机械手课程设计
合工大机械手课程设计
合工大机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解机械手的结构原理，掌握其关键部件的功能和作用。
2. 学生能够掌握机械手的运动学及动力学基本理论，并能运用相关公式进行计算。
3. 学生能够了解合工大机械手课程设计的相关标准与规范。
技能目标：1. 学生能够运用CAD软件进行机械手的三维建模和装配。
2. 学生能够运用仿真软件对机械手的运动进行模拟和分析。
3. 学生能够根据设计要求，编写控制程序，实现机械手的运动控制。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对机械工程的兴趣和热爱，提高工程意识。
2. 学生在团队协作中，培养沟通、交流和合作能力，增强团队精神。
3. 学生能够关注机械手在工业生产中的应用，认识到科技发展对社会进步的重要性。
课程性质分析：本课程为机械工程专业的一门实践性课程，旨在培养学生的动手能力、创新能力和解决实际问题的能力。
学生特点分析：学生具备一定的机械基础知识，具有一定的三维建模和编程能力，但可能缺乏实际操作经验。
教学要求：1. 结合理论知识与实践操作，注重培养学生的实际动手能力。
2. 采用项目驱动教学，激发学生的兴趣和积极性。
3. 注重团队协作，培养学生的沟通能力和团队精神。
二、教学内容1. 机械手的结构原理- 关键部件的认识：包括机械臂、执行器、传感器等。
- 机械手的分类及特点。
- 机械手的运动学分析：包括正运动学、逆运动学。
2. 机械手的动力学分析- 动力学基本理论。
- 机械手动力学建模。
- 动力学计算与仿真。
3. 机械手设计规范与标准- 合工大机械手设计标准。
- 相关行业规范。
4. 三维建模与装配- 使用CAD软件进行三维建模。
- 机械手的装配与结构优化。
5. 仿真分析- 机械手运动仿真。
- 动力学仿真。
6. 控制程序编写- 控制系统原理。
- 编程实现机械手运动控制。
7. 实践操作与调试- 机械手组装与调试。
- 故障分析与排除。
教学内容安排与进度：第一周：机械手的结构原理与分类。
机械手课程设计
机械手课程设计课程背景机械手是现代工业生产中常见的一种自动化装置，其具备高精度、高速度、高灵活性等特点，在工业生产中扮演着重要的角色。
因此，对机械手进行课程设计是培养学生对现代生产自动化装置的理解和应用能力的重要方式之一。
课程目标本课程的主要目标是让学生：1.了解机械手的基本原理和结构；2.掌握机械手的运动学分析方法；3.学会使用机械手编程软件进行机械手的控制；4.能够设计和实现简单的机械手应用。
课程大纲第一部分：机械手的基本原理1. 机械手的定义和分类•机械手的定义•机械手的分类：按动力源分类、按自由度分类2. 机械手的基本结构•机械手的关节和链节•机械手的传感器和执行器3. 机械手的运动学分析•Denavit-Hartenberg（D-H）参数的引入•坐标系的确定和转换•正解和逆解的求解方法第二部分：机械手的控制1. 机械手控制的基本要素•机械手的控制模型•机械手的感知和决策2. 机械手编程软件的应用•常见的机械手编程软件介绍•机械手编程语言的基本语法和命令3. 机械手编程实践•使用机械手编程软件进行简单的机械手控制任务第三部分：机械手应用设计1. 机械手在工业生产中的应用•机械手在装配线上的应用•机械手在物料搬运中的应用2. 机械手应用的设计原则•机械手应用的需求分析•机械手应用的设计流程3. 机械手应用设计实践•设计并实现一个简单的机械手应用课程评估方式1.平时成绩：包括课堂讨论、小组作业、实验报告等。
2.期中考试：检测学生对课程内容的理解和掌握程度。
3.期末项目：要求学生设计并实现一个机械手应用。
参考书目1.Craig, John J. Introduction to Robotics: Mechanics and Control. Pearson Education, 2019.2.Siciliano, Bruno, et al. Robotics: Modelling, Planning and Control. Springer, 2010.3.Spong, Mark W., et al. Robot Modeling and Control. Wiley,2006.通过本课程的学习，学生将对机械手的原理和应用有更深入的了解，培养出对自动化装置的设计和控制能力，为未来的工作和学习打下坚实的基础。
机械手课程设计
机械手 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解机械手的基本结构原理，掌握其组成部分及功能。
2. 学生能够描述机械手在工业生产中的应用及其优势。
3. 学生能够掌握机械手运动学的基本知识，包括坐标变换和路径规划。
技能目标：1. 学生能够运用所学的机械手知识，设计简单的抓取和放置任务。
2. 学生通过小组合作，能够完成机械手的组装和编程，实现基本操作。
3. 学生能够运用问题解决策略，对机械手操作过程中遇到的问题进行分析和调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对工程技术的兴趣，激发他们探索机械手臂奥秘的热情。
2. 培养学生的团队协作意识，增强他们在小组工作中的责任感和合作精神。
3. 通过对机械手的学习，引导学生理解科技进步对工业生产和社会发展的积极影响，培养其创新意识和社会责任感。
课程性质分析：本课程为工程技术类课程，旨在通过理论与实践相结合的方式，让学生掌握机械手臂的基础知识和应用技能。
学生特点分析：考虑到学生所在年级的特点，他们对新鲜事物充满好奇，具备一定的动手能力和逻辑思维能力，但可能缺乏实际操作经验。
教学要求：1. 紧密联系教材，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 采用任务驱动法和小组合作学习，激发学生的学习兴趣和团队合作精神。
3. 注重过程评价，关注学生在学习过程中的表现和成长。
