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一、学位论文选题应直接来源于生产实际或者具有明确的生产背景和应用价值,可侧重从以下几个方面选取:
①一个完整的工程项目策划、工程设计项目或技术改造项目;
②技术攻关研究专题;
③新工艺、新设备、新材料、新产品的研制与开发;
论文选题应具有一定的技术难度、先进性和工作量,能体现作者综合运用科学理论、方法和技术手段解决工程实际问题的能力。
工程硕士研究生在导师指导下结合所在企业目前的技术改造、技术革新、引进等技术难题或科研攻关项目。通过阅读文献资料、实际调查,进行初步的研究工作后,撰写“文献综述报告”和“开题报告”。
二、工程硕士在确定学位论文课题后,要写出选题报告。
选题报告包括“文献综述”和“开题报告”两部分。文献阅读和选题工作一般从全部课程学习完成后进行。
三、写“文献综述”以前,要大量阅读与论文课题有关的学术论文。
通过阅读文献,要掌握论文课题所在研究领域国内外的学术动态和发展前沿。
在文献阅读的基础上,撰写“文献综述”。内容包括:论文课题所在研究领域国内外的学术现状、前沿问题、发展趋势等,要对文献涉及的主要原理、技术和方法进行总结、归纳和述评。所阅读的文献目录要在附录中一一列出。
“文献综述”完成后,交导师评阅。导师要写出评语,导师认为综述报告不合格,要继续阅读文献,重新撰写。
四、在文献阅读和调研的基础上撰写“开题报告”。
“开题报告”应包括以下内容:
1、选题依据、课题来源、学术价值和对社会、经济发展和科技进步的意义;
3、拟解决的生产实际的主要问题和关键技术及难点、拟采取的技术路线、实施方案;
4、可能出现的困难与问题及解决方法与措施;
5、预期达到的成果,可能取得的创新之处;
6、研究进程计划及时间安排,经费概算;
五、工程硕士完成“开题报告”后,交给导师审阅通过后,确定开题报告会议的时间和邀请的专家名单。
开题报告会议可以由导师主持,可设一秘书记录、整理会议材料。与会专家和其他参加人员可以提问、质询。报告会议后,工程硕士本人和其他与会人员退场,与会专家对开题报告进行评议。导师介绍工程硕士“文献综述”撰写情况,与会专家对选题进行评议、讨论,秘书汇总与会专家的评议和意见。会议以无记名投票方式对开题情况评分,按“合格”本和“不合格”评分。最后,填写专家意见和评分,与会专家要签名。
六、开题报告评为“不合格”者,可在一个月内再作一次。第二次仍为“不合格”者取消做论文的资格,按结业处理。
摘要
机械手是近几十年发展起来一种高科技自动化生产设备,它对稳定、提高产品质量、提高生产效率、改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用,随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点,气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。本文就气动机械手的应用现状和发展前景作了简单概述。扩展我们的知识面和专业面,可以加强对自己的思维训练和能力培养,还可以填补空白,提高生产效率,很大的现实意义。
关键词:气动机械手;研究方向;发展趋势
1.机械手国内外发展现状
工业机械手最早应用在汽车制造工业,常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。工业机械手延伸和扩大了人的手足和大脑功能,它可替代人从事危险、有害、有毒、低温和高温等恶劣环境中工作:代替人完成繁重、单调重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。目前主要应用与制造业中,特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。工业机械手与数控加工中心,自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统,实现生产自动化。随着生产的发展,功能和性能的不断改善和提高,机械手的应用领域日益扩大。
