機械繫統總體設計中不包括以下哪些內容

❶ 機械設計都有哪些基本要求及原則

機械設計要求及原則：

1、技術性能准則：技術性能包括產品功能、製造和運行狀況在內的一切性能，既指靜態性能，也指動態性能。例如，產品所能傳遞的功率、效率、使用壽命、強度、剛度、抗摩擦、磨損性能、振動穩定性、熱特性等。技術性能准則是指相關的技術性能必須達到規定的要求。

2、標准化准則：與機械產品設計有關的主要標准大致有：概念標准化，實物形態標准化，方法標准化。標准化准則就是在設計的全過程中的所有行為，都要滿足上述標准化的要求。現已發布的與機械零件設計有關的標准，從運用范圍上來講，可以分為國家標准、行業標准和企業標准三個等級。從使用強制性來說，可分為必須執行的和推薦使用的兩種。

3、可靠性准則：可靠性：產品或零部件在規定的使用條件下，在預期的壽命內能完成規定功能的概率。可靠性准則就是指所設計的產品、部件或零件應能滿足規定的可靠性要求。

4、安全性准則：機器的安全性包括零件安全性、整機安全性、工作安全性、環境安全性。

(1)機械繫統總體設計中不包括以下哪些內容擴展閱讀：

機械設計優化要求：優化設計需要綜合地考慮許多要求，一般有：最好工作性能、最低製造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環境污染。這些要求常是互相矛盾的，而且它們之間的相對重要性因機械種類和用途的不同而異。設計者的任務是按具體情況權衡輕重，統籌兼顧，使設計的機械有最優的綜合技術經濟效果。

過去，設計的優化主要依靠設計者的知識、經驗和遠見。隨著機械工程基礎理論和價值工程、系統分析等新學科的發展，製造和使用的技術經濟數據資料的積累,以及計算機的推廣應用,優化逐漸舍棄主觀判斷而依靠科學計算。各產業機械的設計，特別是整體和整系統的機械設計，須依附於各有關的產業技術而難於形成獨立的學科。

❷ 機械繫統設計都有哪些類型特點_機械繫統的總體設計包括哪些內容

機械繫統設計是對機械繫統進行構思、計劃並把設想變為現實的技術實踐活動。

機械繫統設計的類型：

雖然機械繫統種類繁多，結構千變萬化，但從設計角度來看一般可分為開發設計、變異設計和反求設計。

1、開發設計

針對新任務，提出新方案，完成產品規劃、概念設計、構形設計的全過程。

2、變異設計

在已有產品的基礎上，針對原有缺點或新的工作要求，從工作原理、功能結構、執行機構類型和尺寸等方面進行一定的變異，設計出新產品以適應市場需要，增強市場競爭力。這種設計也可包括在基本型產品的基礎上，工作原理保持不變，開發出不同參數、不同尺寸或不同功能和性能的變型系列產品。如空調機系統產品，有不同功率的空調機系列、不同性能(變頻、凈化等)空調機系列等都屬於變異設計。

3、反求設計

針對已有的先進產品或設計，進行深入分析研究，探索掌握其關鍵技術，在消化、吸收的基礎上，開發出同類型、但能避開其專利的新產品。

機械繫統設計的特點：

機械繫統設計必須考慮整個系統的運行，而不是只關心各組成都分的工作狀態和性能。傳統的設計方法注重內部系統的設計，且以改善零部件的特性為重點，至於各零部件之間、外部環境與內部系統之間的相互作用和影響考慮較少。零部件的設計固然應該給予足夠的重視，但全部用最好的零部件未必能組成好的系統，其技術和經濟性未必能實現良好的統一。應該在保證系統整體工作狀態和性能最好的前提下，確定各零部件的基本要求及它們之間的協調和統一。

同時，應在調查研究的基礎上搞清外部環境對該機械繫統的作用和影響，如市場的要求(包括功能、價格、銷售量、尺寸、質量、工期、外觀等)和約束條件(包括資金、材料、設備、技術、人員培訓、信息、使用環境、後勤供應、檢修、售後服務、基礎和地基、法律和政策等)。這些都對內部系統設計有直接影響，不僅影響機械繫統的總體方案、經濟性、可靠性和使用壽命等指標，也影響具體零部件的性能參數、結構和技術要求，甚至可能導致設計失敗。