二、教学内容1. 机械手基本结构原理：- 机械手的组成部分及其功能- 机械手在工业生产中的应用案例2. 机械手运动学基础：- 坐标系与坐标变换- 路径规划与运动控制3. 机械手编程与操作：- 编程语言基础- 机械手编程实例与操作步骤4. 机械手组装与调试：- 机械手组装方法与技巧- 机械手调试策略与问题解决5. 抓取与放置任务设计：- 任务分析- 机械手动作设计6. 小组合作与展示：- 小组分工与协作- 成果展示与评价教学大纲安排：第一课时：机械手基本结构原理第二课时：机械手运动学基础第三课时：机械手编程与操作第四课时：机械手组装与调试第五课时：抓取与放置任务设计第六课时：小组合作与展示教学内容关联教材章节：- 机械手基本结构原理：教材第3章- 机械手运动学基础：教材第4章- 机械手编程与操作：教材第5章- 机械手组装与调试：教材第6章- 抓取与放置任务设计：教材第7章教学进度安排：每课时45分钟，共计6课时。
多功能机械手课程设计
多功能机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解多功能机械手的基本原理和结构组成，掌握其工作方式和应用领域。
2. 学生能够描述多功能机械手的关键技术，如传感器应用、程序控制等，并了解其在实际工程中的重要性。
3. 学生能够解释多功能机械手设计中涉及的基础物理和数学概念，如力学、电学等。
技能目标：1. 学生能够运用所学的知识，设计并制作一个简单的多功能机械手模型，展示其基本功能。
2. 学生通过小组合作，提高问题解决能力和团队协作能力，能够进行有效的沟通与展示。
3. 学生能够使用适当的工具和设备，进行机械手的组装和调试。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对工程技术和创新设计感兴趣，增强对科学探究的热情。
2. 学生在学习过程中，形成良好的工程意识，认识到科技对生活的影响，增强社会责任感。
3. 学生通过实践活动，体会团队合作的重要性，发展积极向上的学习态度和坚持不懈的精神。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标具体、可衡量，旨在通过理论与实践相结合的方式，使学生不仅掌握多功能机械手的相关知识，还能够在实际操作中提升技能，同时培养积极的情感态度和价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，将有助于教学设计和评估的有效开展。
二、教学内容本章节教学内容围绕多功能机械手的设计与制作展开，包括以下部分：1. 基本原理与结构- 机械手的结构组成及其功能- 常用驱动方式及其特点- 传感器的工作原理与应用2. 技术与编程- 程序控制基础- 机械手运动控制算法- 传感器数据采集与处理3. 设计与制作- 机械手设计流程与方法- 模型制作材料与工具的选择- 组装与调试技巧4. 实践操作- 设计并制作一个多功能机械手模型- 编程实现机械手的运动控制- 模型性能测试与优化教学内容依据课程目标制定，注重科学性和系统性。
教学大纲明确如下安排：第一周：基本原理与结构学习，了解机械手的相关知识。
第二周：技术与编程学习，掌握机械手的控制方法。
工业机械手课程设计
工业机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解工业机械手的基本概念、分类及工作原理；2. 学生能够掌握工业机械手的主要结构、功能和参数；3. 学生能够了解工业机械手在制造业中的应用及其优势。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析工业机械手的工作过程；2. 学生能够通过实际操作，熟练掌握工业机械手的编程与控制方法；3. 学生能够运用工业机械手解决简单的生产实际问题。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到工业机械手在提高生产效率、降低劳动强度等方面的重要性，培养对智能制造技术的兴趣；2. 学生在学习过程中，培养合作、探究的学习态度，提高自主学习能力；3. 学生能够关注我国智能制造产业的发展，树立科技创新意识，增强国家荣誉感。
课程性质：本课程为技术学科课程，旨在培养学生对工业机械手的认识、操作与编程能力，提高学生的实践操作技能和创新能力。
学生特点：学生处于初中年级，具备一定的物理知识和动手能力，对新技术、新设备充满好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实际操作能力的培养，激发学生的学习兴趣，提高学生的综合素质。
通过本课程的学习，使学生能够掌握工业机械手的基本知识，具备实际操作能力，培养创新精神和团队合作意识。
二、教学内容1. 工业机械手概述- 了解工业机械手的定义、分类及发展历程；- 掌握工业机械手的基本结构及其功能。
2. 工业机械手工作原理与参数- 学习工业机械手的工作原理；- 掌握工业机械手的主要参数及其对性能的影响。
3. 工业机械手的应用与优势- 分析工业机械手在制造业中的应用场景；- 了解工业机械手相较于传统人工操作的优势。
4. 工业机械手编程与控制- 学习工业机械手的编程方法；- 掌握工业机械手的控制原理及操作流程。
5. 实践操作与案例分析- 进行工业机械手的实际操作练习；- 分析实际案例，了解工业机械手在生产中的应用。
6. 工业机械手发展趋势与创新- 了解当前工业机械手的发展趋势；- 探讨工业机械手的创新技术及发展方向。
机械手课程设计引言
机械手课程设计引言一、课程目标知识目标：1. 让学生理解机械手的基本结构、工作原理及其在工业生产中的应用。
2. 掌握机械手的运动学、动力学基本知识，能够分析简单机械手的运动特性。
3. 了解机械手控制系统的工作原理，能描述常见控制算法的基本思想。
技能目标：1. 培养学生运用机械手基本知识进行简单机械手设计与分析的能力。
2. 提高学生运用控制原理对机械手进行编程与调试的能力。
3. 培养学生团队协作、动手实践和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对机械手及自动化技术的兴趣，培养其创新意识和探索精神。
2. 培养学生关注社会发展，认识到机械手在国民经济中的重要作用。
3. 引导学生树立正确的工程观念，注重实践，养成良好的学习习惯。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标注重理论知识与实践技能的结合，以项目驱动的教学方式激发学生的学习兴趣和参与度。