工业机械手是在第二次世界大战期间发展起来的,始于40年代的美国橡树岭国家实验室的搬运核原料的遥控机械操作手研究,它是一种主从型的控制系统。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是: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;1962年,美国联合控制公司在上述方案的基础上,又试制成一台数控示教再现型机械手。运动系统仿造坦克炮塔,臂可以回转、俯仰、伸缩,用液压驱动;控制系统用磁鼓做储存装置。不少球面坐标式机械手就是在这个基础上发展起来的;同年该公司和普曼公司合并成为万能制动公司,专门生产工业机械手。1962年美国机械铸造公司也实验成功一种叫Versatran机械手,原意是灵活搬运,可做点位和轨迹控制:该机械手的中央立柱可以回转、升降、伸缩,采用液压驱动,控制系统也是示教再现型。虽然这2种机械手出现在六十年代初,但都是国外机械手发展
的基础。从60年代后期起,喷漆、弧焊工业机器人相继在生产中开始应用。1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制出一种Unimation―Vic.arm型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制,用于装配作业。联邦德国机器制造业是从1970年开始应用机械手,主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业:联邦德国Kuka公司还生产一种点焊机械手,采用关节式结构和程序控制;日本是工业机器人发展最快,应用国家最多的国家,自1969年从美国引进两种典型机械手后,开始大力从事机械手的研究,目前以成为世界上工业机械手应用最多的国家之一。前苏联自六十年代开始发展应用机械手,主要用于机械化、自动化程序较低、繁重单调、有害于健康的辅助性工作。
我国工业机械手的研究与开发始于20世纪70年代。1972年我国第一台机械手开发于上海,随之全国各省都开始研制和应用机械手。从第七个五年计划(1986-1990)开始,我国政府将工业机器人的发展列入其中,并且为此项目投入大量的资金,研究开发并且制造了一系列的工业机器人,有由北京机械自动化研究所设计制造的喷涂机器人,广州机床研究所和北京机床研究所合作设计制造的点焊机器人,大连机床研究所设计制造的氩弧焊机器人,沈阳工业大学设计制造的装卸载机器人等等。这些机器人的控制器,都是由中国科学院沈阳自动化研究所和北京科技大学机器人研究所开发的,同时一系列的机器人关键部件也被开发出来,如机器人专用轴承,减震齿轮,直流伺服电机,编码器,DC――PWM等等。
我国的工业机械手发展主要是逐步扩大其应用范围。在应用专业机械手的同时,相应的发展通用机械手,研制出示教式机械手、计算机控制机械手和组合式机械手等。可以将机械手各运动构件,如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构,设计成典型的通用机构,以便根据不同的作业要求,选用不用的典型机构,组装成各种用途的机械手,即便于设计制造,又便于跟换工件,扩大了应用范围。
2.机械手构成与分类机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。
手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被
抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体,需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。一般专用机械手有2~3个自由度。机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。
机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力,改善热、累等劳动条件。
3.气动机械手的应用现状
由于气压传动系统使用安全、可靠,可以在高温、震动、易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射等恶劣环境下工作”’。而气动机械手作为机械手的一种,它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境、容易实现无级调速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等优点。所以,气动机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、化肥和化工,食品和药品的包装、精密仪器和军事工业等。