此外，也不能忽略機械繫統對外部環境的作用和影響，包括該產品投入市場後對市場形勢、競爭對手的影響，運行中對操作環境、操作人員及周圍其他人員的影響等。

內部系統設計與外部系統設計相結合是系統設計的特點，它可使設計盡量做到周密、合理，少走彎路，避免不必要的返工和浪費，以盡可能少的投資獲取盡可能大的效益，其技術、經濟、社會效果往往隨系統復雜程度的增加而越趨明顯。

❸ 機械繫統設計的系統法有哪些內容特性

機械繫統設計的系統法就是把研究的對象作為系統或系統的要素和結構，從整體上系統地、全面地進行確定的科學方法。它從系統的觀點出發，著眼於整體與局部、系統與環境、人與機之間的相互聯系和相互作用，並且綜合地、精確地考察研究對象，從而最佳地處理所研究的問題。下面側重闡述系統分解和系統分析的相關內容。
1、系統分解
任何較大的復雜的系統均可分成若幹部分或層次，對於時間過程系統可以分成若干階段。如何將所研究的系統按不同層次或階段，以至逐個地把組成系統的要素或子系統區分開來進行分析，使復雜的系統整體變換成許多簡單的子系統，這就是系統的分解問題。系統整體如何通過分解簡化為若干個子系統，這對於認識整體系統，作出決策，以及協調配合都關系極大。系統分解大體可以分成以下幾種類型：
(1)按空間結構關系進行分解
這是系統分解的常用方法。將系統按空間關系劃分為若干相互關聯的子系統，同一層次的子系統屬平行關系。
例如，一個機械廠如按空間關系可以劃分為鑄造車間、鍛造車間、金工車間、裝配車間、檢修車間等相對獨立的各個子系統，彼此之間雖有聯系，但基本上屬於平行關系。
(2)按系統總目標進行分解
這是將整體系統的總目標劃分為若幹部分的分目標。這種系統分析法有利體現系統不同的屬性。
例如，一台行走式穀物聯合收獲機其總目標是收獲穀物。它可以分解為動力、傳動、執行(包括作物莖稈切斷、穀粒與谷穗分離、穀粒清選等)、操縱控制、行走、支承等相對獨立的子系統。各個子系統分別實現分目標。這種劃分任務明確、目的性強。
(3)按系統模型的關聯性進行分解
這種方法藉助於系統模型的關聯性對系統分解。首先對系統建立主框圖模型，用圖示法或圖表法反映各子目標的相互關系；其次按掌握的資料建立定量的數學模型，反映各子目標的函數關系；其三，將屬性模型轉換為計算機語言以便進行分析計算。通過模型的關聯性分解得到系統的各子系統的相互關系。
(4)按系統控制和管理過程進行分解
為了便於系統工程施工以及進入運行階段的控制和管理，在工程系統中，還必須把一個完整的控制問題變換成一組控制的子問題，然後採取不同方法加以解決。
機械繫統的分解採用第2種方法居多。在進行系統分解時，要特別關注系統的整體性和相關性，並把容易綜合獲得最優的整體方案作為首要條件。
系統分解可以平面分解，也可以分級分解，或者兼有二者的組合分解
系統分解時應注意下述各點：
1)分解數和層次應適宜分解數太少，子系統仍很復雜，不便於子系統的模型化和優化等設計工作；分解數和層次太多，又會給總體系統的綜合設計造成困難。
2)避免過於復雜的分界面對那些聯系緊密的要素不宜分解拆開，即分解的界面應盡可能選擇在要素間結合枝數(聯系數)較少和作用較弱的地方。
3)保持能量流、物質流和信息流的合理流動途徑通常機械繫統工作時都存在著能量、物料和信息三種流的傳遞和變換，它們在從系統輸入到系統輸出的過程中，按一定方向和途徑流動，既不可中斷阻塞，也不能造成干涉或紊流，即便分解成各個子系統，它們的流動途徑仍應明確和暢通。