通过本课程的学习，使学生能够达到以上所述具体学习成果，为后续相关课程的学习和实际工作奠定基础。
二、教学内容1. 机械手基础知识：包括机械手的分类、结构、工作原理及其在工业生产中的应用案例。
重点学习机械手的运动学、动力学基本理论，掌握相关计算方法。
（对应教材第一章）2. 机械手设计方法：介绍机械手设计的基本流程，学习机械手主要部件的设计原则，进行简单机械手的设计实践。
（对应教材第二章）3. 机械手控制系统：学习机械手控制系统的组成、工作原理及常见控制算法，分析控制系统的性能。
（对应教材第三章）4. 机械手编程与调试：掌握机械手编程的基本方法，学习使用相关编程软件，进行实际操作与调试。
（对应教材第四章）5. 机械手应用案例分析：分析典型机械手应用案例，了解其在实际生产中的应用及优势，培养学生工程实践能力。
（对应教材第五章）教学进度安排：1. 第1-2周：机械手基础知识学习。
2. 第3-4周：机械手设计方法学习与实践。
3. 第5-6周：机械手控制系统学习与分析。
机械手机械课程设计
机械手机械课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握机械手机械原理，包括齿轮传动、滑轮组和杠杆的应用。
2. 学生能够识别并描述不同类型的机械手机械结构，如固定臂、移动臂和旋转臂。
3. 学生能够运用基本的物理知识，解释机械手机械在生活中的应用。
技能目标：1. 学生能够通过小组合作，设计并制作一个简单的机械手机械结构。
2. 学生能够运用绘图和计算工具，对机械手机械结构进行简单的计算和优化。
3. 学生能够有效地沟通设计思路，通过口头报告和展示，展示他们的设计成果。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械工程和科技创新的兴趣，激发他们探索未知的热情。
2. 强化学生的团队合作意识，培养在团队中相互尊重、协同工作的态度。
3. 通过机械手机械的学习，增强学生对生活中工程技术的认识，培养其解决问题的能力和创新思维。
课程性质分析：本课程为机械基础知识入门课程，旨在通过具体案例分析，让学生在动手实践中理解和掌握机械原理。
学生特点分析：考虑到学生所在年级，课程将采用直观教学法和情境教学法，结合学生的好奇心和动手欲望，引导他们主动探索和学习。
教学要求：1. 教师需提供丰富的实例和材料，确保学生能够将理论与实践相结合。
2. 教学过程中注重启发式教学，鼓励学生提问和思考。
3. 对学生的设计作品给予及时的反馈，指导学生进行反思和改进。
二、教学内容本课程教学内容紧密围绕课程目标，结合教材第二章“机械基础”内容，组织以下教学活动：1. 引言：介绍机械手机械在生活中的应用，引发学生对机械原理的兴趣。
2. 理论知识学习：- 齿轮传动原理及其应用。
- 滑轮组的工作原理和计算方法。
- 杠杆的分类和平衡条件。
3. 动手实践：- 分组设计并制作一个简单的机械手机械结构。
- 使用绘图和计算工具进行结构分析和优化。
4. 案例分析：- 分析生活中常见的机械手机械结构，如剪刀、起重机等。
- 探讨机械结构在工程领域的应用和创新。
5. 总结与反思：- 对所学知识进行总结，巩固理解。
工业用机械手课程设计
工业用机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解工业用机械手的基本结构、工作原理及其在工业生产中的应用。
2. 学生能掌握机械手的关键技术参数，如精度、速度、负载等，并了解它们对工业生产效率的影响。
3. 学生能了解工业用机械手的分类、选型原则及其在不同工业领域的应用案例。
技能目标：1. 学生能运用机械原理和自动控制知识，分析并简单设计一个工业用机械手的控制系统。
2. 学生能通过团队合作，完成一个简易机械手模型的搭建和调试，提高动手实践能力。
3. 学生能运用计算机辅助设计软件（如CAD）绘制机械手的三维模型，并进行简单的运动仿真。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械工程和自动化技术的兴趣，提高学习热情。
2. 学生通过团队合作，培养沟通协调能力和团队精神。
3. 学生了解工业用机械手在现代制造业中的重要性，认识到技术创新对国家产业发展的重要意义。
课程性质：本课程为实践性较强的综合设计课程，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高学生的动手能力、创新意识和团队协作能力。
学生特点：本课程针对高中年级学生，他们对机械、电子和自动控制等领域有一定的理论基础，但实践经验不足，对工业生产中的实际问题了解较少。
教学要求：教师应结合学生特点和课程性质，采用启发式教学，引导学生主动参与课程实践，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
同时，教师需关注学生的情感态度价值观培养，激发学生的创新潜能和团队精神。
通过课程目标的分解和实施，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 工业用机械手的基本概念与结构- 机械手的定义、功能及应用领域- 机械手的组成部分：执行机构、驱动系统、控制系统等2. 工业用机械手的工作原理与关键技术- 机械手的工作原理及其运动学分析- 关键技术参数：精度、速度、负载、自重等- 影响机械手性能的因素及优化方法3. 工业用机械手的分类与选型- 常见机械手类型及其特点- 机械手选型原则及应用案例4. 机械手控制系统设计与实践- 控制系统原理与设计方法- 传感器、执行器在机械手控制中的应用- 控制程序编写与调试5. 机械手模型搭建与调试- 机械手模型的搭建方法与技巧- 调试过程及问题解决方法6. 计算机辅助设计（CAD）在机械手设计中的应用- CAD软件的基本操作与使用方法- 机械手三维模型的绘制与运动仿真教学安排与进度：第1-2课时：工业用机械手的基本概念与结构第3-4课时：工业用机械手的工作原理与关键技术第5-6课时：工业用机械手的分类与选型第7-8课时：机械手控制系统设计与实践第9-10课时：机械手模型搭建与调试第11-12课时：计算机辅助设计（CAD）在机械手设计中的应用教学内容与教材关联性：本教学内容与教材中关于工业用机械手的章节紧密相关，涵盖了机械手的基本概念、结构、原理、分类、选型、控制系统设计以及实践操作等方面，确保了教学内容的科学性和系统性。
