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地震救援机器人设计说明书

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地震救援机器人设计说明书

所在学校:昆明理工大学

所在学院:机电工程学院

项目成员:黄青青杨正利李超杨帆指导教师: 吴海涛

目录

一.作品简介 (1)

二.主要功能指标 (2)

三.工作原理 (3)

四.运动分析 (4)

五.实现的可能性 (6)

六.创新点 (6)

七.应用前景 (6)

八.作品部分片 (7)

九.参考文献 (9)

一.作品简介

地震救援机器人是基于地震救灾为背景而设计研发的,是一种能够起清障作用、探索救援道路的先进设备。该作品具有灵活、操作简便、适用性强、拓展功能多的特点,非常适用于救灾抢险工作。高度智能化和自动化是本作品的又一大特点,也是具备强势竞争力的一大优势。同时,采用了先进的控制系统和算法,是系统的通用性和适用性进一步增强,能够出色完成各项任务。

本作品由中心搭载平台,六条安装在平台左右两侧的机械腿,以及构建在平台上的挖掘机械手组成。机械腿由关节电机带动实现腿部移动,由安装在左右两侧的齿轮和连杆机构实现腿部伸缩,左右两侧各三条腿依次移动后,机器人的整体也完成一次前移。达到预定位置后由平台上的气泵带动整个挖掘装置的完成挖掘动作,起到了除障清路的作用。同时腿部结构设计比较先进,使机械体具有一定的越障能力,摆脱了传统救灾设备在灾后道路上行动能力不足的缺陷,对灾区

环境有很强的适应能力。

二.主要功能指标

该机器人是着眼于地震灾区的各类救援任务而开发的,其独树一帜的外形设计和结构设计使其能够遂行地震灾区的各种搜救、援助、运输、支承等任务。

首先,机器人的中心搭载平台采用模块化设计,可以根据实际任务需要即时更换设备进行搜救工作。机器人腿部结构设计比较先进,使机械体具有一定的越障能力,能够更好地适应灾后的地形地貌以及道路情况,能够在一定程度上避免救援人员在危险区域受到潜在威胁,可以在最短时间开辟救援通道,最大限度的提高灾区被困者的解救及存活概率。

其次,在执行援助任务时,通过对机器人的中心搭载平台进行面积优化工作,令其携带不同的人物模块组件,以执行不同情况下的援助任务。当搭载吊装组件时,可以迅速的完成灾区废墟中的开辟工作,并将诸如汽油一类的危险品转移至安全区域;当搭载红外感应模块时,机器人可以在夜间执行援助任务,其可以在72小时的黄金时间内不间断的执行救助任务,有效地利用了宝贵时间、提高了工作效率、减轻了救助人员的工作负担并且提高了被困者的获救几率。

再次,通过加固中心搭载平台,使其可以执行运送量庞大的运输任务。地震灾区中很多时候运送生活物资的车辆不能进入,就需要其他运输工具来替代,该机器人便具有此项运输功能,其六腿结构牢固

且运动灵活,具备一定的越障能力,能更好的适应灾区的路况,及时将必需品等物资运送至指定地点。同时,其还有运输人员的能力,可以在往返过程中运送救援人员和被困者,免除人力运送的缺点,对灾区救援工作起到了不可替代的作用。

三.工作原理

该机器人以开辟救援通路为主要任务,当其行进至工作区域后即开启清障功能。

采用六足机构的机器人可以平稳的运行于路况复杂的路面,腿部结构具备了较大的伸缩能力,可以越过各种障碍,到达指定区域后,由人工遥控选择合适角度和合适方向,做好准备工作。

在机器人的中心内搭载平台上装备有独立的挖掘机械手,该挖掘机械手为一台气压挖掘机械手。当前期准备工作完成后,挖掘机械手系统运作,通过程序控制气泵的自动化工作。由于挖掘机械手的设计目标定位于能够进行180°旋转工作,其工作范围十分宽大,通过对气压系统的优化设计,可以为挖掘机提供强劲的动力,配合其灵活的机械腿,可以出色的完成开辟救援通道的任务。

当机器人工作于城市废墟中时,中心平台可以卸载挖掘机械手,搭载大功率水泥切割机。很多情况下,救援人员面对大片的水泥楼板、混凝土废墟无计可施,该地震救援机器人就可以发挥其不可替代的作用:切断楼板,破除残垣障碍,开辟救援通道。

机器人可以在很短时间内开辟出一条希望之路,若是多个机器人同时相互配合工作,更能高效的完成人力难以完成的任务。

四.运动分析

初始化过程,当机器人受到预定指令准备向前移时。由分布在机器人腿部的左右两个接触传感器,进行系统的初始检测;腿部处于收缩状态时控制程序开始运行,一侧的三条机械腿与支架同时工作,将机器人本体整体平稳抬升,至三条机械腿先后完全伸展,具备一定的越障能力的情况下先前移动;机器人行走第一步一侧的三条腿各自提升,通过关节电机带动齿轮旋转,机械腿上提,随后由腿部水平放置的关节电机驱动机械腿向前移动至最大步幅,这侧的三条腿停下来。随后另一侧的三条腿重复第一步的运动过程,完成机器人向前的行走。