4)了解系統分解與功能分解的關聯及不同系統分解時，每個子系統仍是一個子系統，它把具有比較緊密結合關系的要素集合在一起，其結構成員雖稍為簡單，但其功能往往還有多項。而功能分解時是按功能體系進行逐級分解，直至不能再分解的單元功能為止。
2、系統分析
系統分析是一種科學的決策方法，其目的是幫助決策者，對所要決策的問題逐步提高其清晰度。它是採用系統的觀點和方法，用定性和定量的工具，對所研究的問題進行系統結構和系統狀態的分析，提出各種可行的方案和替代方案，並進行分析和評價，為決策者選擇最優系統方案提供主要依據。
系統分析的一般程序如下：
1)系統目標設定系統目標是系統分析的出發點和進行評價、決策的主要依據。因此，應進行系統研究——通過對廣泛的資料的分析，獲得有關信息，並利用有效方法(如進行統計和檢驗等)對信息進行處理，以確定系統目標。
2)構造模型模型是實體系統的抽象，它應能表示系統的主要組成部分和各部分的相互作用，以及在運用條件下因果作用和反作用的相互關系。構造模型的目的是用較少的風險、時間和費用來對實體系統作研究和實驗，以便更好地得到系統的性能。模型包括數學模型、實物模型、計算機模擬及各種圖表等。在構造模型時，必須全面考慮系統的各影響因素，分清主次，盡可能如實描述系統的主要特徵。在能滿足系統目標的前提下，應盡量簡化，以需要、簡明、易解為原則。
機械繫統是物理系統，描述物理系統的模型常用圖像模型和數學模型。由於計算機技術的滲透，數學模型的應用越來越廣，尤其是需要對系統進行精確定量分析的場合。
雖然構造模型對於系統分析是很重要的，但也不能排除經驗分析和類比判斷。當設計師能夠根據自己或他人的經驗直觀地作出正確的分析判斷時，也可不必建立模型，但應提出可靠的例證。
3)系統最優化系統最優化就是應用最優化理論和方法，對各個候選方案進行最優化設計和計算，以獲得最優的系統方案。
由於系統的變數眾多，結構通常都很復雜，在系統目標設定時，常常有多個目標，其中有些可能是矛盾的，很難完全兼顧，因此，在多目標的系統分解中，常採取合理的妥協和折中的辦法，如滿意性設計或協調性設計。前者為不一定追求系統的真正最優，而是尋求一個綜合考慮功能、技術、經濟、使用等因素後的滿意的系統；後者在系統中，不一定每項性能指標都達到最優，雖然從局部看不都是最優，但從整體看則是最優，整個系統具有良好的協調性。
4)系統評價系統評價是對系統分析過程和結果的鑒定，其主要目的是判斷所設計的系統是否達到了預定的各項技術經濟指標。
系統的評價對於決策的有效性關系極大，正確的評價可以使決策獲得成功，取得很大的效益，錯誤的評價可以導致決策失敗，付出沉重的代價。
系統評價時，首先要根據系統目標規定一組評價指標，確定系統的評價項目，制定評價的准則。不同的系統應該有不同的評價指標。系統評價的項目是由構成系統的性能要素來確定的，主要包括系統的功能、速度、成本、可靠性、實用性、適應性、壽命、技術水平、生存能力、競爭能力、重量、體積、外觀、能耗等因素。由這些因素構成描述系統的有序集合，可以根據系統所處的實際環境條件安排它們的評價順序。通過對各因素賦予反映價值地位的加權系數，形成一種評價的價值體系。這種價值體系主要是從技術和經濟的角度來進行衡量的。
系統評價應視被評價系統的特點和企業具體條件確定指標體系。一般機械繫統採用較多的評價指標體系是價值和投資體系，對系統總投資費用和總收益進行分析和評價，以選擇技術上先進、經濟上合理的最優系統方案。

