺君峰、冀新牌二行摘穗玉米收割機(jī)需要淘汰。再就是，作業(yè)故障率高，維修是個難題，沒有專業(yè)的維修網(wǎng)點，配件難找，通用性差，很多機(jī)械不兼容，更缺乏R滴修技術(shù)人員；機(jī)械設(shè)備投資周期長。當(dāng)前，玉米機(jī)械的設(shè)備的價格仍然較高，遠(yuǎn)超出了農(nóng)民的購買能力范圍。另外，由于不同區(qū)域的玉米種植模式各有不同，無法進(jìn)行統(tǒng)一的跨區(qū)作業(yè)；政府支持力度不足。政府支持力度不足是影響玉米機(jī)械化收獲規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大的關(guān)鍵因素。

2 解決玉米機(jī)械化收獲問題的對策

2.1 加大機(jī)械化設(shè)備的研發(fā)力度、完善售后服務(wù)

只有加快玉米機(jī)械化收獲設(shè)備的更新和完善，盡快提高玉米機(jī)械化收獲技術(shù)水平，才能提升玉米的收獲效率。而加大玉米機(jī)械化設(shè)備的研發(fā)力度是保證玉米機(jī)械化收獲設(shè)備更新?lián)Q代、升級優(yōu)化的關(guān)鍵。鑒于此，應(yīng)當(dāng)加大對玉米機(jī)械化收獲設(shè)備的研發(fā)，結(jié)合實際氣候環(huán)境、地理因素，研發(fā)出多功能、實用性強(qiáng)的玉米機(jī)械化收獲設(shè)備。

在研發(fā)玉米機(jī)械化設(shè)備時應(yīng)當(dāng)重視以提高設(shè)備工作效率為基本準(zhǔn)則，不斷改良設(shè)備材質(zhì)，并延長設(shè)備的使用期限；應(yīng)當(dāng)重視培養(yǎng)專業(yè)的使用人才，以便玉米機(jī)械化設(shè)備能夠在農(nóng)民中推廣開來；應(yīng)當(dāng)重視借鑒其它地區(qū)的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗，并結(jié)合衡水市實際情況，加快衡水市玉米機(jī)械化設(shè)備的更新?lián)Q代。如應(yīng)當(dāng)從3個方面綜合考慮玉米機(jī)械化收獲設(shè)備的研發(fā)：要重視改良收獲機(jī)性能，降低籽粒破損率；應(yīng)針對衡水市新型的農(nóng)業(yè)種植技術(shù)，套作、移栽等；重視玉米機(jī)械化收獲設(shè)備的質(zhì)量。目前，我國研發(fā)玉米收獲機(jī)的單位不在少數(shù)，其技術(shù)水平、機(jī)型特點，存在著很大的差異。為了適應(yīng)衡水市玉米機(jī)械化設(shè)備的發(fā)展，政府應(yīng)當(dāng)帶頭組織技術(shù)團(tuán)隊及經(jīng)銷商進(jìn)行玉米收獲機(jī)的調(diào)研引進(jìn)。

進(jìn)一步完善售后服務(wù)網(wǎng)點，配備專業(yè)的維修人員，解決機(jī)械配件供應(yīng)。 農(nóng)機(jī)維修是季節(jié)性修理，經(jīng)銷商應(yīng)培養(yǎng)一批技術(shù)工人，農(nóng)忙時下鄉(xiāng)駐點服務(wù)。做到隨叫隨到。生產(chǎn)廠家也應(yīng)定期派出技術(shù)人員集中進(jìn)行農(nóng)機(jī)保養(yǎng)、維修。政府也應(yīng)加大扶持農(nóng)機(jī)合作社機(jī)庫建設(shè)，成立區(qū)域性的農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社機(jī)庫和農(nóng)機(jī)維修網(wǎng)點，為農(nóng)機(jī)維修和人員培訓(xùn)提供很好的平臺。

2.2 完善農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝配套

隨著衡水市農(nóng)業(yè)種植技術(shù)的發(fā)展，玉米的種植方式也在不斷的改變。也正因為如此，農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的不配套成為玉米機(jī)械化發(fā)展的一個重要影響因素。為此，衡水市應(yīng)當(dāng)采取轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的收獲理念，使玉米收獲機(jī)械為玉米產(chǎn)業(yè)的增產(chǎn)增收、優(yōu)質(zhì)低耗安全服務(wù)。另外，還應(yīng)當(dāng)重視玉米標(biāo)準(zhǔn)化的種植，逐漸實現(xiàn)統(tǒng)一的玉米標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。尤其是加大優(yōu)良品種的選擇和種植技術(shù)的發(fā)展。這樣不僅能節(jié)約農(nóng)機(jī)購買成本，還能大大提高玉米收獲機(jī)械的生產(chǎn)效率。如可以從8個方面實現(xiàn)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的配套，選用優(yōu)良品種包衣種子：選擇耐密、抗倒、耐陰雨寡照，高產(chǎn)潛力大，產(chǎn)性好的優(yōu)良品種；科學(xué)播種：搶時、滅茬、寬窄行、測土配方、3位施肥或條深松免耕多層施肥、密植播種；葉面施肥：當(dāng)玉米長到3～5葉時，及時噴灑途?？岛蛺畚指蝗~面肥；統(tǒng)一除草、防病害；化控防倒：可以選擇在六葉一心時統(tǒng)一噴灑玉黃金控旺藥劑，每667m2用玉黃金1500倍液，噴灑30kg；人工輔助授粉：在剛抽雄時2人分別站到畦背上用竹竿拉繩子對玉米進(jìn)行人工輔助授粉，以增加穗粒數(shù)，防止玉米禿尖；適時晚收；全程機(jī)械化：播種、澆水、施肥、統(tǒng)防統(tǒng)治、收獲都實行機(jī)械化，減少人工投入，降低種植成本，提高種植效益。

2.3 政府應(yīng)加大扶持力度

政府的扶持力度是保證玉米機(jī)械化收獲迅速發(fā)展的關(guān)鍵。政府應(yīng)當(dāng)重視從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政策等多個方面，加大對農(nóng)民使用玉米機(jī)械化收獲設(shè)備的扶持力度，從而營造出良好的機(jī)械化玉米收獲氛圍，充分調(diào)動農(nóng)民使用玉米機(jī)械化收獲的積極性。

政府應(yīng)當(dāng)加大對農(nóng)民的補(bǔ)貼，并重點加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)；還應(yīng)當(dāng)完善服務(wù)體系，為農(nóng)民提供完善的技術(shù)服務(wù)。積極引進(jìn)農(nóng)業(yè)部建立的“補(bǔ)貼政策拉動、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝互動、社會服務(wù)促動、梯度推進(jìn)帶動”的發(fā)展機(jī)制。積極指導(dǎo)農(nóng)機(jī)服務(wù)組織開展訂單作業(yè)，提高玉米機(jī)收的組織化程度，擴(kuò)大玉米機(jī)收市場規(guī)模，保障作業(yè)質(zhì)量。

第3篇：機(jī)械手論文范文

關(guān)鍵詞：氣動機(jī)械手，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，結(jié)構(gòu)設(shè)計

前 言：

氣動機(jī)械手能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動操作裝置。氣動機(jī)械手具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、動作迅速、可靠、節(jié)能、不污染環(huán)境、可實現(xiàn)無級調(diào)速、易實現(xiàn)過載保護(hù)等優(yōu)點，特別適用于汽車制造業(yè)、食品和藥品包裝行業(yè)、化工行業(yè)、精密儀器制造業(yè)和軍事工業(yè)等。

在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)應(yīng)用的氣動機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)4個自由度的運(yùn)動，其各自的自由度的驅(qū)動全部由氣動肌肉來實現(xiàn)。最前端的氣爪抓取物品，通過氣動肌肉的驅(qū)動實現(xiàn)各自關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動，使物品在空間上運(yùn)動，根據(jù)合理的控制，最終實現(xiàn)機(jī)械手的動作要求。氣動機(jī)械手回轉(zhuǎn)臂的設(shè)計主要是選擇合適的控制閥，設(shè)計合理的氣動控制回路，通過控制和調(diào)節(jié)各個氣缸壓縮空氣的壓力、流量和方向來使氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)獲得必要的力、動作速度和改變運(yùn)動方向，并按規(guī)定的程序工作。

1.氣動機(jī)械手的原理

氣壓傳動機(jī)械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的機(jī)械手。它巧妙地應(yīng)用力的平衡原理，使操作者對重物進(jìn)行相應(yīng)的位移，就可在空間內(nèi)平衡移動定位負(fù)荷。重物在提升或下降時形成浮動狀態(tài)，靠氣路實現(xiàn)微重力的物料位移，操作力受工件重量影響。無需熟練的點動操作，操作者用手推拉重物，就可以把重物正確地放到空間中的任何位置，或者通過操作臺控制工件的位移可完成以下動作：送料、預(yù)夾緊、手臂上升、手臂旋轉(zhuǎn)、小臂伸長、手腕旋轉(zhuǎn)。

圖1：氣動機(jī)械手系統(tǒng)工作原理圖

氣壓傳動機(jī)械手的優(yōu)點：（1）不用增速機(jī)構(gòu)就能獲得較高的運(yùn)動速度，這是簡易機(jī)械手的一項主要性能，其可適應(yīng)各種快速自動搬運(yùn)的工作。（2）能源方便，工廠都有壓縮工作站。（3）空氣泄漏基本無害。（4）適應(yīng)易爆、易燃等惡劣環(huán)境。

（5）結(jié)構(gòu)、保養(yǎng)都簡單，成本低。（6）可將直線風(fēng)缸和擺動風(fēng)缸做成手臂的一部分，結(jié)構(gòu)簡單，剛性好。

2.氣動機(jī)械手的主要部件和設(shè)計要求

根據(jù)模塊化設(shè)計思想，機(jī)械手的各模塊化機(jī)構(gòu)分別為：立柱、手臂、小臂、手腕和手爪幾個部分。論文選擇圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手，木設(shè)計的機(jī)械手具有3個自由度：手臂伸縮；機(jī)身回轉(zhuǎn)；機(jī)身升降。木設(shè)計的機(jī)械手主要由3個大部件和3個氣缸組成：手部，采用一個氣爪，通過機(jī)構(gòu)運(yùn)動實現(xiàn)手爪的運(yùn)動。臂部，采用直線缸來實現(xiàn)手臂的伸縮。機(jī)身，采用一個直線缸和一個回轉(zhuǎn)缸來實現(xiàn)手臂升降和回轉(zhuǎn)。

機(jī)械手的手部是機(jī)械手上承擔(dān)抓取工件的機(jī)構(gòu)，由于被抓取物件（炮彈）的形狀近似于圓臺，所以，其手爪采用特殊的V字型結(jié)構(gòu)，即手爪的內(nèi)表而設(shè)計成與圓臺斜度相同的斜而，即保證了抓取的穩(wěn)定又不會因“線接觸”而影響炮彈的表而質(zhì)量。通過對平衡氣缸內(nèi)空氣壓力快速精確的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對某一重量范圍內(nèi)工件的實時平衡狀態(tài)。機(jī)械手可選擇定制功能：平衡系統(tǒng)；垂直提升；負(fù)載平衡。設(shè)備回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)設(shè)置剎車系統(tǒng)，可在任意所需要的位置剎車，使機(jī)械手可以長期或定期保持需要的狀態(tài)。翻轉(zhuǎn)90度、翻轉(zhuǎn)180度和翻轉(zhuǎn)任意角度（MAX270°）；斷氣保護(hù)：設(shè)備被意外斷氣時，設(shè)備上的儲氣罐裝置可保證工人正常完成一個循環(huán)工作，然后進(jìn)入剎車狀態(tài)指不功能：負(fù)載指示、到位指示。誤操作保護(hù)功能：工件在懸空時不可被釋放。人性化操作手柄：控制按鈕和人性化防滑手柄集成一體，讓操作人更便捷操縱機(jī)體。工件表面保護(hù)：夾具接觸工件部位裝置保護(hù)物件，保證工件表而不會被刮傷。高效率工作：夾具設(shè)置抓取導(dǎo)向，讓工件的拾取更高效。