初始化过程中,启动气压电机,控制电磁阀的动作,机器人的气缸系统完成挖掘机械手的初始状态。在主体迁移过程。通过程序控制气缸系统中的电磁阀,气压电机继续保持启动状态,给机器人的整个气缸系统充气,让机器人的挖掘机械手可以在前进中保持稳定。

机器人清理障碍的设计,机器人就位之后,编写的程序就会在机器人腿部移动动作结束,关闭第一阶段即机器人移动的所有过程,并对第二阶段运行的挖掘机械手进行初始化,即挖掘机械手调整到工作位置,通过机械手各个关节部位气泵的控制来操作机械手的清障工作。

五.实现的可能性

本机器人是针对全国各个地震多发区(例如云南的几条地震带)的灾后救援难题进行设计的,在机器人的模块组合合理的前题及各个机械救援手臂的参数设置设计合理的情况下,可以实现对复杂灾后环境的道路清理及救援工作。

该机器人及多功能于一身,具备执行多种任务的能力,是现实生活中不可或缺的一种先进救援机器人。其独特的中心搭载平台提供了强大的搭载能力,可以根据需求搭载不同的任务组件,完成不同情况下的各种任务。

六.创新点

该救援机器人移动灵活,救援工作效率高。

该救援机器人实现了多功能及复杂的救援工作。

采用较为简单的机构,通过运动的有效组合,实现重灾区道路的清理。

七.应用前景

该机器人性能先进,功能灵活,可以广泛应用于国防科研、抗震救灾、工业生产等各个领域。

在国防科研领域:该机器人可作为样本研究的实验机器人,探究各种结构的可行性以及搭载多种功能组件的系统兼容性。同时可以改装成为特种机器人遂行某些特种任务,侦查、排爆、托运伤员以及不稳定地带的巡逻执勤任务。

在抗震救灾领域:该机器人可以应用于消防抢救工作,探查点地带的火势情况,为消防人员的工作提供信息支持和技术保证。在虫灾

地域探查威胁等级,评定受灾程度,制定初步救灾计划等工作。

在工业生产领域:机器人可以排查受损管道,监视车间温度,提示工人禁止违规操作,对机械设备定期的自动维护并测试生产线的运行情况。

八.作品部分照片

九.参考文献

[1] 王红军,魏超.一种地震搜救机器人运动结构设计研究1674-6864(2010)03-0025-04.

[2] 徐草,章亚男,沈林勇,徐解民,龚振邦.废墟狭缝搜救机器

人自动送进系统研究1001-4551(2010)11-0110-05.

[3] 李斌.蛇形机器人的研究及在灾难救援中的应用.机器人技术与运用,2003(3):22-26.

[4] 李集.灾难救急机器人.科技展望,2008(7):24

[5] 宋孟军,张明路.多运动模式移动机器人的可变形腿运动学分析.1001-2354(2011)05-0046-05

[6] 濮良贵.机械设计[第八版].北京:高等教育出版社.2006.

[7] 徐元吕.工业机器人.北京:中国轻工业出版社.2006.

[8] 张福学.机器人技术及应用.北京:电子工业出版社.2000.

工业机器人设计(大四机器人课设作业)(DOC)

“工业机器人”设计大作业 作品题目:货物装卸机器人 专业:机械设计制造及其自动化 姓名:班级:学号: 姓名:班级:学号: 姓名:班级:学号: 指导教师:陈明

1 前言 货物装卸作业是指用一种设备握持工件,是指从一个加工位置移到另一个加工位置。货物装卸机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件货物装卸工作,大大减轻了人类繁重的体力劳动。目前世界上使用的货物装卸机器人愈10 万台,被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛货物装卸、集装箱等的自动货物装卸。部分发达国家已制定出人工货物装卸的最大限度,超过限度的必须由货物装卸机器人来完成。装卸货物装卸是物流的功能要素之一,在物流系统中发生的频率很高 2 设计方案论证 本课题通过对货物装卸机器人工作对象及工作场所的分析研究,深入了解其工作是 如何进行,各部分零部件应该如何运行以及如何紧密配合,先确定其总体结构再对主要 零部件进行设计计算确定其尺寸大小以及确定电机型号。 2.1 基本思想 (1)设计要考虑要求和工作环境的限制。 (2)考虑到货物装卸货物时所需要精确度不是很高,为了简化结构,境地成本,采用 角铁焊接结构。 (3)为了满足设计要求,须设计三个独立的电机驱动系统,各部分之间通过计算 机控制、协调工作。 (4)本次设计只是该题目的机械部分,而对应控制部件的考虑较少。 3 仓库货物装卸机器人的设计计算 3.1 货物装载伸缩装置的设计 3.1.1 确定传动方案 我们所学的传动方式有以下几种:带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动和钢 丝绳传动等,一般地说,啮合传动传递功率的能力高于摩擦传动;蜗轮传动工作的发热 情况较为严重,因而传动的功率不宜过大;摩擦轮传动由于必须有足够的压紧力,故而 在传递同一圆周力时,其压轴力比齿轮传动的大几倍,因而不宜用于大功率传动。带传

