自动机械手臂造型设计与研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究目的：通过对中学教学用机械手臂结构的深入研究与分析，综合考虑机械手臂的功能、使用环境、操作方式以及方案的工艺性、可行性、经济性等与生产实际密切相关的问题，对自动机械手臂进行整体外观设计，力求设计出结构合理、符合中学教学要求及师生心理、实用新颖、造型美观的产品。

研究意义：能够理论联系实际，拓展设计思维，努力提高发现问题和解决问题的综合能力，使自动机械手臂造型更合理,更美观,更加符合其使用环境。

2. 国内外研究现状分析

机械手臂是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，根据结构形式的不同机械手臂分为多关节机械手臂，直角坐标系机械手臂，球坐标系机械手臂，极坐标机械手臂，柱坐标机械手臂等。机械手臂是目前在机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维（或二维）空间上的某一点进行作业。

国外在机械手臂的研究方面起步较早，初期的研究，主要从学术角度研究其体系结构和信息处理，并建立实验系统进行验证。随着技术的进步，机械手臂的研究逐渐向实用化发展。现阶段对机械手臂的研究主要集中在对机械手臂的抓重，材料，运动速度，自由度等方面，通过建立数学模型分析得出机械手臂的最优尺寸等。国外对机械手臂的研究和应用方面都较成熟，在工业、教学、军事等各个领域自动机械手臂都得到了广泛的应用。

我国对机械手臂的研究应用起步相对较晚，目前大多针对的是机械手臂的实际使用功能方面的研究，如机械手臂的抓重、自由度、运动速度、材料等方面。对机械手臂的造型、人机等方面的研究较少。在应用方面也主要集中在汽车生产，危险作业，高新技术领域等较少方面。随着工业设计的发展，对机械手臂的造型设计与研究越来越得到重视。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1.了解自动化机械手臂的工作原理、结构组成及造型设计要求；

2.对国内外各类机械手产品造型、色彩进行调研与分析，全面收集相关的设计资料与技术资料；

4. 研究创新点

针对现有机械手臂结构不合理，使用不便，造型呆板，配色单调等问题，结合中学教学的实际使用需求和师生的审美要求，进行有针对性的创新设计，设计出结构功能合理，造型美观新颖，色彩搭配和谐，人机关系融洽的方案。