控制系統(tǒng)可根據(jù)動作的要求，設(shè)計采用數(shù)字順序控制。它首先要編制程序加以存儲，然后再根據(jù)規(guī)定的程序，控制機(jī)械手進(jìn)行工作程序的存儲方式有分離存儲和集中存儲兩種。分離存儲是將各種控制因素的信息分別存儲于兩種以上的存儲裝置中，如順序信息存儲于插銷板、凸輪轉(zhuǎn)鼓、穿孔帶內(nèi)；位置信息存儲于時間繼電器、定速回轉(zhuǎn)鼓等；集中存儲是將各種控制因素的信息全部存儲于一種存儲裝置內(nèi)，如磁帶、磁鼓等這種方式使用于順序、位置、時間、速度等必須同時控制的場合，即連續(xù)控制的情況下使用。

3.機(jī)械手回轉(zhuǎn)臂的結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施

為防止手臂沿伸縮方向軸線轉(zhuǎn)動、加大承載能力，以及提高運(yùn)動精度，必須設(shè)有導(dǎo)向裝置。伸縮手臂的導(dǎo)向裝置需根據(jù)伸縮手臂的安裝形式、結(jié)構(gòu)及負(fù)荷等條件來確定。用的有單導(dǎo)向桿和雙導(dǎo)向桿。在氣動伺服系統(tǒng)中要實現(xiàn)高精度定位比較困難，將旋轉(zhuǎn)氣缸安裝在底板上，實現(xiàn)機(jī)械手的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，使機(jī)械手向左或向右擺動。機(jī)械手末端執(zhí)行器的水平伸縮運(yùn)動和豎直升降運(yùn)動各由一個氣缸控制，即以最簡單的形式，在完全伸出和回縮位置之間進(jìn)行切換。

第4篇：機(jī)械手論文范文

關(guān)鍵詞:機(jī)械臂;總體坐標(biāo)系;附體坐標(biāo)系;變換矩陣

中圖分類號: TP241.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-0432(2010)-10-0120-1

四自由度采摘機(jī)械臂可以看成是由一系列通過活動聯(lián)接連接起來的桿件組成的。

1 三維空間中的附體坐標(biāo)系和總體坐標(biāo)系

為了便于處理機(jī)械臂復(fù)雜的幾何參數(shù),機(jī)械臂各桿件的運(yùn)動可在總體坐標(biāo)系中描述,在每個桿件處建立一個附體坐標(biāo)系。運(yùn)動學(xué)問題便歸結(jié)為尋求聯(lián)系附體坐標(biāo)系和總體坐標(biāo)系的變換矩陣。如圖1所示,參考坐標(biāo)系Oxyz是三維空間中的固定坐標(biāo)系,在機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)中將其作為總體坐標(biāo)系,把Ouvω看成是附體坐標(biāo)系。

圖1 總體坐標(biāo)系和附體坐標(biāo)系

2 建立附體坐標(biāo)系和總體坐標(biāo)系的規(guī)則

Denavit和Hatenberg(1955)提出了一種為關(guān)節(jié)鏈中的每一桿件建立附體坐標(biāo)系的D-H矩陣方法。對于每個桿件來說,在關(guān)節(jié)軸處可建立一個正規(guī)的笛卡兒坐標(biāo)系(xi,yi,zi),i=1,2,3,4,再加上機(jī)座坐標(biāo)系。建立在關(guān)節(jié)i+1處的坐標(biāo)(xi,yi,zi)是固聯(lián)在桿件i上的。當(dāng)關(guān)節(jié)驅(qū)動器推動關(guān)節(jié)i時,桿件i將相對于桿件i-1運(yùn)動。機(jī)座坐標(biāo)定義為第0號坐標(biāo)(x0,y0,z0),它也是機(jī)械臂的慣性坐標(biāo)系。確定和建立每個坐標(biāo)系應(yīng)根據(jù)下面3條規(guī)則:

(1)zi-1軸沿著第i關(guān)節(jié)的運(yùn)動軸;

(2)xi軸垂直于zi-1軸和zi軸并指向離開zi-1軸的方向;

(3)yi軸按右手坐標(biāo)系的要求建立。

按照這些規(guī)則,第0號坐標(biāo)系在機(jī)座上的位置和方向可任選,只要z0軸沿著第1關(guān)節(jié)的運(yùn)動軸運(yùn)動。

3 四自由度采摘機(jī)械臂坐標(biāo)系的關(guān)系參數(shù)

根據(jù)上述坐標(biāo)系的定義,描述四自由度采摘機(jī)械臂相鄰坐標(biāo)系之間的關(guān)系可歸結(jié)為如下4個參數(shù):

θi 繞zi-1軸(右手規(guī)則)由xi-1軸向xi軸的關(guān)節(jié)角;

di 從第i-1坐標(biāo)系的原點到zi-1軸和xi軸的交點沿zi-1軸的距離;

ai 從zi-1軸和xi的交點到第i坐標(biāo)系原點沿xi軸的偏置距離;

αi 繞xi軸(右手規(guī)則)由zi-1軸轉(zhuǎn)向zi軸的偏角。

對于四自由度采摘機(jī)械臂來說,di,ai,αi是關(guān)節(jié)參數(shù),θi是關(guān)節(jié)變量。根據(jù)上述三條規(guī)則以及各參數(shù)的解釋,可以求得四自由度采摘機(jī)械臂的四個參數(shù),結(jié)果見表1。

4 循環(huán)法建立坐標(biāo)系

除了上述D-H矩陣方法以外,也可以通過以下6個步驟為四自由度采摘機(jī)械臂建立一組相容的標(biāo)準(zhǔn)正交坐標(biāo)系。

(1)建立機(jī)座坐標(biāo)系。在機(jī)座上建立右手正交坐標(biāo)系(x0,y0,z0),使z0軸沿關(guān)節(jié)1的運(yùn)動軸,x0和y0軸與z0垂直,但方向可任選;

(2)初始化和循環(huán)。對每一個i,i=1,2,3,完成步驟(3)至(6);

(3)建立關(guān)節(jié)軸。把zi軸與關(guān)節(jié)i+1的轉(zhuǎn)動軸對準(zhǔn);

(4)建立第i個坐標(biāo)系的原點。將第i個坐標(biāo)系的原點放在zi和zi-1軸的交點處,或放在它們的公垂線與zi軸的交點處;

(5)建立xi軸。使xi=±(zi-1×zi)/||xi=±(zi-1×zi)/||,如果zi-1與zi平行,就使xi沿它們的公垂線;

(6)建立yi軸。令yi=±(zi×xi)/||zi×xi||,使(xi,yi,zi)成為右手坐標(biāo)系。建立好的坐標(biāo)系如圖2所示。

圖2 四自由度采摘機(jī)械臂連桿坐標(biāo)系

參考文獻(xiàn)

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第5篇：機(jī)械手論文范文

關(guān)鍵詞：微動開關(guān) 自動化 分料 抓持 安裝

中圖分類號：TN42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）001-043-03

1引言

在集成電氣元件的設(shè)計中，微動開關(guān)以其觸點間距小、動作行程短、按動力小、通斷迅速的優(yōu)點，被廣泛的應(yīng)用于家用電器、軍用產(chǎn)品當(dāng)中。但與此同時，由于微動開關(guān)體積小重量輕，結(jié)構(gòu)多變而復(fù)雜，目前，在國內(nèi)微動開關(guān)的安裝主要是依靠手工安裝，因而大批量安裝效果并不理想，難以保證精度，工作效率低，勞動強(qiáng)度大，因此實現(xiàn)微動開關(guān)的自動化裝配是一項十分重要的實用化工程，關(guān)系到電子電氣產(chǎn)品的成本和質(zhì)量。

微動開關(guān)自動化裝配線是通過振動分料使微動開關(guān)姿態(tài)統(tǒng)一，并由后續(xù)傳動裝置將其送至安裝平臺，由機(jī)械手對其進(jìn)行抓持并最終安裝到電路板上。其為可循環(huán)使用的設(shè)備，完全取代了人力完成的所有工序。由此可見，此裝配系統(tǒng)應(yīng)有機(jī)械本體，驅(qū)動傳動系統(tǒng)，信號采集傳遞和控制系統(tǒng)組成，其中振動分料的效率，抓持機(jī)械手的精度以及控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是此裝配線設(shè)計的核心部分。目前，國內(nèi)對于微小元件安裝的研究并不是很廣泛，只有少數(shù)的論文提及，并沒有完整的可行性方案。

值得說明的是，微動開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)種類繁多，本文以依靠兩側(cè)支腳固定于電路板上的微動開關(guān)為研究對象。其結(jié)構(gòu)特點是金屬簧片觸點在零件中間，兩側(cè)有帶有倒鉤的支腳，并向外形成一定的角度。安裝時需將兩個支腳插入電路板上相應(yīng)的孔中，依靠支腳上的倒鉤和其向外的角度固定在電路板上，結(jié)構(gòu)視圖如圖1。

2振動分料機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理

因為微動開關(guān)體積小質(zhì)量輕且多個微動開關(guān)常不規(guī)則的牽連在一起不易分離，所以微動開關(guān)振動分料機(jī)在提高裝配效率方面的作用要大于用于微動開關(guān)抓持與安裝的機(jī)械手。振動分料機(jī)主要由振動分料盤，分料導(dǎo)軌以及送回傳送帶組成，在分料盤，導(dǎo)軌以及基座上分別固定偏心電機(jī)產(chǎn)生振動。其主要功能是將姿態(tài)不符合要求的微動開關(guān)剔出分料軌道，重新送回分料盤進(jìn)行振動分料。振動分料的結(jié)果是將所有符合要求的微動開關(guān)通過后續(xù)的傳送裝置間隔的傳輸?shù)綑C(jī)械手抓持的工作臺上。在整個分料過程中一定要盡量保證相對數(shù)量多的微動開關(guān)是符合姿態(tài)要求的從而不會影響到后續(xù)的工作。

微動開關(guān)的姿態(tài)可以分為三大類五小類。第一大類是幾個開關(guān)牽連在一起或者單個微動開關(guān)發(fā)生變形出現(xiàn)不規(guī)則形狀而產(chǎn)生的不規(guī)則姿態(tài)。第二大類與第三大類都是規(guī)則姿態(tài)，其中第二大類是微動開關(guān)支腳朝上，第三大類是微動開關(guān)支腳朝下，且規(guī)則姿態(tài)的兩大類又分支腳靠左（相對分料導(dǎo)軌）與支腳靠右兩小類。我們通過實驗發(fā)現(xiàn)支腳朝上的微動開關(guān)因為重心較低，所以大多數(shù)從分料盤上振落下來的微動開關(guān)都是支腳朝上的。在支腳朝上的兩小類姿態(tài)中我們選擇支腳朝上且靠右的微動開關(guān)為我們預(yù)期的輸出姿態(tài)，這樣能夠保證盡可能多的微動開關(guān)符合我們的姿態(tài)要求。