现代汽车制造工厂的生产线,尤其是主要工艺的焊接生产线,大多采用了气动机械手。车身在每个工序的移动;车身外壳被真空吸盘吸起和放下,在指定工位的夹紧和定位;点焊机焊头的快速接近、减速软着陆后的变压控制点焊,都采用了各种特殊功能的气动机械手。高频率的点焊、力控的准确性及完成整个工序过程的高度自动化,堪称是最有代表性的气动机械手应用之一。
在彩电、冰箱等家用电器产品的装配生产线上,在半导体芯片、印刷电路等各种电子产品的装配流水线上,不仅可以看到各种大小不一、形状不同的气缸、气爪,还可以看到许多灵巧的真空吸盘将一般气爪很难抓起的显像管、纸箱等物
品轻轻地吸住,运送到指定目标位置。对加速度限制十分严格的芯片搬运系统,采用了平稳加速的SIN气缸。
气动机械手用于对食品行业的粉状、粒状、块状物料的自动计量包装;用于烟草工业的自动卷烟和自动包装等许多工序。如酒、油漆灌装气动机械手;自动加盖、安装和拧紧气动机械手,牛奶盒装箱气动机械手等。
4.发展前景及方向
4.1重复高精度
精度是指机器人、机械手到达指定点的精确程度,它与驱动器的分辨率以及反馈装置有关。重复精度是指如果动作重复多次,机械手到达同样位置的精确程度。重复精度比精度更重要,如果一个机器人定位不够精确,通常会显示一个固定的误差,这个误差是可以预测的,因此可以通过编程予以校正。重复精度限定的是一个随机误差的范围,它通过一定次数地重复运行机器人来测定。随着微电子技术和现代控制技术的发展,以及气动伺服技术走出实验室和气动伺服定位系统的成套化。气动机械手的重复精度将越来越高,它的应用领域也将更广阔,如核工业和军事工业等。
4.2模块化
有的公司把带有系列导向驱动装置的气动机械手称为简单的传输技术,而把模块化拼装的气动机械手称为现代传输技术。模块化拼装的气动机械手比组合导向驱动装置更具灵活的安装体系。它集成电接口和带电缆及气管的导向系统装置,使机械手运动自如。由于模块化气动机械手的驱动部件采用了特殊设计的滚珠轴承,使它具有高刚性、高强度及精确的导向精度。优良的定位精度也是新一代气动机械手的一个重要特点。模块化气动机械手使同一机械手可能由于应用不同的模块而具有不同的功能,扩大了机械手的应用范围,是气动机械手的一个重要的发展方向。
智能阀岛的出现对提高模块化气动机械手和气动机器人的性能起到了十分重要的支持作用。因为智能阀岛本来就是模块化的设备,特别是紧凑型CP阀岛,它对分散上的集中控制起了十分重要的作用,特别对机械手中的移动模块。
4.3无给油化
为了适应食品、医药、生物工程、电子、纺织、精密仪器等行业的无污染要求,不加润滑脂的不供油润滑元件已经问世。随着材料技术的进步,新型材料(如烧结金属石墨材料)的出现,构造特殊、用自润滑材料制造的无润滑元件,不仅节省润滑油、不污染环境,而且系统简单、摩擦性能稳定、成本低、寿命长。
4.4机电气一体化
由“可编程序控制器-传感器-气动元件”组成的典型的控制系统仍然是自动化技术的重要方面;发展与电子技术相结合的自适应控制气动元件,使气动技术从“开关控制”进入到高精度的“反馈控制”;省配线的复合集成系统,不仅减少配线、配管和元件,而且拆装简单,大大提高了系统的可靠性。
而今,电磁阀的线圈功率越来越小,而PLC的输出功率在增大,由PLC直接控制线圈变得越来越可能。气动机械手、气动控制越来越离不开PLC,而阀岛技术的发展,又使PLC在气动机械手、气动控制中变得更加得心应手。
5.课题研究的目的、意义:
在机械工业中,应用机械手的意义可以概括如下:
一、以提高生产过程中的自动化程度
应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度,从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。
二、以改善劳动条件,避免人身事故
在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中,用人手直接操作是有危险或根本不可能的,而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业,使劳动条件得以改善。
在一些简单、重复,特别是较笨重的操作中,以机械手代替人进行工作,可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。
三、可以减轻人力,并便于有节奏的生产
应用机械手代替人进行工作,这是直接减少人力的一个侧面,同时由于应用机械手可以连续的工作,这是减少人力的另一个侧面。因此,在自动化机床的综合加工自动线上,目前几乎都没有机械手,以减少人力和更准确的控制生产的节拍,便于有节奏的进行工作生产。
