燕山大学本科毕业设计（论文）开题报告课题名称：Delta并联机器人系统总体设计学院（系）：里仁学院年级专业：08机械电子工程学生姓名指导教师：完成日期：2012年3月25日一、选题背景及意义……………………………………………………………………………………………二、.研究内容…………………………………………………………………………………………三、研究步骤、方法及措施……………………………………………………………………………………………四、研究工作进度……………………………………………………………………………………………五、主要参考文献……………………………………………………………………………………………六、指导教师意见……………………………………………………………………………………………指导教师签字：年月日七、系级教学单位审核意见：审查结果：□通过□完善后通过□未通过负责人签字：年月日1.选题背景及意义并联机器人是一类全新的机器人，它具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点，与目前广泛应用的串联机器人在应用上构成互补关系，因而扩大了整个机器人的应用领域。

并联机器人可以作为航天上的飞船对接器、航海上的潜艇救援对接器；工业上可以作为大件的装配机器人、精密操作的微动器。

近年来还研究将它用作虚拟6轴加工中心，以及毫米级的微型机器人等，可以预见这类机器人在21世纪将有广阔的发展前景。

Delta并联机器人最早是在1985年由R.clavel提出的，因其基座平台和运动平台都呈三角形形状而得名。

Delta机器人作为并联机构的一种，具有上述的诸多优点和各种可能的应用，是目前商业应用最成功的机器人之一。

当初，比如，当在运动平台上装上适当的末端执行器后，特别适用于电子元器件的快速装配插接。

在轻工业中的包装，pick-and-place操作，医学手术等也有较多应用。

在国外Delta机器人已经成功的应用在大范围的领域中，而且取得了不错的业绩。

例如，在瑞士，巧克力生产商chocolat Frey，采用由Bosch的包装技术公司Sigpick Systems AG提供的新的生产线，这条生产线上，八个Delta机器人将巧克力放到泡沫盒里，再把泡沫盒放到纸箱里，减少了chocolat Frey公司的工作量，最主要的是整个操作系统简便易行，只需简单的修改一下操作系统就可以适应新的包装规格，这种简易性使得该公司可以快速而从容的应对市场的新需求。

不久前，位居全球500强之列的电力和自动化技术领导厂商ABB公司，高调宣布其进行机器人的投资建设，并列出了投资的10大理由，这十大理由包括降低运营成本、提升产品质量和一致性、改善员工工作条件、扩大产量、增强制造柔性、减少原料浪费、提高良品率等。

中国处在改革开放的关键时期，各行各业正是在高速发展的黄金阶段，高新技术产业更是朝气蓬勃。

市场的快速发展带来了绝佳的研究机遇，因此，我以为在我国全面建设小康社会、大力发展现代化工业同时，机器人是个不可避免的话题。

在我国进入老龄化社会，劳动力逐渐短缺之际，传统工业中大量危险和重复性高的工作必将由越来越多的机器人来代替。

但相对外国的机器强国而言，我国的机器基础较为薄弱，机器人技术的发展水平还相对较低，难以应对发展大潮。

Delta机器人，作为机器人行业中的佼佼者，具有很高的研究价值和解决中国实际的现实价值。

2.研究内容Delta机器人发明于20世纪80年代初，诞生在瑞士的洛桑联邦理工学院，。

当时工业生产中迫切需要一种机器人，这种机器人可以以一个非常高的速度操纵轻小物体，delta机器人应运而生。

在1987年，Demaurex公司为Delta机器人购买生产许可证，开始时Delta机器人主要应用于包装行业。

1991年，雷蒙Clavel介绍来自parallèle的Rapide和他的博士论文，在他的论文中，他构想了4个自由度的设想，并接手了delta机器人的研究工作。

并在1999年获得了黄金机器人奖。

此外，在1999年， ABB柔性自动化开始出售自己的delta机器人，FlexPicker。

1999年底，Delta机器人还销往Sigpack Systems公司。

Delta机器人是现在应用较为成熟的机器人代表，作为一名本科生，本着向前辈学习的态度，我认为以下是我主要的研究方向确定三自由度移动并联机器人整体方案，Delta机器人的设计的基本方法在全世界已经不是什么基本难事。

但是和所有的并联机器人一样，逆运动学简单、运动学难。

我在查阅资料发现，在世界上，几乎没有十分完美的运动学算法。

因此，在本次设计中的重点放在机械本体结构方案、零部件选取、控制系统方案，目前世界市场上将Delta主要分为三个类型，分别为整理式、交叉带式和内置/平行式。

整理式可能是这三种类型中最常见的。

整理式机器人先将进入产品整理成组，然后再抓起放置到一台水平裹包机、一个纸盒或是一个托盘中。

第二种的交叉带式机器人，产品来流方向和出流方向是垂直的。

对于定位和朝向是随机的产品来流，交叉式机器人是理想之选。

第三种，内置或者平行式，产品来流与出流是平行的，但是方向相反。

内置式一般集成进一台装盒机，来将产品装进纸盒。

另外，当集成了裁板机，产品要放置在一张信息卡片或者小册子上时，也要用到内置或者平行式机器人。

认真分析市场中的delta机器人，我们不难发现delta机器人为满足在狭小的工作空间高速运转的工作环境，在设计有以下几个特点1.材料选取注重经济实惠，但更要注意材质质量轻巧。