❹ 工業機器人設計流程

機器人家上了解到，工業機器人是一種自動化程度很高的機械產品，其設計流程即應該符合機械產品設計的一般流程，又具有其特殊性。
這里主要討論工業機器人的機械繫統設計，並且關注的是其設計流程，工業機器人機械繫統的設計階段可大致分為總體設計和詳細設計。
機械繫統總體設計是機器人設計的關鍵階段，很大程度上決定了產品的技術性能、經濟指標、外觀造型。
總體結構設計可分為功能原理設計和結構總體設計兩個階段，主要內容包括功能設計、原理方案設計、總體布局、主要技術參數的確定及技術分析等內容。
對於機器人來說其機械繫統總體設計主要內容有：確定基本參數、選擇運動方式、手臂配置形式（構型）、驅動方式和機械結構設計等，具體如下：
（1） 根據機器人工作任務和目的來確定機器人本體的基本構型、驅動和控制方式、自由度數目。
（2） 根據機器人的共作任務、工作場地的空間布置等來確定機器人的工作空間。
（3） 根據機器人的工作任務來對機器人進行動作規劃、制定各自由度的工作節拍、分配各動作時間，初步確定各自由度的運動速度。
（4） 根據機器人的工作空間，初步確定機器人各部分（各臂）的長度尺寸。
（5） 對機器人進行初步受力分析，根據受力分析結果及各關節的運動速度， 選擇各關節驅動部件的基本參數（電動機和減速器的選型計算），對於速度較低的可以進行靜力（ Statics）分析，對於速度較高的機械，各構件的慣性力影響比較大，要進行動力學分析（Dynamics）。
（6） 根據工作要求確定機器人的定位精度。定位精度取決於機器人的定位方式、運動速度、控制方式、機器人手臂的剛度等。
（7） 根據技術要求等確定各零件的材料和結構及加工工藝；然後驗算各構件的機械強度、驅動功率和最大負載重量，驗算機器人各關鍵部件的使用壽命。初步確定各構件的機械結構。
（8） 把機器人機械繫統總體設計編寫成文，編制技術（設計）任務書，並繪制系統總圖（草圖）、簡圖（草圖）。
經過以上過程，完成了機器人機械繫統的總體設計，接下來還需要對機器哦人機械繫統進行像是設計計算，過程如下：
（1） 對關鍵零部件的結構進行詳細設計，並對主要零部件結構、材料、關鍵工藝進行實驗。
（2） 編寫設計計算說明書，繪制主要零部件草圖。
（3） 全部零件設計及編制設計文件。 以上是工業機器人機械繫統設計的一般流程，通過本階段的設計和計算，可以初步確定機器人各構件的結構、材料、工藝的要求等，完成設計算及必要的實驗，完成編制全部構件的圖樣和設計文件。
此外，以上各步驟常需要互相配合、交叉進行。設計工作也需要多次修改，逐步逼近，一遍設計出技術先進可靠、經濟合理造型美觀的工業機器人。
在機器人的總體參數完成之後，就可以進行機器人驅動系統的設計計算了，驅動系統的設計除了確定驅動方式外，還需要確定驅動系統的具體參數。
在選擇伺服電機和精密減速之前，還需要清楚工業機器人對驅動電機的要求，以便根據要求選擇機器人的伺服電機和精密減速器，工業機器人對伺服電機的要求有：
（1） 快速性。伺服電動機從獲得指令信號到完成指令所要求的動作的時間要短。響應信號的時間越短，電機私服系統的靈敏性越高，快速響應性越好，一般是以伺服電機的機電時間常數的大小來說明伺服電動機快速響應的性能。
（2） 伺服電機的啟動轉矩與電動機本身慣量之比大。在機器人驅動負載時，要求機器人伺服電機驅動力矩大，轉動慣量小。
（3） 控制特性的連續性和直線性。隨著控制信號的變化，電動的轉速能夠連續的變化，有時候還需轉速與控制信號成正比或近似正比。
（4） 調速范圍寬。能應用與1:1000—1:10000的調速范圍。
（5） 體積小、質量小、軸向尺寸小。
（6） 能經受起苛刻的運行條件，可進行頻繁的正反轉和加減速運行，並能在短時間內有較好的過載能力。 機器人的減速器應具有剛度大、輸出轉矩高、減速比范圍大，回程間隙小、潤滑好等特點。 當前RV減速器、諧波減速器、擺線針輪減速器、行星齒輪減速器等均可以用於工業機器人，其中具有扁平結構的高精度減速器更符合工業機器人的要求而廣泛應用於工業機器人中。