机械手课程设计
机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解机械手的基本结构、功能及工作原理；2. 学生能够掌握机械手的运动学、动力学基础知识；3. 学生能够了解机械手在不同领域的应用及发展趋势。
技能目标：1. 学生能够运用所学的机械手知识进行简单的系统设计；2. 学生能够运用相关软件对机械手进行仿真和调试；3. 学生能够独立操作机械手完成简单的任务。
情感态度价值观目标：1. 学生对机械手技术产生浓厚的兴趣，培养探索精神和创新意识；2. 学生能够认识到机械手在工业生产中的重要性，增强实践操作能力；3. 学生能够关注机械手技术的发展，树立正确的科技价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，旨在提高学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生处于高中阶段，具有一定的物理、数学基础，好奇心强，善于接受新事物。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生进行自主学习、合作探究，培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
同时，关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能达到课程目标。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 机械手基本结构及功能- 介绍机械手的组成部分，如基座、关节、手臂、手腕、末端执行器等；- 解释各部分功能及其相互关系。
2. 机械手的运动学与动力学- 讲解机械手的运动学原理，包括正运动学、逆运动学；- 分析机械手的动力学特性，如力、扭矩、速度等。
3. 机械手控制系统及编程- 介绍常见的机械手控制系统及其原理；- 指导学生进行简单的机械手编程操作。
4. 机械手应用及发展趋势- 分析机械手在不同领域的应用，如工业生产、医疗、服务业等；- 探讨机械手技术的发展趋势，如智能化、网络化等。
5. 机械手设计与仿真- 教授机械手设计的基本方法，包括需求分析、结构设计、参数计算等；- 引导学生运用相关软件（如CAD、SolidWorks等）进行机械手设计和仿真。
机械手实验课程设计
机械手实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械手的基本构造、原理及其在工业自动化中的应用；2. 了解机械手的运动学、动力学及控制系统的基本知识；3. 掌握机械手实验的相关操作步骤和注意事项。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行机械手实验操作的能力；2. 提高学生分析实验数据、解决实际问题的能力；3. 培养学生团队协作、沟通表达的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对机械手及自动化技术的兴趣，培养其创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨、细致的科学态度，提高其安全意识和责任感；3. 引导学生关注我国工业自动化发展，增强其国家认同感和自豪感。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：教师应充分准备实验设备、教具，确保课程内容的实用性、安全性；注重启发式教学，引导学生主动参与、积极思考，提高课堂效果。
通过本课程的学习，使学生达到以上设定的知识、技能和情感态度价值观目标，为我国工业自动化领域培养具备实践能力的优秀人才。
二、教学内容1. 理论知识：- 机械手的结构组成及其功能；- 机械手的运动学、动力学基本原理；- 机械手控制系统的基本构成及工作原理；- 机械手在工业自动化中的应用案例分析。
2. 实践操作：- 机械手实验设备的认识与操作；- 机械手基本动作编程与控制；- 机械手抓取、搬运等任务实践；- 实验数据采集、分析与处理。
3. 教学大纲安排：- 第一课时：机械手基本概念、结构组成及功能；- 第二课时：机械手的运动学、动力学原理；- 第三课时：机械手控制系统介绍；- 第四课时：实践操作，学习机械手编程与控制；- 第五课时：实践操作，完成抓取、搬运任务；- 第六课时：实验数据采集、分析与总结。
教学内容关联教材章节：- 《自动化设备与生产线》第四章：工业机器人；- 《机械基础》第七章：机械传动与控制；- 《电气控制与PLC应用》第三章：PLC控制系统设计。
机械手课程设计
控制系统的调试和优化
调试方法：通过 观察机械手的运 动状态和参数， 进行调试
优化目标：提高 机械手的工作效 率和稳定性
优化方法：调整 控制系统的参数， 优化控制算法
调试和优化工具： 使用专业的调试 和优化软件，如 MATL AB等
06
机械手运动学仿真分析
运动学仿真的基本原理和方法
运动学仿真的基本原理：通过计算机模拟机械手的运动过程，分析其运动学特性。 运动学仿真的方法：包括有限元分析、动力学分析、运动学仿真等。 有限元分析：通过建立机械手的有限元模型，分析其应力、应变等特性。 动力学分析：通过建立机械手的动力学模型，分析其加速度、速度、位移等特性。 运动学仿真：通过建立机械手的运动学模型，分析其运动轨迹、运动时间等特性。
04
机械手课程设计任务分析
设计任务和要求
设计目标：完成机械手的设计、制作和调 试
设计内容：包括机械结构、控制系统、传 感器等
设计要求：满足功能需求，保证稳定性和 可靠性
设计流程：需求分析、方案设计、制作调 试、评估优化
设计工具：CAD、SolidWorks、Matlab 等
设计成果：提交设计报告、制作实物模型、 进行演示和讲解
运动学仿真的实现和结果分析
仿真软件：选择合适的运动学仿真软件，如Adams、Simulink等
模型建立：根据机械手的结构、尺寸和运动特性建立仿真模型
仿真参数设置：设置仿真时间、步长、精度等参数
仿真结果分析：分析仿真结果，包括位移、速度、加速度、力等参数，判断机械手的运 动性能和稳定性
运动学仿真的应用和意义
调试
控制系统的硬件设计
控制器：负责控制机械手的动作和运行