分料主要分為三個步驟，第一步是將成堆的微動開關(guān)放到帶有孔的分料盤上，所有微動開關(guān)隨著振動連續(xù)進(jìn)行微小位移，當(dāng)振動到孔中則掉落下來進(jìn)入分料導(dǎo)軌。通過第一步驟成堆的微動開關(guān)將間隔掉落下來，而且部分牽連在一起的微動開關(guān)也會在從孔中掉落或落到分料導(dǎo)軌的過程中因為振動和撞擊分離。微動開關(guān)在分料導(dǎo)軌中會因為振動與導(dǎo)軌的斜度繼續(xù)向前運(yùn)動而且會因為導(dǎo)軌變細(xì)側(cè)向運(yùn)動。分料的第二步是在導(dǎo)軌中設(shè)置一個封閉口，如圖2。根據(jù)測量，支腳朝上的微動開關(guān)要比支腳朝下的微動開關(guān)在高度上少1mm左右，通過對封閉口高度的恰當(dāng)設(shè)置，支腳朝下的微動開關(guān)將不能通過封閉口而是從一側(cè)掉出分料軌道，形狀不規(guī)則的微動開關(guān)同樣無法通過封閉口。所有掉出分料軌道的微動開關(guān)將會由送回傳送帶重新送至分料盤。分料的第三步是在軌道上的右側(cè)設(shè)置導(dǎo)槽且軌道本身有一個向左的傾角，如圖3。剩下的兩個姿態(tài)的微動開關(guān)中支腳靠右的微動開關(guān)的支腳會進(jìn)入導(dǎo)槽，而靠左的會因為導(dǎo)軌的斜度從一側(cè)滑出軌道。最終只有支腳朝上且靠右的微動開關(guān)可以順利通過分料導(dǎo)軌進(jìn)入后續(xù)的傳送裝置。

3 抓持機(jī)械手的結(jié)構(gòu)與原理

此類帶有支腳的微動開關(guān)在抓持與裝配的過程中不僅需要對其穩(wěn)定的抓持，同樣需要對其支腳的角度進(jìn)行調(diào)整以便順利插入電路板的孔中。我們設(shè)計的機(jī)械手的結(jié)構(gòu)簡圖如圖4所示。其主要由基座1，夾持塊2，彈簧3以及兩塊下?lián)醢?和5組成。在基座的滑槽下表面及夾持塊上加工出直圓孔，將彈簧嵌入。夾持塊整體放置于基座1的滑槽內(nèi)；兩個與基座以螺釘固連的下?lián)醢鍖A持塊進(jìn)行限位。整個機(jī)械手與運(yùn)動機(jī)構(gòu)連接實現(xiàn)相關(guān)運(yùn)動。經(jīng)過力學(xué)分析，只要選擇合適的材料與型號，夾持塊的應(yīng)力以及彈簧的回復(fù)力完全可以滿足工程需要。

機(jī)械手對微動開關(guān)的抓持是依靠可移動的夾持塊實現(xiàn)的。具體抓持過程如下：機(jī)械手下降使微動開關(guān)的兩側(cè)支腳進(jìn)入夾持塊的狹縫中，直至開關(guān)支腳頂端與下?lián)醢宓耐蛊鹣嘟佑|，避免開關(guān)兩支腳完全進(jìn)入狹縫，便于安裝。微動開關(guān)支腳進(jìn)入夾持塊的狹縫即完成了對微動開關(guān)的抓持同樣將其支腳角度束縛至九十度左右。夾起微動開關(guān)后進(jìn)行安裝時，微動開關(guān)的支腳露在外面的部分首先進(jìn)入電路板的孔中，機(jī)械手繼續(xù)下降接觸電路板，由于受到外力作用，位于圓孔中的彈簧發(fā)生壓縮，夾持塊與下?lián)醢灏l(fā)生相對運(yùn)動，下?lián)醢鍖⑽娱_關(guān)下壓，使微動開關(guān)的支腳完全進(jìn)入電路板的孔中，隨著微動開關(guān)與夾持塊的分離，支腳又恢復(fù)其原有角度。最終微動開關(guān)依靠支腳的角度以及支腳上的倒鉤固定在電路板中。隨著機(jī)械手的上升，微動開關(guān)與機(jī)械手完全分離，夾持塊也在彈簧力作用下恢復(fù)原始狀態(tài)，完成一次安裝。具體流程如圖5所示。

4 控制系統(tǒng)

我們設(shè)計的微動開關(guān)自動裝配設(shè)備的原理機(jī)利用慧魚公司開發(fā)的控制電路，其采用COM端口與計算機(jī)進(jìn)行通信。該電路有2個模擬輸入接口，8個數(shù)字輸入接口，4個輸出接口。8個數(shù)字輸入接口可以連接行程開關(guān)等，檢測開關(guān)的開斷情況。4個輸出接口可連接4個電機(jī)?？刂齐娐放涮椎木幊誊浖荓Lwin 2.1，使用該軟件可以檢測和監(jiān)控原理機(jī)各開關(guān)和電機(jī)的運(yùn)行情況，并通過編程控制電機(jī)運(yùn)動。

微動開關(guān)自動裝配設(shè)備的控制系統(tǒng)主要是控制振動分料機(jī)以及抓持機(jī)械手上的電機(jī)從而實現(xiàn)振動分料機(jī)的振動以及機(jī)械手的升降、旋轉(zhuǎn)、前進(jìn)后退等運(yùn)動。抓持機(jī)械手的運(yùn)動主要包括微動開關(guān)定位，微動開關(guān)抓取，電路板定位，安裝微動開關(guān)等運(yùn)動，其一個控制周期運(yùn)動如圖6所示。

LLwin 2.1軟件是一種圖形化的編程軟件，比較類似流程圖。我們利用并行程序同時控制多個電機(jī)以提高工作效率。每個主程序可以實現(xiàn)子程序的調(diào)用控制具體電機(jī)的運(yùn)動。圖7為并行主程序與調(diào)用的一個子程序的示例。

5結(jié)論

本文介紹了一種實用的微動開關(guān)自動化裝配設(shè)備的設(shè)計，解決了目前微動開關(guān)手工安裝的問題。該裝配設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、抓持精度高、運(yùn)動靈活、適應(yīng)性強(qiáng)等特點，對抓持機(jī)械手局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整就可以完成不同結(jié)構(gòu)的微動開關(guān)的裝配。目前，微動開關(guān)自動裝配設(shè)備的原理機(jī)已經(jīng)驗證了設(shè)計方案的可行性，具備了應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線的前提條件。

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[6] 余德忠，唐建祥，徐向纮.混合機(jī)構(gòu)空間機(jī)器人運(yùn)動性能分析及仿真研究[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2012（5）：847-850.

第6篇：機(jī)械手論文范文

【論文摘要】中職學(xué)校培養(yǎng)的目的是輸送生產(chǎn)第一線的技術(shù)工人，而中職生職業(yè)能力的高低決定其就業(yè)之路，因此，培養(yǎng)中職生的職業(yè)能力是職業(yè)教育可持續(xù)發(fā)展的必由之路。文章以機(jī)電一體化設(shè)備的組裝與調(diào)試課程的實訓(xùn)教學(xué)實踐為例，探討在實訓(xùn)教學(xué)中培養(yǎng)、提升和強(qiáng)化學(xué)生職業(yè)能力的方法和具體措施。

1職業(yè)能力的基本內(nèi)涵

職業(yè)能力是指從事具體職業(yè)活動時所需具有的能力，它包含專業(yè)能力、方法能力和社會能力。專業(yè)能力是指專業(yè)知識、專業(yè)技能和專項能力等與職業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)能力，是職業(yè)活動得以進(jìn)行的基本條件。方法能力包含了獨立思考、分析判斷與決策、獲取與利用信息、創(chuàng)新和獨立制訂計劃的能力等。社會能力則包含了組織協(xié)調(diào)、人際溝通、語言與書面表達(dá)能力，以及社會責(zé)任感和職業(yè)意識等。

2培養(yǎng)中職學(xué)生職業(yè)能力的目的

2．1利于學(xué)生學(xué)會從業(yè)

中職學(xué)校培養(yǎng)的是生產(chǎn)第一線的技術(shù)工人，所以要求中職生必須掌握某一特定職業(yè)所需要的實際能力，學(xué)會從業(yè)和做事。近年來，中職畢業(yè)生中相當(dāng)一部分職業(yè)能力低，不能勝任從事的工作。為此，在實際教學(xué)中，教師應(yīng)根據(jù)職業(yè)知識和技能的要求，注重對學(xué)生實際操作技能的訓(xùn)練，教會他們從業(yè)的能力和做事的本領(lǐng)，使學(xué)生畢業(yè)后能盡快地適應(yīng)崗位工作的要求。

2．2利于學(xué)生學(xué)會生存

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，職業(yè)崗位呈現(xiàn)出新型性、替代性和不穩(wěn)定性，這就要求從業(yè)者必須以穩(wěn)定的心理素質(zhì)來應(yīng)對職業(yè)的變化與更替。在教學(xué)過程中，教師要重視學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生走向社會、面對現(xiàn)實、完善自我，以及鍛煉自己承受各種心理壓力的能力，使學(xué)生具備在將來的職業(yè)生涯中正確處理各種關(guān)系，化解各種矛盾，提高適應(yīng)及承擔(dān)風(fēng)險的能力。

2．3利于學(xué)生學(xué)會創(chuàng)新

當(dāng)今時代是競爭激烈、人才輩出的時代，不斷創(chuàng)新是其鮮明的特征。從業(yè)者只有不斷創(chuàng)新，才會有更大的發(fā)展。所以在教學(xué)過程中，教師要重視對學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，引導(dǎo)他們樂于學(xué)習(xí)、積極思考，使他們在將來的職業(yè)生涯中，具備勇于創(chuàng)新、勇于創(chuàng)造的能力。

3在實訓(xùn)教學(xué)中培養(yǎng)、提升和強(qiáng)化中職生的職業(yè)能力

眾所周知，專業(yè)課具有較強(qiáng)的應(yīng)用性和實踐型，而實訓(xùn)教學(xué)是專業(yè)課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。如何在實訓(xùn)教學(xué)中培養(yǎng)、提升和強(qiáng)化中職生的職業(yè)能力?筆者試圖通過在機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試課程實訓(xùn)教學(xué)中構(gòu)建實踐環(huán)節(jié)的3個平臺來解答這一問題。