❺ 工業機器人機械繫統總體設計主要包括哪幾個方面的內容

1、開放性模塊化的控制系統體系結構：採用分布式CPU計算機結構，分為機器人控制器(RC)，運動控制器(MC)，光電隔離I/O控制板、感測器處理板和編程示教盒等。

2、模塊化層次化的控制器軟體系統：軟體系統建立在基於開源的實時多任務操作系統Linux上，採用分層和模塊化結構設計，以實現軟體系統的開放性。

3、機器人的故障診斷與安全維護技術：通過各種信息，對機器人故障進行診斷，並進行相應維護，是保證機器人安全性的關鍵技術。

4、網路化機器人控制器技術：當前機器人的應用工程由單台機器人工作站向機器人生產線發展，機器人控制器的聯網技術變得越來越重要。可用於機器人控制器之間和機器人控制器同上位機的通訊，便於對機器人生產線進行監控、診斷和管理。

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機器人本體，其臂部一般採用空間開鏈連桿機構，其中的運動副（轉動副或移動副）常稱為關節，關節個數通常即為機器人的自由度數。

根據關節配置型式和運動坐標形式的不同，機器人執行機構可分為直角坐標式、圓柱坐標式、極坐標式和關節坐標式等類型。出於擬人化的考慮，常將機器人本體的有關部位分別稱為基座、腰部、臂部、腕部、手部（夾持器或末端執行器）和行走部（對於移動機器人）等。

❻ 機械繫統設計的過程包括哪些階段

機械繫統設計的一般過程包括產品規劃、系統技術設計和製造銷售三個階段。
1、產品規劃
①根據產品發展規劃和市場需要提出設計任務書，或由上級主管部門下達計劃任務書。
②調查研究，進行市場調查，收集技術情報和資料，掌握外部環境條件，預測市場趨勢。
③進行可行性研究，包括技術研究和費用預測，對市場前景、投資環境、生產條件、生產規模、生產組織、成本與效益等進行全面的分析研究，提出可行性研究報告。
④系統計劃，明確設計任務、目的和要求，搞清外部環境的作用和影響，制訂系統開發計劃。
2、系統技術設計
(1)總體設計
分析和確定系統目的與要求，選擇工作原理，設計總體方案，對可行的各候選方案進行分析比較，確定最佳系統方案，並進行總體布置設計，必要時應針對所選方案進行試驗研究(前期試驗)。
(2)技術設計
分系統進行子系統的選型和設計，計算和確定主要尺寸，繪制部件裝配圖和總圖，必要時進行試驗研究(中期試驗)。
(3)工作圖設計
繪制全部零件工作圖，編寫各種技術文件和說明書。
(4)鑒定和評審
對設計進行全面的技術、經濟評價，分析內部系統對周圍環境的作用和影響。
3、製造銷售
(1)樣機試制及樣機試驗(後期試驗)
(2)樣機鑒定和評審
(3)改進設計
對不能滿足系統要求的技術、經濟指標進行分析，根據樣機鑒定和評審意見修改和完善。
(4)小批試制
對單件生產的產品，經修改、試驗、調整後，投入運行考核，並在運行中不斷改進和完善。
對大量生產的產品，通過小批試制進一步考核設計的工藝性，並不斷修改和完善設計，同時進行工藝裝備的准備工作。
(5)定型設計
完善全部工作圖、技術文件和工藝文件。
(6)銷售
對於前期試驗和中期試驗，可部分或全部使用機械繫統模擬分析的虛擬樣機技術，這對縮短開發周期，減小開發成本都大有好處。
(7)產品使用
產品進入使用領域後還可能會暴露一些問題，一般經修改後，產品的設計就日臻完善。
(8)產品報廢與回收
產品達到使用壽命(或經濟壽命)後，不能繼續使用或失去迸一步的使用價值，就必須進行報廢處理，對於產品中有回收利用價值的部分經處理後可以進行再製造。這就要求在產品方案設計階段就要考慮回收利用的問題，進行全生命周期設計。