传感器：用于检测机械手的位置、速度、 力等参数
机械原理课程设计机械手
机械原理课程设计 机械手一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械手的基本结构及其工作原理，理解并描述机械手各部件的功能和相互关系。
2. 使学生了解并掌握机械手运动学的基本概念，如位置、速度和加速度，并能够运用相关公式进行简单计算。
3. 引导学生掌握机械手的动力学原理，包括力的分析、扭矩计算等，并能应用于实际问题。
技能目标：1. 培养学生运用CAD软件进行机械手结构设计的技能，提高其创新能力和实际操作能力。
2. 培养学生运用数学工具分析机械手运动学和动力学问题的能力，提高解决问题的技能。
3. 培养学生团队合作能力，通过小组讨论、实践操作等形式，共同完成机械手的设计与制作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理和机械设计的兴趣，激发其探索科学技术的热情。
2. 培养学生严谨、务实的科学态度，使其在探究机械手过程中学会尊重事实，注重实证。
3. 增强学生的环保意识，使其在设计过程中关注资源利用和节能环保，培养其社会责任感。
课程性质：本课程为机械原理课程设计，旨在通过实践操作，使学生掌握机械手的基本原理和设计方法。
学生特点：学生为高中年级学生，具有一定的物理和数学基础，思维活跃，动手能力强，但可能对机械原理了解较少。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养其创新精神和实践能力。
通过分解课程目标为具体学习成果，为教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 机械手基本结构及工作原理：- 教材章节：第二章“机械系统的基本构成”- 内容：介绍机械手的基本组成部分，包括执行机构、驱动系统、控制系统等，并通过实例分析其工作原理。
2. 机械手运动学分析：- 教材章节：第三章“运动学基础”- 内容：讲解位置、速度、加速度等基本概念，引导学生运用数学工具分析机械手的运动学问题。
3. 机械手动力学分析：- 教材章节：第四章“动力学基础”- 内容：介绍力的分析、扭矩计算等动力学原理，并结合实例进行计算和分析。
课程设计机械手
课程设计机械手一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械手的结构组成及其工作原理，理解其应用场景。
2. 使学生了解并掌握机械手的基本动作控制方法，如抓取、搬运等。
3. 帮助学生了解机械手在工业生产、日常生活等领域的实际应用。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识对机械手进行设计与创新的能力。
2. 提高学生运用编程软件对机械手进行动作编程与控制的能力。
3. 培养学生团队协作、沟通表达的能力，能就机械手的设计与应用进行讨论。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械手及其相关技术的兴趣，激发学生探索未知、创新实践的欲望。
2. 培养学生关注社会发展，认识到机械手在现代社会中的重要作用，增强学生的社会责任感。
3. 引导学生树立正确的价值观，认识到技术进步对社会生产力的推动作用。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生在掌握基础知识的基础上，提高实践操作能力，培养创新思维和团队协作精神。
通过本课程的学习，学生能够具备以下具体学习成果：1. 能够描述机械手的结构、工作原理及应用场景。
2. 能够运用编程软件对机械手进行基本动作编程与控制。
3. 能够参与团队讨论，就机械手的设计与应用提出自己的观点和建议。
4. 能够关注机械手技术的发展，认识到其在社会生产中的价值。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 机械手的结构组成与工作原理- 介绍机械手的各个组成部分，如机械臂、执行器、传感器等。
- 分析机械手的工作原理，包括驱动方式、控制系统等。
2. 机械手的动作控制方法- 讲解机械手的基本动作，如抓取、搬运、旋转等。
- 探讨不同动作的控制方法，如编程控制、传感器控制等。
3. 机械手的实际应用- 分析机械手在工业生产、医疗、家庭等领域的应用案例。
- 讨论机械手在实际应用中存在的问题及解决方案。
4. 机械手设计与创新- 引导学生了解机械手设计的基本原则，如结构优化、功能需求等。
- 鼓励学生进行机械手创新设计，提出自己的设计方案。
简易机械手课程设计
简易机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解简易机械手的基本结构，掌握其运作原理；2. 学生能够描述并解释杠杆、滑轮、齿轮等简单机械在机械手中的应用；3. 学生能够运用物理知识分析并计算简易机械手中的力的作用和运动关系。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并制作一个简易机械手模型；2. 学生能够通过小组合作，进行有效的沟通和问题解决，提高团队协作能力；3. 学生能够运用科学探究方法，进行实验操作和数据分析，培养实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对科学技术的兴趣和好奇心，增强创新意识和实践欲望；2. 学生能够认识到物理知识在生活中的应用，提高学以致用的意识；3. 学生能够在团队合作中学会尊重他人，培养团结协作、共同进步的精神。
课程性质：本课程为初中物理学科实验课程，旨在通过实践操作，让学生深入了解简单机械的原理和应用。
学生特点：初中学生具有较强的动手能力和好奇心，对实验课程有较高的兴趣，但部分学生可能对物理知识掌握不够牢固。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，提高其物理素养和综合能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导，确保每个学生都能在课程中取得具体的学习成果。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合物理学科教材，组织以下教学内容：1. 简易机械手基本原理学习：- 杠杆原理及其在机械手中的应用；- 滑轮原理及其在机械手中的应用；- 齿轮原理及其在机械手中的应用。