3．1搭建實訓(xùn)實習(xí)平臺，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力

由于學(xué)校擴(kuò)招，入學(xué)門檻降低，中職生的基礎(chǔ)普遍較差，但他們也有自己的特點：頭腦靈活，好奇心強(qiáng)，有較強(qiáng)的動手操作能力。因此，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的特點，搭建實訓(xùn)實習(xí)平臺，讓學(xué)生在這一平臺中得到充分的技能訓(xùn)練，使他們在就業(yè)時具有更強(qiáng)的適應(yīng)性和競爭力。機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試課程是廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校這2年為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和企業(yè)人才需求的需要，以及進(jìn)一步培養(yǎng)機(jī)電類學(xué)生掌握機(jī)電一體化設(shè)備的組裝與調(diào)試的職業(yè)能力、培養(yǎng)參加全區(qū)和全國技能大賽的選手而開設(shè)的，教學(xué)內(nèi)容融合了光電控制、氣動控制、plc控制、變頻器控制等技術(shù)的一門重要的專業(yè)課程。通過學(xué)習(xí)該課程，學(xué)生對所學(xué)的專業(yè)知識有了全面的認(rèn)識和鞏固，專業(yè)技能得到綜合的訓(xùn)練及實踐運(yùn)用。

3．1．1學(xué)生專業(yè)能力的培養(yǎng)

機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試課程要求學(xué)生能識讀機(jī)械圖紙和掌握機(jī)械安裝工具及測量工具的正確使用方法，能繪制電氣原理圖并按圖接線，能讀懂氣路圖并連接氣路，能根據(jù)要求設(shè)置變頻器參數(shù)，按控制要求編制plc程序并調(diào)試。而學(xué)生這些專業(yè)能力的培養(yǎng)最終需通過實踐環(huán)節(jié)的技能訓(xùn)練來實現(xiàn)。機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試課程是應(yīng)用技能競賽設(shè)備——亞龍yl一235a型光機(jī)電一體化實訓(xùn)裝置來進(jìn)行實訓(xùn)教學(xué)的。該裝置配置了生產(chǎn)實際中典型的皮帶輸送機(jī)、機(jī)械手、圓盤和分揀裝置，承載了真實的生產(chǎn)性功能。它把機(jī)電類專業(yè)職業(yè)崗位的工作內(nèi)容和現(xiàn)代企業(yè)需要的技術(shù)都融入裝置中，職業(yè)性特點十分明顯。因此，在這門課程的實訓(xùn)教學(xué)中，教師應(yīng)按專業(yè)能力形成的規(guī)律采取“以項目為載體，任務(wù)引領(lǐng)，工作過程導(dǎo)向”的教學(xué)理念來進(jìn)行教學(xué)，按照由簡單到復(fù)雜，由單一到綜合，由一般功能到特殊功能的循序漸進(jìn)的原則，分3個階段來組織實訓(xùn)項目和規(guī)劃工作任務(wù)。

基礎(chǔ)實訓(xùn)階段：首先帶學(xué)生到實訓(xùn)室觀看實訓(xùn)裝置，讓學(xué)生感性認(rèn)識實訓(xùn)裝置的整體結(jié)構(gòu)和元器件的組成。然后進(jìn)行單一部件的拆裝實訓(xùn)項目，包括圓盤、皮帶輸送機(jī)的安裝與調(diào)整，機(jī)械手、分揀裝置的安裝與調(diào)試等工作實訓(xùn)，使學(xué)生了解和掌握實際生產(chǎn)中典型部件的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和安裝調(diào)試方法。接著進(jìn)行單一部件的plc編程實訓(xùn)，按照任務(wù)書中的控制要求，學(xué)生利用實訓(xùn)裝置配置的plc進(jìn)行編程，分別實現(xiàn)對圓盤供料、機(jī)械手搬運(yùn)工件、皮帶輸送機(jī)送料、分揀裝置分揀工件的單一部件的控制，使學(xué)生進(jìn)一步掌握plc編程的方法、技巧和應(yīng)用技術(shù)。

強(qiáng)化實訓(xùn)階段：這一階段是把2—3個單一部件進(jìn)行組合，實現(xiàn)簡單的組合控制功能。如：圓盤+機(jī)械手，人工落料+皮帶輸送機(jī)+分揀，圓盤+機(jī)械手+皮帶輸送機(jī)，機(jī)械手+皮帶輸送機(jī)+分揀等。

綜合實訓(xùn)階段：這一階段則是把整個機(jī)電一體化裝置所有部件進(jìn)行組裝和調(diào)試，并實現(xiàn)對整個設(shè)備的多種功能、多種工作方式的控制。

通過上述3個階段的實訓(xùn)，學(xué)生從易到難，逐步了解和掌握機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試技術(shù)，專業(yè)技能得到了充分訓(xùn)練，培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)能力。

3．1．2學(xué)生方法能力的培養(yǎng)

在實訓(xùn)教學(xué)的過程中，讓2~3個學(xué)生組成任務(wù)小組，在拿到教師發(fā)給的任務(wù)書后，以小組為單位，討論和分析工作任務(wù)，搜索相關(guān)知識和信息，制訂好完成任務(wù)的計劃。在任務(wù)完成的過程中，小組成員分工合作，相互協(xié)調(diào)，及時地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。任務(wù)完成后，學(xué)生對自己完成工作的情況進(jìn)行評定，對自己所負(fù)責(zé)的工作效果等方面進(jìn)行分析和總結(jié)。在整個任務(wù)教學(xué)過程中，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，教師起組織者、指導(dǎo)者的作用，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會思考，掌握發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力；利用任務(wù)這一主線，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，使學(xué)生的方法能力得到培養(yǎng)。

3．1．3學(xué)生社會能力的培養(yǎng)

任務(wù)小組的成員輪流擔(dān)任小組長，負(fù)責(zé)組織小組成員分析討論工作任務(wù)，并將制訂好的工作計劃用電子版的形式上交給指導(dǎo)教師，指導(dǎo)教師認(rèn)真審核并提出修改意見。小組長根據(jù)指導(dǎo)教師審核后的工作計劃，給小組成員布置任務(wù)。在任務(wù)的完成過程中，小組長負(fù)責(zé)溝通、協(xié)調(diào)和指揮小組成員進(jìn)行工作。任務(wù)完成后，小組長組織小組成員對整個完成任務(wù)的過程進(jìn)行分析，匯總后在全班同學(xué)面前進(jìn)行總結(jié)。這樣，每位學(xué)生在組織協(xié)調(diào)、人際溝通、語言與書面表達(dá)、社會責(zé)任感和職業(yè)意識等方面都得到了鍛煉，培養(yǎng)了一定的社會能力。

3．2搭建技能比賽平臺。提升學(xué)生的職業(yè)能力

“普通教育有高考，職業(yè)教育有大賽”的教育制度的設(shè)計和創(chuàng)新，使職業(yè)教育發(fā)展出現(xiàn)了令人鼓舞的局面。為了進(jìn)一步推進(jìn)職業(yè)教育的改革和發(fā)展，教育部提出定期舉辦職業(yè)院校技能大賽的要求。每年3月份，廣西中職學(xué)校的技能大賽開幕，選拔出優(yōu)秀選手代表廣西于6月份參加全國的技能大賽。為了迎接廣西中職學(xué)校的技能大賽，選拔出代表學(xué)校參賽的選手，廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校于每年的1l一12月份，從班級到系部，利用校內(nèi)自動化實訓(xùn)室舉辦各層次的機(jī)電一體化設(shè)備的組裝與調(diào)試項目的技能比賽。通過宣傳動員、培訓(xùn)輔導(dǎo)、初賽決賽、評分點評、表彰獎勵等方式，讓學(xué)生以較高的熱情積極參與技能比賽。學(xué)生以2個同學(xué)組成團(tuán)隊參賽，由機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試課程的任課教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)參賽學(xué)生根據(jù)該項目的比賽規(guī)則，精心設(shè)計比賽內(nèi)容、認(rèn)真準(zhǔn)備和參與比賽，并將學(xué)生的比賽成績作為該課程的實訓(xùn)考核成績計入期評成績。通過多層次的比賽，進(jìn)一步提高了學(xué)生的專業(yè)技能，增強(qiáng)了學(xué)生的安全意識、競爭意識和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，鍛煉了學(xué)生計劃組織、交流溝通及分析和解決問題的能力，學(xué)生的職業(yè)能力得到了提升。

3．3搭建“校企合作”平臺，強(qiáng)化學(xué)生的職業(yè)能力

“校企合作、工學(xué)結(jié)合”是我國職業(yè)教育改革與發(fā)展的方向。國務(wù)院關(guān)于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定指出，要大力推行“校企合作、工學(xué)結(jié)合”的培養(yǎng)模式。實訓(xùn)教學(xué)不應(yīng)局限于校內(nèi)實訓(xùn)室，應(yīng)“走出去，請進(jìn)來”。廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校這2年與富士康科技集團(tuán)公司、海信電器集團(tuán)公司等多家企業(yè)簽訂了校企合作的協(xié)議，企業(yè)派出技術(shù)人員到廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校指導(dǎo)教師，培訓(xùn)學(xué)生，舉辦各種講座，讓學(xué)生了解企業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，了解企業(yè)的新產(chǎn)品、新設(shè)備、新工藝和新技術(shù)。廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校也安排學(xué)生到企業(yè)去頂崗實習(xí)，讓學(xué)生按照企業(yè)實際的生產(chǎn)要求參加工作實踐，了解企業(yè)機(jī)電設(shè)備，獲取實際工作經(jīng)驗。在實習(xí)期間，學(xué)生參與實際工作，培養(yǎng)了他們愛崗敬業(yè)、吃苦耐勞的精神，增強(qiáng)了對崗位、職業(yè)的感情，較早地接受企業(yè)文化的熏陶。同時，把理論和實踐融為一體，學(xué)生的動手能力、獨立完成工作的能力和應(yīng)變能力等這些職業(yè)崗位能力得到了強(qiáng)化。

3．4實訓(xùn)教學(xué)改革成效

在機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試課程實訓(xùn)教學(xué)中，通過搭建“實訓(xùn)實習(xí)、技能比賽、校企合作”3個平臺，使學(xué)生的職業(yè)能力得到了培養(yǎng)、提升和強(qiáng)化，讓實訓(xùn)教學(xué)取得了一定的成效。如：這2年，廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)電類學(xué)生得到了許多企業(yè)的青睞，就業(yè)率大幅提高；2010年廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校派隊參加廣西的機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試項目的比賽，獲得了1個一等獎和1個二等獎的好成績。

第7篇：機(jī)械手論文范文

（溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，溫州 325035）

（Wenzhou Vocational & Technical College，Wenzhou 325035，China）

摘要： 優(yōu)化設(shè)計是將最優(yōu)化理論和計算技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域，為工程設(shè)計提供優(yōu)化設(shè)計的方法。MATLAB優(yōu)化工具箱具有編程工作量少、語法符合工程設(shè)計習(xí)慣的特點，本文應(yīng)用MATLAB軟件，以RV減速器一級齒輪傳動體積最小為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，并給出了優(yōu)化設(shè)計實例，與原設(shè)計方案相比，取得了良好的優(yōu)化效果。

Abstract： Optimization design is to apply optimum theory and computing technology into the field of mechanical design to provide the optimization design methods for engineering design. MATLAB optimization toolbox has many characteristics， such as the programming workload is less， the grammar conforms to engineering design practice and so on. MATLAB software is applied in this article， the minimum transmission volume of the first RV reducer gear as the objective function to optimize design and put forward the optimal design example. Compared with the original design scheme， it achieves good optimization effect.