综上所述,有效的应用机械手,是发展机械工业的必然趋势。
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开题报告(21-25篇)
课题研究是教育科研活动的一项重要内容。“凡事预则立,不预则废”。对于课题研究,开题报告(计划或方案)如同建筑师的蓝图,有了好的开题报告,才能使研究工作者有计划、有系统、有组织地开展研究工作,以保证课题研究任务的顺利完成。因此,制定开题报告是课题由设想转化为实际行动的关键步骤。
一、科研课题开题报告的含义与作用
著名的物理学家爱因斯坦说过,提出一个问题比解决一个问题更重要。
何谓有价值、有创见性的问题?这样的问题从何而来呢?这需要研究者长期实践、细心观察和深思熟虑。当课题或自己提出的问题赢得社会认可后,就要把自己的研究方案设计好,即撰写科研课题开题报告。
科研课题开题报告(研究设计)就是课题研究方案的设计、规划和制定。换言之,就是当课题方向确定之后,课题负责人在调查研究的基础上撰写的报请上级批准的选题计划。开题报告主要说明这个课题有价值进行研究,自己有条件进行研究以及准备如何开展研究等问题,也可以说是对课题的论证和设计。
撰写科研课题开题报告是提高选题质量和水平的重要环节,正如学者文翁说过,“搞好开题报告的主要目的是促使大家理清研究思路,完善研究设计”。制定课题研究计划和安排,是为解决自己提出的问题提供探索的途径。科研课题开题报告,它初步规定了课题研究各方面的具体内容和步骤,对整个研究工作的顺利开展起着关键的作用。对于科研经验较少的人来讲,一个好的方案,可以使他们明确课题研究的方向,避免发生进行一段时间后不知道下一步干什么的情况,保证整个研究工作有条不紊地进行。可以说,课题开题报告水平的高低,是一个课题质量与水平的重要反映。没有科学的开题报告(研究设计),就没有科学而有价值的成果
二、撰写科研课题开题报告的基础性工作
写好科研课题开题报告要了解它们的基本结构与写法,但“汝果欲学诗,功夫在诗外”,重要的还是要做好基础性工作。首先,要了解别人在这一领域研究的基本情况。研究工作最根本的特点就是要有创造性,熟悉了别人在这方面的研究情况,才不会在别人已经研究很多、很成熟的情况下,重复别人走过的路,而是站在别人研究的基础上,从事更高层次、更有价值的东西去研究;其次,要掌握与研究课题相关的基础理论知识。理论基础扎实,研究工作才能有一个坚实的基础,否则,没有理论基础,你就很难深人进去,很难有真正的创造。因此,我们进行科学研究,一定要多方面地收集资料。要加强理论学习,只有这样制定出的报告和方案才能更科学、更完善。
三、科研课题开题报告(研究方案)的结构与写法
撰写开题报告是进行科研课题申请的首要工作。通过开题报告的思考与写作可以帮助我们清楚地了解自己为什么要做这个课题,究竟想做什么,想得到什么,怎么做,能否达到自己的预期目标?若分析后觉得不现实,则可以立即调整自己的方向和目标,使课题目标的达成有可能性,从而避免“大题小作”或“小题大作”。课题开题报告的写法根据课题研究的类别略有不同。但一般地说,科研课题开题报告主要包括以下几个方面:
(一)课题名称
课题名称就是课题的名字。这看起来是个小问题,但实际上很多人写课题名称时,往往写得不准确、不恰当,从而影响整个课题的形象与质量。
1、名称要准确、规范
准确就是课题的名称要把课题研究的问题是什么,研究的对象是什么交待清楚,有时候还要把研究方法写出来。总之,课题的名称一定要和研究的内容相一致,要准确地把你研究的对象、问题概括出来。
规范就是所用的词语、句型要规范、科学。课题就是我们要解决的问题,这个问题正在探讨,正开始研究,不能有结论性的口气。
2、名称要简洁,不能太长
不管是论文或者课题,名称都不能太长,要简明扼要,通俗易懂,能不要的文字就尽量不用,一般不要超过20个字。但要尽可能表明三点:研究对象、研究问题和研究方法。
(二)课题研究的目的、意义
第一,要阐明课题研究的背景,即根据什么、受什么启发而进行这项研究的。因为任何课题研究都不是凭空来的,都有一定的背景和思路。
第二,要阐明为什么要研究这个课题、研究它有什么价值,能解决什么问题。