2. 简易机械手设计与制作：- 设计原理及步骤；- 机械手模型的制作方法；- 小组合作与分工。
3. 实践操作与数据分析：- 实验操作方法及注意事项；- 数据收集与处理；- 结果分析与讨论。
教学大纲安排如下：第一课时：介绍简易机械手基本原理，学习杠杆、滑轮、齿轮等简单机械的应用；第二课时：讲解简易机械手设计原理，布置设计任务；第三课时：分组讨论，进行机械手设计；第四课时：指导学生制作机械手模型，并进行实践操作；第五课时：对实践结果进行数据分析，总结课程内容。
机械手课程设计
机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解机械手的基本构造、工作原理及其在工业生产中的应用。
2. 学生能掌握机械手的运动学、动力学基本概念，并能够描述简单的机械手运动方程。
3. 学生能够了解并描述不同类型机械手的特点及适用场景。
技能目标：1. 学生能够设计简单的机械手模型，并进行模拟操作。
2. 学生通过实际操作，学会使用基本的机械手控制软件，完成简单的程序编写。
3. 学生能够运用所学的知识，分析和解决机械手操作过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械工程及自动化技术的兴趣，激发学生探索精神和创新意识。
2. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与表达能力，在学习过程中相互帮助、共同进步。
3. 增强学生对科技改变生活的认识，培养其社会责任感和使命感。
本课程针对的学生特点是具有一定物理知识基础和动手能力，对新技术感兴趣，但需要进一步引导和激发其潜能。
课程性质为实践性较强的综合应用课程，旨在通过理论知识学习与实践操作相结合，提高学生的综合运用能力。
教学要求注重理论与实践相结合，鼓励学生主动探究，培养解决实际问题的能力。
通过具体的学习成果分解，为教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 机械手基础知识：介绍机械手的基本构造、工作原理、分类及其在工业生产中的应用。
- 教材章节：第3章 机械手的结构与原理- 内容列举：机械手的主要组成部分、驱动方式、控制系统。
2. 机械手的运动学与动力学：讲解机械手的运动方程、动力学模型及其分析。
- 教材章节：第4章 机械手的运动学与动力学- 内容列举：运动学基本概念、运动方程建立、动力学分析。
3. 机械手控制技术：介绍机械手的控制原理、控制方法及编程技巧。
- 教材章节：第5章 机械手控制技术- 内容列举：控制系统组成、PID控制、PLC编程。
4. 机械手设计与实践：指导学生进行机械手模型设计、制作及操作。
- 教材章节：第6章 机械手设计与实践- 内容列举：设计原则、模型制作、操作实践。
机械手课程设计
机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械手的基本结构、工作原理及功能应用，理解其在工业生产中的重要性。
2. 使学生了解并掌握机械手的编程与控制方法，能运用相关技术进行简单自动化系统的设计与搭建。
3. 帮助学生了解机械手技术的发展趋势及其在现代制造业中的应用。
技能目标：1. 培养学生动手实践能力，能独立完成机械手的组装、调试与编程。
2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，具备初步的自动化系统设计、搭建与创新能力。
3. 提高学生的团队协作能力，学会在项目中进行有效沟通与分工。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械手技术的兴趣，激发学习热情，树立良好的学习态度。
2. 培养学生勇于探索、积极创新的精神，增强对科学技术的尊重与热爱。
3. 培养学生具备安全意识，遵守实验操作规程，养成良好的工程素养。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，注重理论知识与实际应用相结合。
学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，对机械、电子技术有一定了解，喜欢动手实践。
教学要求：教师需结合学生特点，采用项目式教学，引导学生主动参与，培养其动手能力、创新能力和团队协作能力。
教学过程中注重理论与实践相结合，关注学生个体差异，提高教学质量。
通过课程学习，使学生达到上述课程目标，为后续相关课程学习及未来职业发展奠定基础。
二、教学内容1. 机械手基础知识：- 机械手的结构组成与功能- 机械手的分类及工作原理- 机械手在工业生产中的应用案例2. 机械手的编程与控制：- 编程语言及编程方法- 控制系统组成与工作原理- 编程实例分析与操作实践3. 机械手的组装与调试：- 机械手组装方法与技巧- 调试步骤及注意事项- 故障分析与排除方法4. 自动化系统设计与搭建：- 设计原则与方法- 系统搭建流程与技巧- 创新设计实践5. 项目实践：- 项目任务书与要求- 团队协作与分工- 项目实施与评价教学内容安排与进度：第一周：机械手基础知识学习第二周：机械手的编程与控制第三周：机械手的组装与调试第四周：自动化系统设计与搭建第五周：项目实践与总结教材章节及内容：第一章：机械手概述第二章：机械手的结构与原理第三章：机械手的编程与控制第四章：机械手的组装与调试第五章：自动化系统设计与应用教学内容根据课程目标和教学大纲，注重理论与实践相结合，以项目式教学引导学生主动参与，培养学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
机械手课课程设计
机械手课课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解机械手的原理和应用，掌握简单的机械手编程操作，培养学生的动手能力和创新意识。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解机械手的基本原理，包括传感器、执行器等主要部件的作用；了解常见的机械手编程语言和操作方法。