關(guān)鍵詞 ： MATLAB優(yōu)化設(shè)計；目標(biāo)函數(shù)；約束函數(shù)；RV減速器

Key words： MATLAB optimization design；objective function；constraint function；RV reducer

中圖分類號：TG457.23文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311（2015）25-0085-03

基金項目：溫州市科技計劃項目（項目編號：G20120011）“基于救援機(jī)器人的RV減速器研發(fā)”的階段研究成果。

作者簡介：鄭紅（1968-），女，江西南昌人，溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械系副教授，研究方向為機(jī)械設(shè)計制造及自動化。

0 引言

機(jī)械優(yōu)化設(shè)計是最優(yōu)化方法與機(jī)械設(shè)計的結(jié)合，設(shè)計工具是計算機(jī)軟件及計算程序，設(shè)計方法是最優(yōu)化數(shù)學(xué)方法。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計，就是在給定載荷及工作環(huán)境條件基礎(chǔ)上，在機(jī)械產(chǎn)品的性態(tài)、幾何尺寸關(guān)系或其他因素的限制（約束）的范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)計要求及目標(biāo)，選定設(shè)計變量、建立目標(biāo)函數(shù)，并使其獲得最優(yōu)值，設(shè)計出經(jīng)濟(jì)可靠的機(jī)械產(chǎn)品。

換句話說，也就是在滿足一定約束的前提下，尋找一組設(shè)計參數(shù)，使機(jī)械產(chǎn)品單項或多項設(shè)計指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計因其目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)普遍呈非線性的特點，設(shè)計步驟為先根據(jù)實際的設(shè)計問題建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，在建立數(shù)學(xué)模型時需要應(yīng)用專業(yè)知識確定設(shè)計的限制條件和所追求的目標(biāo)，確定設(shè)計變量之間的相互關(guān)系等，并使之滿足強(qiáng)度、剛度及運(yùn)動學(xué)等約束條件。數(shù)學(xué)模型一旦建立，優(yōu)化設(shè)計問題就變成了一個數(shù)學(xué)求解問題，應(yīng)用優(yōu)化理論，設(shè)計優(yōu)化程序，以計算機(jī)為載體計算得到最優(yōu)化設(shè)計參數(shù)。

美國可口可樂公司是全球最大的飲料公司，擁有全球市場48%的占有率，為降低生產(chǎn)成本，提升品牌競爭力，可口可樂瓶有一段優(yōu)化設(shè)計的佳話，優(yōu)化處理后的可口可樂瓶重只有原重量的80%，而瓶子的容量、性能卻絲毫未受影響，僅此一舉就節(jié)省了可觀的材料費用，帶來了可觀的利潤。

近年來制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、國家推出“機(jī)器換人”工程，把機(jī)器人、高端數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用推向了，但基于機(jī)器人的RV減速器一直是個技術(shù)難題，直接影響到機(jī)器人的工作性能指標(biāo)。

RV減速器產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上由一級漸開線齒輪傳動和一級擺線針輪行星傳動串聯(lián)構(gòu)成，漸開線齒輪傳動構(gòu)成第一級傳動，擺線齒輪行星傳動構(gòu)成第二級傳動。RV減速器是一款剛度最高、振動最低的機(jī)器人用減速器，能夠提高機(jī)器人工作時的動態(tài)特性，減小傳動回差，而且還具有體積小重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比范圍大、承載能力大、運(yùn)動精度高、傳動效率高等優(yōu)點。

RV減速器廣泛應(yīng)用在機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床行業(yè)，傳統(tǒng)設(shè)計全由設(shè)計人員手工完成，但在性能更好、使用更可靠方便、成本更低、體積或質(zhì)量更小的指標(biāo)要求下，希望能從一系列可行的設(shè)計方案中精選最優(yōu)，傳統(tǒng)的設(shè)計方法做不到，因而有必要采用優(yōu)化方法來確定其設(shè)計參數(shù)。

RV減速器優(yōu)化設(shè)計要解決的問題，與其使用場合的具體要求有關(guān)。在保證傳動能力的條件下要求齒輪傳動及針擺傳動體積最小或質(zhì)量最??；在要求較高時，需要優(yōu)選齒輪的幾何參數(shù)使齒輪副具有形成油膜的最佳條件；優(yōu)化齒輪傳動的慣性質(zhì)量分配，以便最大限度地減少工作時間的振動和噪聲，以及傳動功率最大和工作壽命最長等。

對于不同類型的RV減速器，其優(yōu)化設(shè)計具有各自的特點，設(shè)計變量一般選擇齒輪傳動的基本幾何參數(shù)或性能參數(shù)，如齒數(shù)、模數(shù)、齒寬系數(shù)、傳動比、螺旋角、變位系數(shù)和中心距等。

根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)的不同，RV減速器設(shè)計可以有多種最優(yōu)化方案，本文討論的是在滿足齒輪傳動強(qiáng)度、剛度和壽命條件下，使RV減速器轉(zhuǎn)矩最大、體積最小或質(zhì)量最小。

基于RV減速器的機(jī)器人抓握機(jī)械手工況條件，8小時工作，正反轉(zhuǎn)，輕載平穩(wěn)，空載起動，室內(nèi)工作，使用壽命5年，在溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院工業(yè)中心單件生產(chǎn)，機(jī)器人機(jī)械手轉(zhuǎn)矩T3=20 N·m，轉(zhuǎn)速n3=5rpm，為優(yōu)化設(shè)計對象，要求在保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面接觸疲勞強(qiáng)度的條件下，獲得轉(zhuǎn)矩最大、體積最小、重量最輕的傳動裝置。應(yīng)用MATLAB軟件優(yōu)化工具箱對電機(jī)轉(zhuǎn)矩做最大值優(yōu)化，即應(yīng)用fmincon函數(shù)對電機(jī)轉(zhuǎn)矩的倒數(shù)求最小值優(yōu)化，優(yōu)化的目的是求出在轉(zhuǎn)矩最大的情況下，齒輪傳動體積最小，實際上就是求齒輪齒數(shù)的取值。因此以轉(zhuǎn)矩最大為優(yōu)化目標(biāo)，建立優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型。

1 目標(biāo)函數(shù)

①工作載荷計算功率P3。

因為T3=9550*P3′/n3 ，代入得20=9550*P3′/5，所以P3′=0.01kW，把P3′打上機(jī)器工作載荷系數(shù)K=1.5，得

P3=P3′*K=0.01*1.5=0.015kW

②應(yīng)用針擺傳動效率η2=97%，計算第二級針擺傳動功率P2，得

P2=P3/η2=0.015/0.97=0.016kW

③應(yīng)用漸開線齒輪傳動效率η1=95%，計算第一級齒輪傳動功率P1，得

P1=P2/η1=0.016/0.95=0.017kW

④應(yīng)用電機(jī)傳動效率η=99%，計算電機(jī)功率P，得

P= P1/η=0.017/0.99=0.018 kW

⑤計算電機(jī)轉(zhuǎn)矩。

因為RV減速器總傳動比為i=-Z2/Z1*Zb，則電機(jī)轉(zhuǎn)速為n=i*n3=5*（-Z2/Z1*Zb），

所以電機(jī)轉(zhuǎn)矩為T=9550*P/n=（9550*0.018）/（5*（（Z2/Z1）*Zb））N·m

對于第二級針擺傳動，設(shè)計采用一齒差擺線針輪行星傳動，因此針齒齒數(shù)Zb必須為偶數(shù)，Zb用數(shù)學(xué)表達(dá)式來表達(dá)，即Zb=2*k，而10≤k≤50，則電機(jī)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式為

T=（9550*0.018）/（5*（（Z2/Z1）*（2*k）））N·m。

所以，電機(jī)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式有3個變量Z1、Z2、k，即X=[x1，x2，x3]T=[Z1，Z2，k]T，表達(dá)式變?yōu)門=（9550*0.018）/（5*（（x（2）/x（1））*（2*x（3））））。

機(jī)械手的工作要求是轉(zhuǎn)矩足夠大，而MATLAB軟件的fmincon函數(shù)只能進(jìn)行最小值優(yōu)化，所以對電機(jī)轉(zhuǎn)矩求倒數(shù)，對電機(jī)轉(zhuǎn)矩的倒數(shù)作最小值優(yōu)化，即

1/T=（5*（（x（2）/x（1））*（2*x（3））））/（9550*0.018），

所以在MATLAB中，目標(biāo)函數(shù)f（x）=（5*（（x（2）/x（1））*（2*x（3））））/（9550*0.018）。

2 非線性約束條件

①非線性約束條件1。

根據(jù)機(jī)器人抓握機(jī)械手工況條件、載荷條件，可以判定齒輪幾何尺寸不大，模數(shù)較小，初定為0.5或1mm；轉(zhuǎn)矩也不大，約為20N·m，電機(jī)轉(zhuǎn)矩理論上應(yīng)該可以控制在1 N·m以內(nèi)，即T=（9550*0.018）/（5*（（x（2）/x（1））*（2*x（3））））≤1，則

1/T=（5*（（x（2）/x（1））*（2*x（3））））/（9550*0.018）≥1

所以1-（5*（（x（2）/x（1））*（2*x（3））））/（9550*0.018）≤0構(gòu)成非線性約束條件1。

②非線性約束條件2、非線性約束條件3。

RV減速器對總傳動比有范圍要求，140≤i≤180，即

140≤（（x（2）/x（1））*2*x（3））≤180，展成兩個表達(dá)式，即

140-（（x（2）/x（1））*2*x（3））≤0，（（x（2）/x（1））*2*x（3））-180≤0，整理后140-（x（2）/x（1））*2*x（3）≤0及（x（2）/x（1））*2*x（3）-180≤0構(gòu)成非線性約束條件2、3。

綜上，非線性約束條件共3個，

1-（5*（（x（2）/x（1））*（2*x（3））））/（9550*0.018）≤0

140- （x（2）/x（1））*2*x（3）≤0

（x（2）/x（1））*2*x（3）-180≤0

3 線性約束條件

①線性約束條件1、線性約束條件2。

為使RV減速器偏心軸軸承與擺線輪之間的作用力不至過大，漸開線齒輪傳動中心距a應(yīng)是針齒基圓半徑R的0.35~0.65倍，這個可歸為結(jié)構(gòu)尺寸條件。

因為要設(shè)計出在轉(zhuǎn)矩最大前提下，體積最小質(zhì)量最輕的RV減速器，必須使齒輪傳動的中心距最小，RV減速器的結(jié)構(gòu)緊湊，所以初定針齒基圓半徑R=（30~40）mm，所以

a=（0.35~0.65）*R=（0.35~0.65）*（30~40）=（10.5~26）mm，取整后11≤a≤26。因為

a=1/2*m*（Z2+Z1），因為模數(shù)越小，齒輪的幾何尺寸就越小，所以模數(shù)取0.5，則

a=1/2*0.5*（Z2+Z1）=0.25*（Z2+Z1），所以11≤0.25*（Z2+Z1）≤26，即

11≤0.25*（x（2）+x（1））≤26，展成兩個表達(dá)式，

-0.25*x（1）-0.25*x（2）≤11及0.25*x（1）+0.25*x（2）≤26構(gòu)成線性約束條件1、2。

②線性約束條件3、線性約束條件4。

為使第二級擺線針輪行星傳動部分輸入轉(zhuǎn)矩不至過大，第一級漸開線齒輪傳動的傳動比必須控制為i≥1.5，但單級齒輪傳動比又不宜大于5，所以1.5≤Z2/Z1≤5，即