第三,要认真、仔细查阅与本课题有关的文献资料,了解前人或他人对本课题或有关问题所做的研究及研究的指导思想、研究范围、方法、成果等。把已有的研究成果作为自己的研究起点,并从中发现以往的不足,确认自己的创意,从而确定自己研究的特色或突破点。这样既可以更加突出本课题研究的的.价值、意义,也可以使自己开阔眼界,受到启发,拓展思路。一般可以先从现实需要方面去论述,指出现实中存在这个问题,需要去研究,去解决,本课题的研究有什么实际作用,然后,再写课题的理论和学术价值。这些都要写得具体,有针对性,不能漫无边际地空喊口号,让人一看就觉得科学性、实用性比较强,的确有价值。
(三)课题研究的目标
课题研究的目标就是通过研究,要达到什么目标?要解决哪些具体问题?研究的目标是比较具体的,不能笼统地讲,必须清楚地写出来。只有目标明确而具体,才能知道工作的具体方向是什么,才知道研究的重点是什么,思路就不会被各种因素所干扰。
确定课题研究目标时,一方面要考虑课题本身的要求,另一方面要考虑课题组实际的工作条件与工作水平。
(四)课题研究的基本内容
有了课题的研究目标,就要根据目标来确定这个课题要研究的内容,研究内容要比研究目标写得更具体、明确。目前在这方面存在的主要问题是:1、只有课题而无具体研究内容;2、研究内容与课题不吻合;3、课题很大而研究内容却很少;4,把研究的目的、意义当作研究内容。这对我们整个课题研究十分不利。因此,我们要学会把课题进行分解,一点一点地去做。
(五)课题研究的方法
任何科学研究除了要应用哲学方法和一般科学方法之外,还要有具体的研究方法、技术手段。“研究方法”这部分,主要反映一项课题的研究通过什么方法来验证我们的假设,()为什么要用这个方法?以及要“做什么”、“怎么做”。教育研究的方法很多,包括历史研究法、调查研究法、实验研究法、比较研究法、理论研究法、行动研究法等。一个大的课题往往需要多种方法,小的课题可能主要是一种方法,但也要利用其它方法。我们在应用各种方法时,一定要严格按照每一具体科研方法的要求,不能凭经验、常识去做。比如,我们要通过调查了解情况,我们如何制订调查表,如何进行分析,不是随随便便发一张表,搞一些百分数、平均数就行了。这是在今后的科研工作中必须注意的问题。
(六)课题研究的步骤和计划 (列表比较清晰)
课题研究的步骤,就是课题研究在时间和顺序上的安排。研究的步骤要充分考虑研究内容的相互关系和难易程度,一般情况下,都是从基础性问题开始,分阶段进行,每一阶段从什么时间开始,至什么时间结束都要有规定。每一阶段的工作任务和要求,不仅要胸中有数,还要落实到书面计划中。从而保证课题研究按时保质保量完成,课题研究的管理也可据此对课题研究进行检查、督促和管理。
(七)课题预期的成果与表现形式 (列表比较清晰)
课题研究成果预测即研究过程可能出现哪些情况、问题?研究会带来什么成果?有什么对策?课题研究的成果形式包括研究报告、论文、专著、软件、课件、教改方案、教材等多种形式。课题不同,研究成果的内容、形式也不一样,但不管形式是什么,课题研究必须有成果,否则,就是这个课题没有完成。在开题报告中设计出成果形式,可以使研究者明确将来用什么表现研究成果,以便从开始就可以着手努力积累材料、构思框架、进行分工,以利于研究成果的顺利问世。同时也有利于课题管理者据此对课题进行检查验收。
(八)课题研究的组织机构和人员分工 (列表比较清晰)
课题小组成员如何分工合作,在方案中,要确定课题组长、副组长、课题组成员以及分工。课题组组长就是本课题的负责人。一个课题组应该包括三方面的人,一是有权之士,二是有识之士,三是有志之士。有权了课题就可以得到更多的支持,有识了课题质量、水平就会更高,有志了可以不怕辛苦,踏踏实实去做。课题组的分工必须明确合理,让每个人了解自己的工作和责任。当然在分工的基础上,也要注意全体人员的合作,大家共同研究,共同商讨,克服研究过程中的各种困难和问题。同时,还要注意课题组成员的整体素质与水平,尤其是课题负责人的水平。如果课题组成员和负责人既没有理论又没有实践经验,这个课题就无法很好地完成,也就难以得到批准立项。
(九)课题研究的经费及设备条件需要 (列表比较清晰)
任何研究都需要一定的研究经费和设备条件,对课题研究有价值的资料、经费预算及设备条件的需要,必须写清。科研处将按学院《关于给批准立项课题资助研究经费的试行办法》(京现院〔xx〕12号)加强管理与监督使用。
总之,科研课题开题报告是研究人员科研知识和能力的“缩影”。只有重视并认真、科学地做好研究课题方案的设计,制定好开题报告,才能为获取教育科研优秀成果打开成功之门。一句话,没有科学周密的开题报告,没有对研究设计的精心准备,就没有科研活动的发生,更不会有什么真正意义上的学术突破。
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