2.技能目标：学生能够使用机械手进行简单的操作，如抓取、放下物体；能够根据任务需求，编写简单的机械手控制程序。
3.情感态度价值观目标：学生通过操作机械手，增强对科技产品的兴趣，培养创新精神和团队合作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括机械手的基本原理、编程操作和应用案例。
具体安排如下：1.机械手的基本原理：介绍机械手的主要部件，如传感器、执行器等，并解释它们在机械手操作中的作用。
2.机械手编程操作：教授常见的机械手编程语言和操作方法，让学生能够编写简单的控制程序。
3.机械手应用案例：分析具体的机械手应用案例，让学生了解机械手在不同领域的应用和优势。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：教师讲解机械手的基本原理和编程操作，为学生提供系统的知识结构。
2.讨论法：学生分组讨论机械手的应用案例，培养学生的思考和表达能力。
3.案例分析法：分析具体的机械手应用案例，让学生了解机械手在不同领域的应用和优势。
4.实验法：学生动手操作机械手，编写控制程序，培养学生的动手能力和创新意识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的机械手教材，为学生提供系统的知识结构。
2.参考书：提供相关的参考书籍，为学生提供更多的学习资料。
3.多媒体资料：制作精美的PPT和教学视频，生动展示机械手的原理和操作。
4.实验设备：准备充足的机械手设备，让学生能够进行实际的操作练习。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用多种评估方式，包括平时表现、作业、考试等。
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职业技能实训说明书2009/2010 学年第一学期课程名称：电气控制与PLC课程设计课题：PLC机械手设计姓名：陈永耀班级：自动化0802学号：08031409指导老师：蔡晓东起止时间：第17 周~ 第18周电气电子工程系 . 2010.1.8课程设计任务一、设计任务PLC机械手控制的实现二、设计要求：1、输入/输出分析分析系统信号输入/输出要求，画出PC主机的I/O分配图及主电路图。
2、安排I/O端口及所用内部元件地址3、设计PLC控制程序（1）、画出PC控制功能流程图（2）、绘制梯形图（3）、写出指令表4、按要求连接线路5、程序输入与调试将编制的程序输入可编程序控制器，在PC运行状态下输入相应控制信号和现场模拟信号进行程序调试、修改和完善。
三、设计的步骤1、分析工艺流程和控制要求2、确定输入/输出设备3、选择合适的PLC4、I/O点分配5、设计软件及硬件6、离线模拟调试7、现场联机调试8、整理技术文件目录课程设计任务 (2)目录 (3)机械手课题设计实训装置介绍 (4)机械手的概述 (6)第一章：课题内容 (7)1.1 PLC在机械手搬物控制中的应用 (7)1.2控制要求 (8)第二章：机械手程序设计 (9)2.1 机械手PLC控制的I/O地址表 (9)2.2 PLC的I/O电气接线图 (11)2.3 PLC顺序控制流程图、梯形图及指令表 (12)1)工艺流程图. (12)2）梯形图. (15)3）指令表. (17)2.4 课题关键技术设计说明 (18)1）循环启动、单循环启动的设计 (18)2）断电保持功能控制的设计 (18)第三章：总结与评价 (19)参考文献：工厂电气控制技术 (20)亚龙YL-235型光机电一体化实训考核装置机械手课题设计实训装置介绍课题设计实训使用装置为亚龙YL-235型光机电一体化实训考核装置该实训考核装置,由铝合金导轨式实训台、机电一体化设备部件、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、接线端子排和各种传感器等组成其整体结构采用开放式和拆装式，学生可以自由组装和调试送料检测部件、物料搬运部件、物料分拣部件和自动生产线等机电一体化设备；PLC模块、变频器模频、按钮模块、常用装置模块等可任意调换和组合，进行机电设备安装与调试、PLC控制程序的编写与运行、变频器调速系统的组装与调试、PLC控制系统的安装与调试、光机电一体化设备的组装与调试等专业知识与技能的教学和实训该实训考核装置PLC模块的I/O端子、变频器的接线端子、各常用模块与PLC的连接端子，均与安全插座连接，使用带安全插头的导线进行电路连接；各指令开关、光电开关、传感器和指示元件的电路，则通过端子排进行连接插拔线连接电路与端子牌连接电路相结合，既保证学生基本技能的训练、形成和巩固，又保证电路连接的快速、安全和可靠该实训考核装置既能进行机电设备安装、PLC应用技术、电气控制技术、自动控制技术、机电一体化技术等专业知识模块的单项实训项目的教学，也能进行机电一体化设备、气动系统、自动控制系统的综合技能训练技术参数交流电源三相AC380V±10% 50Hz;外形尺寸1190×800×1500mm整机容量≤15kV A机械手的概述机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械手虽然目前还如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，例如：(1)机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。
(2)在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在机械行业中它可以用来组装零部件。
(3)可在劳动条件差，单调重复易子疲劳的工作环境工作，以代替人的劳动。
（4）可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。
(5）宇宙及海洋的开发。
(6)军事工程及生物医学方面的研究和试验。
第一章：课题内容1.1 PLC在机械手搬物控制中的应用下图为机械手动作示意图，机械手按下述顺序周而复始地搬物：光电开关X1机械手搬物动作示意图转盘Y0为步进式传送物料，每当机械手从转盘Y0输送通道上取走一个物料时，该转盘向前步进一个步距，将使机械手在下一个循环取走物料。