1.5≤x（2）/x（1）≤5，展成兩個表達(dá)式，

1.5*x（1）-x（2）≤0及-5*x（1）+x（2）≤0構(gòu)成線性約束條件3、4。

③線性約束條件5、6、7。

小齒輪齒數(shù)的取值范圍8≤Z1≤20，展成兩個表達(dá)式，-Z1≤-8，Z1≤20，即

-x（1）≤-8及x（1）≤20構(gòu)成線性約束條件5、6。

大齒輪齒數(shù)的取值范圍Z2≤100，即x（2）≤100構(gòu)成線性約束條件7。

④線性約束條件8、9。

因為Zb必須為偶數(shù)，所以Zb用數(shù)學(xué)表達(dá)式來表達(dá)，即Zb=2*k，10≤k≤50，展成兩個表達(dá)式，-k≤-10，k≤50，即-x（3）≤-10及x（3）≤50構(gòu)成線性約束條件8、9。

把9個線性約束條件寫矩陣表達(dá)式，即

-0.25 * x（1）- 0.25 * x（2） ≤-11

0.25 * x（1）+ 0.25 * x（2） ≤26

1.5 * x（1）- x（2） ≤0

-5 * x（1）+ x（2） ≤0

-x（1） ≤-8

x（1） ≤20

x（2） ≤100

-x（3）≤-10

x（3） ≤50

4 MATLAB編程

把上述計算過程編寫成MATLAB程序，應(yīng)用MATLAB軟件優(yōu)化工具箱對電機(jī)轉(zhuǎn)矩做最大值優(yōu)化，即應(yīng)用fmincon函數(shù)對電機(jī)轉(zhuǎn)矩的倒數(shù)求最小值優(yōu)化，優(yōu)化的目的是求出在轉(zhuǎn)矩最大的情況下，RV減速器中心距最小，實際上就是求齒輪齒數(shù)的取值。

該數(shù)學(xué)模型為3個設(shè)計變量、12個約束條件的多元函數(shù)最小值問題，采用MATLAB軟件優(yōu)化工具箱求解最優(yōu)結(jié)果，進(jìn)行非線性有約束多元函數(shù)最小值計算，命令函數(shù)為fmincon，主程序如圖1，非線性約束條件如圖2，程序運(yùn)行結(jié)果如圖3。

程序經(jīng)過6次迭代計算，MATLAB計算優(yōu)化結(jié)果：

Z1 =9.7009，Z2=34.8305，k=19.4962，1/T=4.0721，

即T=0.24 N·m。

5 數(shù)據(jù)優(yōu)化處理

因為齒數(shù)一定為整數(shù)，所以取Z1=10，Z2=36，i1=36/9=4。

又因為Z1<17，齒輪會產(chǎn)生根切現(xiàn)象，但齒輪傳動的中心距又必須控制，所以略加大齒數(shù)，采用變位齒輪，取Z1=12，所以Z2=i1*Z1=4*12=48。

因為齒輪模數(shù)m=0.5mm，所以齒輪傳動中心距a=0.5*m*（Z2+Z1）=0.5*0.5*（48+12）=15mm，滿足初定的齒輪傳動中心距取值范圍11~26mm。

用優(yōu)化處理的參數(shù)計算電機(jī)轉(zhuǎn)矩的最大值T=0.24 N·m。

6 比較與結(jié)論

RV減速器齒輪傳動原設(shè)計電機(jī)轉(zhuǎn)矩為0.2N·m，中心距為20mm，經(jīng)過MATLAB軟件優(yōu)化工具箱優(yōu)化處理，電機(jī)轉(zhuǎn)矩增至0.24N·m，中心距降為15mm，滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件和齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件，在保證傳動能力的前提下減速器體積減少了約30%，效能非常可觀。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭寶乾.ZD型減速器整體結(jié)構(gòu)有限元模態(tài)分析[J].煤炭技術(shù)，2010，12（18）.

[2]席平原.應(yīng)用MATLAB工具箱實現(xiàn)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計[J].機(jī)械設(shè)計與研究，2003，19（3）：40-42.

第8篇：機(jī)械手論文范文

科學(xué)研究作為發(fā)展科學(xué)技術(shù)重要的支撐點，在科技進(jìn)步中發(fā)揮著舉足輕重的作用。在剛召開的黨的十中提出：科技創(chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國家發(fā)展全局的核心位置。深化科技體制改革，加快建設(shè)國家創(chuàng)新體系，著力構(gòu)建以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系。

在我國的經(jīng)濟(jì)體制由計劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變的今天，高等教育的教學(xué)管理模式也發(fā)生著變化，高等教育現(xiàn)在在全面貫徹黨的教育方針的同時，已經(jīng)由原來的學(xué)校完全承包，向以就業(yè)為導(dǎo)向的方向發(fā)展，已經(jīng)逐漸走向一條產(chǎn)學(xué)研結(jié)合發(fā)展的道路。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會對人才的需求更具合理性和前瞻性，特別是知識的應(yīng)用能力、應(yīng)變能力和創(chuàng)新能力等綜合實力，提出更高的要求。這樣高等教育的培養(yǎng)目標(biāo)就由原來單純以學(xué)習(xí)課本為重，轉(zhuǎn)向要求學(xué)生既有一定專業(yè)理論基礎(chǔ)，又有勝任現(xiàn)代化生產(chǎn)工作的能力。因此，實踐教學(xué)在學(xué)生培養(yǎng)過程中就顯得十分重要。

毫無疑問，實踐教學(xué)是大學(xué)生創(chuàng)新的有效途經(jīng)。可以把教師的科研項目列入實踐教學(xué)活動中，啟發(fā)學(xué)生的科研創(chuàng)新意識。如讓學(xué)生參與教師的科研項目，使學(xué)生了解科研的過程、方式方法、數(shù)據(jù)處理方法、論文寫作方法等。[1]本文將探討如何使科研激活實踐教學(xué)，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，開拓學(xué)生創(chuàng)新思維。

一、構(gòu)建科學(xué)的實踐教學(xué)體系

實踐教學(xué)體系是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力的整體教學(xué)組織與訓(xùn)練過程，也是考查學(xué)生掌握基本理論、基本技能的主要途徑，是實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)十分重要的教育教學(xué)環(huán)節(jié)。[2]高等教育的實踐教學(xué)體系包含多種類型的課程設(shè)置。例如實驗教學(xué)、課程設(shè)計、金工實訓(xùn)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等，都屬于實踐教學(xué)的范疇。表1為高校實踐課程教學(xué)體系。

1.實驗教學(xué)

實驗教學(xué)是從最基礎(chǔ)的理論知識入門，通過儀器設(shè)備的使用操作，對數(shù)據(jù)或圖像進(jìn)行分析，驗證理論知識的來源與正確性，隨著學(xué)習(xí)的不斷深入，再逐步開設(shè)綜合性的實驗。如機(jī)械原理零件實驗、刀具實驗、金相熱處理實驗等基礎(chǔ)實驗，隨著學(xué)習(xí)的不斷深入，再進(jìn)一步完成機(jī)、電、氣綜合與創(chuàng)新性實驗等。從而幫助學(xué)生更好地理解和掌握理論基本知識，對儀器設(shè)備操作基本技能，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。實驗教學(xué)是實踐教學(xué)的基礎(chǔ)。

2.課程設(shè)計

課程設(shè)計是學(xué)完某一門專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課后進(jìn)行的一項專門化實踐性訓(xùn)練，主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生利用本門課程的知識及已學(xué)的知識，綜合應(yīng)用完成某一課題的設(shè)計。如工藝夾具設(shè)計、刀具設(shè)計、機(jī)床設(shè)計、零件設(shè)計和電路設(shè)計等。初步培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計思維的方法及應(yīng)用知識的能力。

3.金工實習(xí)

金工實習(xí)是工科院校必開的一門實踐課程，他屬于基礎(chǔ)金工實習(xí)。學(xué)生在學(xué)完金屬工藝學(xué)與機(jī)械制圖課程后進(jìn)行，也可在金工實習(xí)過程中完成該門課程的教學(xué)。通過實習(xí)，了解金屬加工過程的方法和設(shè)備，掌握冷加工和熱加工操作的基本技能。在實習(xí)中，可將后續(xù)相關(guān)的知識，適時適量介紹，對專業(yè)知識初步了解。同時，還可以到各種類型的企業(yè)參觀考察，觀察社會了解市場，擴(kuò)大視野端正專業(yè)思想。

4.生產(chǎn)實習(xí)

生產(chǎn)實習(xí)是一門綜合性的實踐教學(xué)課程，是在專業(yè)課程大都已學(xué)完的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。走出學(xué)校的課堂深入到企業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)場。針對某一機(jī)械產(chǎn)品考察制造全過程，運(yùn)用所學(xué)的知識，進(jìn)行分析對比，研究總結(jié)，如到內(nèi)燃機(jī)制造企業(yè)進(jìn)行實踐，把在課堂學(xué)到的理性認(rèn)識融會到感性認(rèn)識中。

5.畢業(yè)設(shè)計與畢業(yè)實習(xí)

畢業(yè)設(shè)計與畢業(yè)實習(xí)，應(yīng)強(qiáng)化學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，是實踐教學(xué)的核心。這是進(jìn)入社會前的一次大練兵，也是教育質(zhì)量的大檢驗。持續(xù)一學(xué)年的畢業(yè)設(shè)計選題至關(guān)重要，應(yīng)是融技術(shù)性與實用性為一體，融創(chuàng)新意識與創(chuàng)新實踐為一體。具體做法：一是與科研課題相結(jié)合，如大客車整車強(qiáng)度測試；二是充分利用現(xiàn)有實驗設(shè)備，如利用FISTO氣動實驗裝置，設(shè)計機(jī)電自動控制回路；三是對實驗設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，如對機(jī)械原理機(jī)構(gòu)示教板改進(jìn)自動控制裝置；四是結(jié)合生產(chǎn)實際進(jìn)行科研開發(fā)，如汽車發(fā)電機(jī)殼體壓鑄模具設(shè)計等。學(xué)生在指導(dǎo)教師的帶領(lǐng)下，結(jié)合生產(chǎn)實際或科研課題，充分調(diào)動人的主觀能動性，運(yùn)用設(shè)計新理念和方法，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計取得良好效果。[3]

表1 高校實踐課程教學(xué)體系

二、把“產(chǎn)學(xué)研”和實踐教學(xué)結(jié)合起來，開拓學(xué)生創(chuàng)新思維

產(chǎn)學(xué)研合作教育對于高校提升科研水平、企業(yè)技術(shù)進(jìn)步、增強(qiáng)地區(qū)和國家核心競爭力都具有重要作用和意義，是貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的重大戰(zhàn)略舉措。[4]高校人才聯(lián)合培養(yǎng)是產(chǎn)學(xué)研合作的形式之一，其主要方式包括：大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)通過設(shè)置人才培養(yǎng)專項基金、大學(xué)教授和研究人員擔(dān)任企業(yè)顧問、大學(xué)生在企業(yè)實習(xí)、企業(yè)人員在大學(xué)或科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行培訓(xùn)等多種方式在人力資本層面進(jìn)行交流與互動。[5]