2.工作手臂结构较灵活的，减少重量均在考虑范围之内。

3.电机安放位置较为固定，也是为了减少电机本身的重量产生较大惯性力。

4.在电机的选取时，在满足工作载荷的前提下，要考虑市面上质量最轻的那种，以适应要求。

这是因为在狭小的环境下高速工作，在较短时间内停止会产生较大的惯性力。

我们知道在速度一定时，若质量越大，产生的惯性力就越大，而过大的惯性力是delta机器人的机械结构无法承受的。

所以在设计中一定要考虑质量的减轻。

5.其他就是要注意和生产实际相结合，设计中注意注意后期维护的简单，方便工作者对机器人的保养。

3.研究步骤、方法及措施对于第二节中提到的问题，在研究步骤、方法及措施上有以下几点规划：1.收集国内外现有资料。

2.选择最优的结构方案，运用Solidworks2010进行实体造型设计。

并进行运动仿真，修改不合理部分。

3.运用Solidworks2010绘制工程图，徒手绘制工程图，运用Protel 99SE 电气原理图，编写设计说明书。

4.研究进度1—4周：通过网络，图书馆收集了大量文献等资料，并确定了机械人手臂的总体设计方案5—6周：完成连接模块基本结构设计7—10周：完成机械手大臂结构设计11—13周：完成机械手小臂结构设计14—15周：完成关键零件有限元分析16—17周：撰写说明书，准备答辩5.主要参考文献[1]章明宏,王连军,刘刚,等.中华人民共和国国家标准-复混肥料（复合肥料）GB15063-2009[J].中国标准出版社,2009:1-6.[2]IFR.World Robotics 2010 Report[R].2010:6-12，107-120,345-353.[3]德国KUKA公司.世界上最大的工业机器人KR1000Titan[J].机械工程师.2008(7):11-12[4]宋慧欣.今日ABB机器人在中国[J],自动化博览.2010(1):36-37.[5]Z.Mohamed,J.M.Martiins,M.O.Tokhi.Vibration control of a very flexible manipulator system[J].Control Engineering Practice. 2005(13):267-277[6]李晓霞.密封与输煤机械转机防尘[J]黑龙江电力.2009(4):131-134[7]成大先.机械设计手册（第五版）第3卷[G].化学工业出版社.2007:10-218，10-220，10-245.[8]汪步云,许德章,杨明,等.磁密封在深水作业灵巧手上的应用[J].机械设计与研究.2010(2):113-116.[9]Dirk Goossens.Wind tunnel calibration of the USGS dust deposition sampler:Sampling effciency and grain size correction[J].Aeolian Research.2010(2):159-170.[10]张殿印,王纯.除尘工程设计手册[G].化学工业出版社.2008(9):321.[11]郭士清,王景辉,张忠涛.强防腐电机表面处理工艺研究[J].机械管理开发.2008(2):42,44.[12]辛登科,张玉杰,苏治果.图像处理在粉末粒度在线检测系统中的应用[J].计算机工程与设计.2008(7):3510-3512.[13]Jianqiu Zhang,Yong Yon.On-line continuous measurement of particle size using electrostatic sensors[J].Powder Technology. 2003(135-136):164-168.[14]潘丽霞.论工业机器人的发展与应用[J].山西科技.2010(25-3):22-25.[15]顾水恒,常红.机器人现状与前景分析[J].现代商贸工业.2010(8):327-328[16]神原伸介,张炜.日本工业机器人最新发展动向[J].机器人技术与应用.2008(4):23-25.[17]KUKA Roboter GMBH.KUKA Typenübersicht[R].KUKA Roboter GMBH.2011[18]Carlos Rodriguez-Donate,Luis Morales-Velazquez,Roque Alfredo Osornio-Rios. FPGA-Based Fused Smart Sensor for Dynamic and Vibration Parameter Extraction in Industrail Robot Links[J].Sensors.2010(10):4114-4129.[19]许振石,樊军,谢元嫒.现代密封技术介绍[J].设计与研究.2010(1):7-9.[20]国内工业机器人市场及发展趋势[R].模具工程.2010(8):24-26.6.指导教师意见：指导教师签字：年月日7.系级教学单位审核意见：审查结果：□通过□完善后通过□未通过负责人签字：年月日。