机械手搬物动作示意图1中转盘Y0由电动机M控制，械手的左右回转运动由Y10、Y11电控阀控制，机械手的上下运动由电控阀Y12、Y13控制，机械手的夹紧与放松由电控阀控制Y2、Y3，机械手的伸出与缩回由电控阀Y6、Y7控制。
位置信号分别为：机械手左、右转到位开关为磁性传感器X13、X7，机械手手臂上升、下降到位开关为磁性传感器X5、X3，机械手伸出、缩回到位开关为磁性传感器X2、X6。
1.2控制要求1）、在初始状态（机械手在上限、左限、手臂缩回）下，按下启动按钮，转盘转动开始输送物料，当光电开关检测到物料时，机械开始动作。
2）机械手伸出到权限位置时，停止伸出；然后机械手开始下降下降到下限权限位置时，停止下降；然后机械手夹紧物料。
3）、机械手夹紧物料后开始上升上升到上限的权限位置时，停止上升；然后机械手缩回缩回到权限位置时，停止缩回。
4）、停止缩回后机械手开始右转右转到右限位置时，停止右转；当右转停止后机械手开始伸出伸出到伸出权限时，停止伸出、随着机械手开始下降下降到下限位置时，停止下降然后松开物料。
4）、松开物料后机械手开始上升上升到上限位置后，停止上升、然后左转到原位完成一个循环。
5）、正常工作时闪亮绿灯。
6）、按下启动按钮若在30S内光电开关检测不到物体，报警锋鸣响起及红灯闪亮。
7）具有断电保持功能、停电后再次来电，需按启动按钮才能启动并从停电时那步继续开始工作机械手。
8）、机械手具有急停（机械手立即停止工作、启动后仍从此开始工作）和停止功能（要回到原始位置）。
9）、要设计有单步和循环启动功能。
所谓“循环”，即一次循环工步完毕后，随即或延时0.5秒后自动进入下一次循环；所谓“单步”，即一次循环工步完毕后，机械手就停在初始位。
若想机械手再一次开始工作，必须再次按启动按钮方可。
10）、适当设计一些延时功能，在机械手工作时。
第二章：机械手程序设计2.1 机械手PLC控制的I/O地址表如下表.I/O地址表2.2PLC的I/O电气接线图机械手的PLC I/O电气接线如下图所示。
SQ1~SQ4四个开关分别接PLC的X0、X4、X10、X11四个输入，输出Y0~Y7、Y10~Y13分别接电磁阀的Y0~Y7、Y10~Y13。
2.3 PLC顺序控制流程图、梯形图及指令表1)工艺流程图.如12页工艺流程土所示，在初始状态下，当按下启动循环按钮X0接通[或单步启动开关X4]，状态转移到S500，从而驱动转盘Y0转动开始输送物料，若在30S内光电开关X1检测不到物料，则开始报警——锋鸣Y4响起、红灯Y5闪亮。
在按下启动按钮的同时状态转移到S500机器开始运行，使工作指示绿灯Y1置位，只要机器在工作状态工作指示绿灯Y1就会一直闪亮。
当光电开关X1检测到物料X1接通，状态转移到S501，而S500自动复位。
S501驱动机械手Y6伸出，当伸出到伸出权限，伸出限位开关X2闭合，T1延时1S，延时时间到、常开开关T1闭合，状态转移到S502、同时S501自动复位。
S502驱动机械手Y13下降，当下降到下降权限，下降限位开关X3闭合，T2延时1S，当延时时间到，常开开关T2闭合，状态转移到S503，S502自动复位。
S503驱动机械手Y2夹紧物料，同时T3延时1S，延时时间到，常开T3闭合，状态转移到S504，同时S503自动复位。
S504驱动机械手Y12上升，当上升到上升权限，上升限位开关X5闭合，T4延时1S，延时时间到，常开T4闭合，状态转移到S505，同时S504自动复位。
S505驱动机械手Y7缩回，当缩回到缩回权限停止缩回，缩回权限开关X6闭合，T5延时1S，延时时间到，常开T5闭合，状态转移到S506，S505自动复位。
S506驱动机械手Y10右转，右转到右转权限停止右转，右转权限开关X7闭合，T6延时1S，延时时间到，常开开关T6闭合，状态转移到S507，S506自动复位。
S507驱动机械手Y6伸出，伸出到伸出权限，停止伸出，伸出权限开关X2闭合，T7延时1S，延时时间到，常开开关T7闭合，状态转移到S508，同时S507自动复位。
S508驱动机械手Y13下降，当下降到下降权限停止下降，下降权限开关X3闭合，T8延时1S，延时时间到，常开T8闭合，状态转移到S509，S508自动复位。
S509驱动机械手Y3松开物料，同时T9延时1S，延时时间到，常开T9闭合，状态转移到S510，同时S509自动复位。
S510驱动机械手Y12上升，上升到上升权限停止上升，上升权限开关X5闭合，T10延时1S，延时时间到，常开开关T10闭合，状态转移到S511，S510自动复位。
S511驱动机械手Y7缩回，缩回到缩回权限停止缩回，缩回权限开关X6闭合，T11延时1S，延时时间到，常开开关T11闭合，状态转移到S512，S511自动复位。
S12驱动机械手Y11左转，左转到左转权限停止左转，左转权限开关X13闭合——若是单循环启动状态转移到S0，完成一个循环周期，机械手停止工作，若要机械手继续工作需要再按启动按妞；若是循环启动，机械手至此完成一个循环周期工作，即进入下一个循环周期开始继续工作。
在编写状态转移图时注意各状态元件只能使用一次，但它驱动的线圈，却可以使用多次，但两者不能出现在连续位置上。
因此步进顺控的编程，比起用基本指令编程较为容易，可读性较强。
2）梯形图.3）指令表.2.4 课题关键技术设计说明1）循环启动、单循环启动的设计.如上图（a）所示：X0为循环启动按钮，X4为单循环启动按钮，X0控制继电器M1的线圈得电，常开开关M1为自锁开关，一旦按下X0启动、M1、M2线圈将一直保持得电状态，直到电源断电为止，X4控制继电器M2的线圈得电，按一次X4，M2继电器的线圈得一次电，同时在按下X4的同时X4的常闭开关自锁掉循环启动，所以用M2的常开开关去控制程序的启动即可实现——单循环、循环启动了。
2）断电保持功能控制的设计.如图（b）所示：图为断电保持控制设计，用X14来控制继电器M3的线圈得电，常开开关M3为自锁开关，一旦M3自锁将保持一直得电状态，再用M3的常开开关放在每一步步进指令的后面（如梯形图所示），以形成断电保持控制设计要求，一旦外部电源突然断开失电，当再次来点时，虽然我们所使用的步进指令有记忆功能，但机械手是不会自己在再次来电时，从原来断电的工序自己开始工作，而必须按下X14使M3线圈得电常开开关M3闭合，机械手才会从原来因断电而停止的工序继续开始工作，以可以实现断电保持功能。