大學(xué)生的創(chuàng)新活動是在學(xué)習(xí)實踐過程中的創(chuàng)新，同時也是在掌握了基礎(chǔ)知識、相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域研究成果后的創(chuàng)新，這使得他們的創(chuàng)新不僅要有個人價值，而且要在專業(yè)領(lǐng)域中具有一定的社會價值。創(chuàng)新活動的價值衡量具有雙重標(biāo)準(zhǔn)，對于應(yīng)用型工科大學(xué)生，應(yīng)以社會標(biāo)準(zhǔn)為主，偏重于創(chuàng)新活動的結(jié)果，偏重于創(chuàng)新的產(chǎn)品。因為創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵在于創(chuàng)新主體要有強(qiáng)烈的自我意識和積極的實踐探索。在沒有投入創(chuàng)造性社會實踐之前，人的“才能”只是一種“潛能”，只有通過創(chuàng)造性實踐這一“中介”，方可得到進(jìn)一步的提高，只有在不斷的摸索中才能培養(yǎng)創(chuàng)新能力。在臺灣本科教學(xué)中，每一門課程的教學(xué)中，實踐教學(xué)就占有大半時數(shù)，每一單元時間內(nèi)的教學(xué)，都包含有理論教學(xué)和實踐教學(xué)，在動腦和動手過程中，提升大學(xué)生創(chuàng)新思維。

1.“產(chǎn)學(xué)研”項目和實驗環(huán)節(jié)相結(jié)合

實驗教學(xué)在人才培養(yǎng)方面具有課堂理論教學(xué)不可替代的作用，實驗室作為高校人才培養(yǎng)的重要陣地在培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才中應(yīng)發(fā)揮其重要的作用。因此，我們將科研方法引入實驗教學(xué)中，將學(xué)科建設(shè)取得的科研成果和開發(fā)的新技術(shù)、新方法不斷引入實驗教學(xué)中，保持實驗教學(xué)方法與手段的不斷更新。并通過設(shè)置探索性實驗項目來模擬科研全過程，實現(xiàn)實驗教學(xué)與科學(xué)研究新技術(shù)、新方法訓(xùn)練的有機(jī)結(jié)合。

工科類專業(yè)在探索性實驗課程中，只給出若干思路，實驗前，學(xué)生不一定知道實驗結(jié)果，由學(xué)生根據(jù)實驗條件和研究目標(biāo)，自行查閱相關(guān)資料，設(shè)計實驗方案、實驗內(nèi)容和步驟、實驗數(shù)據(jù)參數(shù)，獨立進(jìn)行實驗操作，書寫實驗報告，并對出現(xiàn)的可能結(jié)果給予一定的解釋。盡管學(xué)生在實驗的最后結(jié)果中不一定達(dá)到要求，但是通過綜合訓(xùn)練，使學(xué)生對科研的基本方法和程序有一個清楚的認(rèn)識和體驗，有效調(diào)動了學(xué)生的主動性，既提高了學(xué)生的動手能力，又使學(xué)生養(yǎng)成了自主式、合作式、研究式、開放式的學(xué)習(xí)方式。如開放性實驗，完全由學(xué)生自己設(shè)計實驗方案，自主管理實驗過程，自主完成實驗，從而使實驗教學(xué)成為科研與教學(xué)的最佳結(jié)合點。例如工業(yè)自動化應(yīng)用課程利用實驗室電氣動實驗開發(fā)平臺，結(jié)合實驗題目要求，自己設(shè)計、搭線、編程、調(diào)試等軟硬結(jié)合過程。

2.“產(chǎn)學(xué)研”項目和實習(xí)實訓(xùn)相結(jié)合

實習(xí)實訓(xùn)是一門融理論與實踐綜合性很強(qiáng)的課程，在整個學(xué)生的培養(yǎng)過程中起到了一定的作用。我們要重視對學(xué)生動手能力、工程實踐能力的培養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)生將所學(xué)基礎(chǔ)知識綜合運(yùn)用于工程實際的能力、獨立工作的能力、分析問題的能力及創(chuàng)造能力。

例如現(xiàn)代機(jī)械制造加工中心需要機(jī)械手完成不同的任務(wù)，這個就可以為學(xué)生的實習(xí)實訓(xùn)提供選題，學(xué)生自己對課題進(jìn)行分析、設(shè)計，自己動手編程、調(diào)試、安裝、并最后調(diào)試完成一個機(jī)械手加工系統(tǒng)，對設(shè)計過程中涉及到相關(guān)課堂教學(xué)內(nèi)容，必須加以理解和消化，最終提交的是機(jī)械手能完成的任務(wù)和設(shè)計報告。這樣學(xué)生不但能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來，而且能夠?qū)C(jī)械傳動、電子電路、電子元器件等方面的知識綜合應(yīng)用，同時在單片機(jī)編程、排錯調(diào)試、機(jī)構(gòu)運(yùn)動、相關(guān)儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高。為了促進(jìn)“產(chǎn)學(xué)研”項目和實習(xí)實訓(xùn)相結(jié)合，我們先后和多家企業(yè)建立了長期、穩(wěn)定的校企合作。

3.“產(chǎn)學(xué)研”項目和畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合

畢業(yè)設(shè)計與畢業(yè)實習(xí)，是時間最長最具綜合性與創(chuàng)新性的實踐，是實踐教學(xué)的核心。工科專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)實習(xí)與畢業(yè)設(shè)計時間長達(dá)近半年，是學(xué)生走向工作崗位的最后一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，如果淡化工程意識，假題假做，由書本到圖樣可能對發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力極為不利。為了促進(jìn)“產(chǎn)學(xué)研”項目和畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合，我們具體采取了以下方法：

（1）利用生產(chǎn)中的真實題目或參與指導(dǎo)教師的實際課題研究，提前布置畢業(yè)設(shè)計題目。以畢業(yè)論文課題研究等形式參與科研活動，在科研實踐培養(yǎng)創(chuàng)新精神以及分析和解決問題的能力方面，實現(xiàn)了以科研促進(jìn)教學(xué)的理想效果。[6]

（2）利用工廠待解決的技術(shù)問題，讓學(xué)生走出去，到工廠做畢業(yè)設(shè)計。由于受教師手頭的真實題目的限制，不可能所有的同學(xué)都在學(xué)校做真題目，我們通過與科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)單位的結(jié)合，即產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，讓同學(xué)們到工廠去，到科研機(jī)構(gòu)去，根據(jù)具體情況安排畢業(yè)設(shè)計題目。這樣做，不僅發(fā)展了生產(chǎn)也培養(yǎng)了技術(shù)人才，發(fā)揮了學(xué)生的創(chuàng)造能力。

三、以“工程測試”為例，探索“產(chǎn)學(xué)研”提升大學(xué)生實踐創(chuàng)新能力

利用科研項目將實驗、實習(xí)實訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計等串聯(lián)起來，把各個實踐環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系在一起又起著承上啟下的作用。激活大學(xué)生參加實踐的積極性，加強(qiáng)培養(yǎng)綜合運(yùn)用能力。

測試技術(shù)是獲取信息、分析和處理測量數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)與手段，是從事科學(xué)研究、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗與自動控制不可缺少的工具。[7]本人在學(xué)校主要承擔(dān)《機(jī)械工程測試技術(shù)》實驗教學(xué)，并在這幾年負(fù)責(zé)工程測試的一些科研項目，例如：2008年在廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司、2011年在東風(fēng)杭州汽車有限公司作全承載整車強(qiáng)度測試。在這些科研項目完成的過程中，都與實踐教學(xué)結(jié)合起來，開拓學(xué)生的創(chuàng)新思維，實現(xiàn)了科研成果與實踐教學(xué)雙豐收。

1.開設(shè)開放性實驗，吸引學(xué)生加入到科研項目

由于《機(jī)械工程測試技術(shù)》實驗項目與工程實際相結(jié)合，要求課時較長，另外實驗相對正常，完成水平要高。我們選擇以開放性實驗對學(xué)生開放。把《機(jī)械工程測試技術(shù)》一系列實驗連續(xù)起來，要求學(xué)生按照工程上測試的要求，把應(yīng)變片粘貼好，并且對自己粘貼好的應(yīng)變片作靜態(tài)應(yīng)變測量和動態(tài)應(yīng)變測量。圖1為學(xué)生在粘貼應(yīng)變片，圖2為粘貼好的應(yīng)變片。這樣，學(xué)生完成這些實驗后，就可以加入到全承載整車強(qiáng)度測試中。

2.學(xué)生到現(xiàn)場測試，豐富學(xué)生的實訓(xùn)實習(xí)

充分發(fā)揮工程測試科研項目的優(yōu)勢，鼓勵學(xué)生積極參與科研項目中的一些工作。無論是2008年在廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司，還是2011年在東風(fēng)杭州汽車有限公司作全承載整車強(qiáng)度測試，都有不少學(xué)生加入到測試。圖3是正在作整車測試的客車，圖4為學(xué)生在現(xiàn)場測試。由于科研課題多與工程應(yīng)用緊密結(jié)合，解決生產(chǎn)實際問題，任務(wù)本身具有挑戰(zhàn)性，學(xué)生在參與科研的過程中，可切身體會到理論與實踐結(jié)合的價值，激發(fā)起他們內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)，應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題。[8]

3.測試項目為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計課題提供來源

多年來，我們都高度重視學(xué)生畢業(yè)設(shè)計等實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，形成了良好的傳統(tǒng)和特色。大學(xué)生所完成的這些工程測試項目，可以直接為他們的畢業(yè)設(shè)計提供選題來源。通過強(qiáng)化過程管理，保證了畢業(yè)設(shè)計（論文）的教學(xué)質(zhì)量。這對培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力方面有示范作用。圖5為大學(xué)生以某大客車測試為畢業(yè)設(shè)計題目所采集處理的數(shù)據(jù)。

四、“產(chǎn)學(xué)研”融合實踐教學(xué)取得的成果

（1）提高學(xué)生的動手能力。通過加強(qiáng)實驗教學(xué)，開展有效的工程實驗環(huán)節(jié)，將有助于學(xué)生有效地掌握所學(xué)知識，縮短從理論知識到實際應(yīng)用的時間。實驗教學(xué)能很好地培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣，有利于增強(qiáng)其創(chuàng)新意識，提高實際應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生成為滿足社會需求的創(chuàng)新人才。

第9篇：機(jī)械手論文范文

關(guān)鍵詞：機(jī)器視覺；機(jī)器人；PLC控制；自動上料

隨著人工成本的不斷上升，運(yùn)用機(jī)器代替人工已經(jīng)成為很多制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主要手段。利用機(jī)械手完成物料的搬運(yùn)和運(yùn)輸，與傳統(tǒng)的人工相比，它可以穩(wěn)定地按照我們設(shè)置好的節(jié)拍不間斷地重復(fù)完成工作。而且，在一些較重物料運(yùn)輸，或者工作環(huán)境比較惡劣的情況下，機(jī)械手可以更加高效的工作，同時可以避免砸傷、壓傷等意外的發(fā)生，降低安全成本[1]。隨著“中國制造2025”的提出，企業(yè)對生產(chǎn)自動化的要求也越來越高，生產(chǎn)過程已經(jīng)逐漸由機(jī)器人來完成，在一些難度比較高且枯燥的工作中發(fā)揮了重大的作用。而機(jī)器視覺的研發(fā)，提高了機(jī)器人的精度，保證工作可以以更高的穩(wěn)定性進(jìn)行。本文旨在研究基于機(jī)械視覺引導(dǎo)機(jī)器人，實現(xiàn)無序擺放零件的精確抓取，并應(yīng)用于現(xiàn)場自動化改造項目。

1機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)框架

本項目采用FanucM-900iA，可搬運(yùn)140KG重物，重復(fù)定位精度±0.5mm，并集成自主開發(fā)的AGV送料系統(tǒng)和自主開發(fā)的機(jī)械視覺系統(tǒng)，系統(tǒng)框架如圖1所示。目前生產(chǎn)線上應(yīng)用的搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人大多是通過示教再現(xiàn)或預(yù)編程來實現(xiàn)機(jī)器人的操作，機(jī)器人只是完成點到點的任務(wù)動作，外部參數(shù)變化的物體則是無能為力[2]。本文應(yīng)用場景中，缸蓋在托盤中的擺放間隙有5mm左右，托盤在藍(lán)色叉車底托上的位置差異也有15mm左右，所以對機(jī)器人而言每個抓取目標(biāo)的誤差接近20mm左右。而本文采用的缸蓋上料工裝，利用缸蓋火花塞孔導(dǎo)向預(yù)定位，導(dǎo)向間隙單邊僅5mm。如果僅依靠機(jī)器人示教位置來進(jìn)行零件的抓取，成功率非常低，還會頻繁壓傷工件。為此，本文采用自主開發(fā)的視覺引導(dǎo)系統(tǒng)，通過算法實現(xiàn)視野中心300mm內(nèi)缸蓋目標(biāo)的定位孔位置計算，重復(fù)定位誤差能控制在1mm以內(nèi)。如圖2所示是本系統(tǒng)布局圖。①物流車沿著運(yùn)輸通道將毛坯件運(yùn)輸至滿料位；②工業(yè)相機(jī)拍攝滿料位工件，并識別出工件的位置，然后將位置信息傳到PLC；③PLC將傳過來的位置信息進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，再將結(jié)果傳至機(jī)器人；④機(jī)器人接收PLC傳過來的運(yùn)算結(jié)果，再進(jìn)行內(nèi)部補(bǔ)償，完成毛坯件的精準(zhǔn)定位，然后抓取，最終完成毛坯件自動上料的整個過程[3]。

2系統(tǒng)硬件集成與開發(fā)

2.1上料系統(tǒng)集成與開發(fā)

如圖3所示是上料系統(tǒng)的俯視圖。該項目是針對現(xiàn)有人工上料系統(tǒng)的自動化開發(fā)，圖中藍(lán)色框部分為原有生產(chǎn)線輸送輥道布局，紅色框部分為擬定開發(fā)機(jī)器人上料系統(tǒng)。因此，根據(jù)抓取零件重力、夾具重力、臂長、定位精度、經(jīng)濟(jì)性等綜合因素選擇好機(jī)器人信號后，現(xiàn)場的布局設(shè)計要依據(jù)機(jī)器人選型兼容原有的輸送輥道、新增的零件抓取位置和空托盤堆放位置如圖中A和B所示。該系統(tǒng)選擇的是FANUC機(jī)器人，它實際上是一個由六個電機(jī)驅(qū)動的六軸機(jī)械臂，通過電機(jī)之間的配合，實現(xiàn)在空間上的定位。如圖4所示是用于抓取缸蓋毛坯件的夾具。當(dāng)相機(jī)識別出特征孔后，機(jī)器人會帶動夾具轉(zhuǎn)到缸蓋的正上方，然后在定位銷導(dǎo)向下，到達(dá)抓取位置。所夾取的缸蓋零件采用8個×5層的堆料方式，中間使用塑料板隔離，為此還有設(shè)計塑料板抓取的夾具。如圖5所示是此次設(shè)計的系統(tǒng)抓取空托盤的夾具。夾具主要一塊電磁鐵組成和固定支架組成，但由于托盤材料不含鐵，因此我們要改造托盤，給它加上一塊鐵板。當(dāng)機(jī)器人抓完這一層的工件后，會移動到托盤上方然后旋轉(zhuǎn)夾具，再移動夾具靠近鐵板并給電磁鐵通電，將托盤吸起來，最后放至空托盤位置，如圖6所示。

2.2上料系統(tǒng)與AGV集成應(yīng)用

在進(jìn)行機(jī)器人抓取之前，我們需要通過物流小車將缸蓋毛坯件拉到滿料位，如圖7是物流車運(yùn)輸空托盤的圖片。為提高機(jī)器人抓取的成功率，需要設(shè)計專用的支架保證缸蓋毛坯件運(yùn)輸過程中的定位精度。如圖8所示分別是叉車上料支架、滿料位支架、空托盤支架。其中叉車上料支架，采用了兩個方向的自由度約束，能保證叉車上料過程中，藍(lán)色底托的定位誤差提高到10mm范圍內(nèi)，支架周邊采用了斜邊導(dǎo)向同時降低了叉車司機(jī)的作業(yè)難度，保證了一次叉裝到位的合格率。驗證發(fā)現(xiàn)AGV小車送料，主要是在AGV前進(jìn)后退方向上定位誤差較大，因此在滿料位支架上安裝一個方向的約束，降低AGV頂升機(jī)構(gòu)與藍(lán)色底托之間存在的隨機(jī)定位誤差?？胀斜P支架定位要求相對較低，設(shè)計時主要避開AGV運(yùn)動時的干涉。

2.3相機(jī)識別

視覺識別功能：料車到達(dá)上料位置后，機(jī)器人將自動移至要抓取的位置的上方，通過相機(jī)拍照識別位置完成抓??；通過工控機(jī)，我們可以實時查看相機(jī)的拍照識別狀態(tài)及機(jī)器人夾具抓取感應(yīng)狀態(tài)；通過對工控機(jī)和機(jī)器人示教器的操作，可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的所有監(jiān)控，可靠、方便[4]。視覺識別部分包括一個相機(jī)和一個光源。除去電源線外，相機(jī)上還有網(wǎng)線插孔，通過網(wǎng)線將相機(jī)識別到數(shù)據(jù)傳輸給工控機(jī)。由于使用的是工業(yè)相機(jī)，相機(jī)本身不會自動聚焦，于是我們需要對每個缸蓋都識別一次，從而保證識別的準(zhǔn)確度。當(dāng)毛坯件被運(yùn)到滿料位后，機(jī)器人將會啟動，到達(dá)將要抓取的缸蓋的上方進(jìn)行拍照識別特征，得出毛坯件在相機(jī)坐標(biāo)系中的位置，然后傳到PLC中。

3系統(tǒng)軟件開發(fā)

3.1通訊模塊

如圖9所示是該系統(tǒng)各個部分之間的通訊原理圖。PLC作為中轉(zhuǎn)站，不僅需要接收工控機(jī)、機(jī)器人和物流車傳過來的數(shù)據(jù)并作相應(yīng)的處理，同時還要控制相機(jī)開關(guān)及安裝在機(jī)器人上的控制閥，從而完成系統(tǒng)的自動運(yùn)行。

3.2機(jī)器人與相機(jī)間的標(biāo)定

固定在夾具支架上的相機(jī)主要用來獲取托盤上缸蓋毛坯件的圖像。光源采用白色LED光源，為相機(jī)采集圖像提供光源，支架主要用來固定相機(jī)和光源，其相對于夾具的位置是不變的，但與機(jī)器人底座的相對位置是一直變化的[5]。由于相機(jī)坐標(biāo)系與機(jī)器人坐標(biāo)系是不一樣，比例尺也是不相同的，所以，為了保證相機(jī)傳輸過來的數(shù)據(jù)可以讓機(jī)器人直接引用，我們需要通過標(biāo)定，計算出兩個坐標(biāo)系坐標(biāo)數(shù)據(jù)的比值。相機(jī)標(biāo)定過程：①用白紙畫一個帶有刻度的坐標(biāo)系，然后移動機(jī)器人去拍照；②用看圖軟件打開拍好的圖片，測量對應(yīng)刻度在圖片中的像素值；③用（像素值/實際長度）得出兩個坐標(biāo)系坐標(biāo)數(shù)據(jù)的比值。如圖10所示，該圖是機(jī)器人標(biāo)定相機(jī)時需要修改的參數(shù)。參數(shù)解釋：參數(shù)1：相機(jī)拍照識別到的孔在相機(jī)坐標(biāo)系中的位置；參數(shù)2：計算得出的兩個坐標(biāo)系坐標(biāo)數(shù)據(jù)的比值；參數(shù)3：標(biāo)定的第一個缸蓋毛坯件在機(jī)器人坐標(biāo)系中的位置；參數(shù)4：相機(jī)坐標(biāo)系與機(jī)器人坐標(biāo)系正方向之間的關(guān)系。

3.3安全模塊

當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，工作人員需要進(jìn)入防護(hù)區(qū)域展開故障維修，此時工人進(jìn)入機(jī)器人的工作范圍內(nèi)會出現(xiàn)碰撞危險，因此我們需要采取相應(yīng)的安全措施。將進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)域的安全門的打開信號和安裝在防護(hù)網(wǎng)上的光幕的信號輸入PLC和FANUC機(jī)器人，當(dāng)光幕信號或者安全門信號被觸發(fā)時判定區(qū)域內(nèi)有人員進(jìn)入，如圖11和圖12分別是安全門及安全光幕的電路圖。在防護(hù)網(wǎng)上安裝急停按鈕，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時，我們可以通過急停按鈕暫停機(jī)器人，避免發(fā)生意外傷亡事故。

4結(jié)語

本文基于當(dāng)前汽車發(fā)動機(jī)缸蓋生產(chǎn)線的特點，結(jié)合智慧物流小車及FANUC六軸機(jī)器人的應(yīng)用，設(shè)計了一套從運(yùn)輸?shù)缴狭系娜詣踊到y(tǒng)。針對抓取缸蓋毛坯和隔板兩種不同的場景，我們分別設(shè)計了專屬的夾具，并自主開發(fā)視覺識別系統(tǒng)，解決了工業(yè)機(jī)器人因零件擺放的位置誤差大而產(chǎn)生的點對點抓取合格率低等問題。所設(shè)計的缸蓋夾具工裝和托盤夾具工裝在其他自動化項目的基礎(chǔ)上進(jìn)行了升級，不僅降低了設(shè)備制造成本，也提高了零件和托盤抓取的合格率。本文所設(shè)計的缸蓋上料系統(tǒng)經(jīng)過現(xiàn)場一年多的應(yīng)用，驗證該系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性工業(yè)相機(jī)FANUC機(jī)器人工控機(jī)PLC無人物流車數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸信號傳遞數(shù)據(jù)傳輸、信號控制控制和可靠性，不僅滿足我國當(dāng)前工業(yè)自動化的發(fā)展趨勢，而且大幅度降低操作人員工作強(qiáng)度，節(jié)約了制造成本，避免了人工上料過程中砸傷風(fēng)險。該系統(tǒng)的成功應(yīng)用將進(jìn)一步提高我國的自動化生產(chǎn)水平，并為發(fā)展全自動化產(chǎn)線做好鋪墊。

參考文獻(xiàn)：

[1]冼業(yè)榮.自動上料機(jī)械手的研究與設(shè)計.廣東省機(jī)械研究所，廣東廣州.510635.

[2]基于機(jī)器視覺的工業(yè)機(jī)器人抓取技術(shù)的研究[D].華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011，第4~5頁.

[3]工業(yè)機(jī)器人自動紙箱坯拆垛——上料系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用——李欣，河北省機(jī)電一體化中試基地，河北石家莊.050081.