智能化机器人设计说明书

机械装备设计制造综合技能大赛 设 计 说 明 书 姓名:孙小平洪耀林徐海昌 指导老师:黄伟玲 2014年9月17日 江西·赣州

摘要 随着计算机技术,人工智能技术的迅速发展以及智能采集器的不断改进和推陈出新,智能信息采集装置已经取得了很大进展。但是对于应用比较复杂通用性较高的全自动信息采集车还没有突破性的进展。智能数据信息采集车的研究将会告别信息相互孤立缺乏联动性的现象,是一个复杂的,面向智能化的,不断发现的过程。近年来,很多关于信息采集的研究和设计,尤其是智能数据信息采集车更是吸引了很多人的眼球。对于智能信息采集车来说,不但要有环境信息获取功能,还要有对信息理解和信息处理的功能。对自动信息采集车的研究是针对环境空间的识别,然后建立相应数据通道,通过雷达和无线装置把获取的数据传送到终端。 智能信息采集车采用了应用范围广,性价比高的基于单片机的多数据通道采集系统,将来自传感器的信号通过转换器转换为数字信号后由单片机采集然后利用SPI通信将数据送到主机进行数据的存储后期处理与显示实现数据处理功能强大的智能化高端信息采集设备。 智能数据信息采集车是一个集自动驾驶、环境感知、规划决策等功能于一体的综合系统。它集中的运用了人工智能、导航、传感器及自动控制等技术;应用了计算机、信息传递、通信交流等现代装备,是典型的高新技术综合体。 关键词:智能信息采集车、智能化、传感器、数据通道、现代装备

第一章绪论 (1) 1.1 信息采集的现状及发展概述 (1) 1.2信息采集车国内外研究现状 (2) 1.3智能信息采集车的背景意义 (4) 1.4 设计要求及内容 (6) 第二章智能信息采集车的结构与工作原理 (6) 2.1 数据获取装置的设计 (6) 2.2 行走方案选择 (7) 2.3基本结构 (9) 2.4工作原理 (11) 第三章智能信息采集车的功能与特点 (12) 3.1 智能信息采集车的功能 (12) 3.2智能信息采集车的特点 (13) 第四章智能信息采集车的设计思路 (15) 4.1 基本工作思路 (15) 4.2动力选择思路 (15) 4.3设计后的调整 (16) 第五章总结与展望 (17) 参考文献 (18)

机器人创新设计作品说明材料

机器人创新设计作品说明材料学校名称:景德镇高等专科学校 作品名称:探索者机器人创新设计 作品设计成员: 作品设计时间:二零一二年十月十九日

摘要 本文主要介绍了一个基于ARM7 LPC2138,32 位的高性能主控芯片控制的探索者机器人的创新设计,该设计包括C语言编程,声控、振动、触碰、光强、闪动、黑标、白标、近红外等多种传感控制,图形化编程及便携式编程三种编程模式,能满足任何软件水平的用户实现简单或复杂的自动化控制程序及其他功能实现。 在设计中,详细的展现了探索者机器人的各个功能模块、传感器的属性功能工作状况。最后,实现整个实验功能创新设计。

目录 摘要 (1) 第一章引言 (1) 1.1 探索者机器人创新设计概 述 (2) 1.2 探索者机器人创新设计特点 (2) 1.3 探索者机器人创新设计目的 (3) 1.4 探索者机器人创新设计意义和前景 (4) 第二章、主控板 (5) 第三章、红外接收头 (5) 第四章、语音模块 (5) 第五章、LED 模块 (6) 第六章、舵机 (6) 第七章、传感器 (7) 7.1 黑标/白标传感器 (8) 7.2 近红外传感器 (8) 7.3 姿态传感器 (9) 7.4 闪动传感器 (9) 7.5 声控传感器 (10) 7.6 触碰传感器 (10) 7.7 振动传感器 (11) 7.8 触须传感器 (11) 7.9 光强传感器 (11) 第八章、编程手柄说明 (12) 第九章、C 语言编程基础指南 (13) 9.1 安装编程环境 (13) 9.2 第一个ARM 软件 (18) 9.3 烧写程序 (21) 9.4 ARM 主控板端口列表 (22) 9.5 库函数 (24) lib_io.c………………………………….…………………….………… 24

工业机器人课程设计说明书

工业机器人课程设计基于Matlab的工业机器人运动学和雅克比运动分析 班级: 学号 姓名:

目录 摘要 ..................................................................................................................................................... - 2 - PUMA560机器人简介 ...................................................................................................................... - 3 - 一、PUMA560机器人的正解 .......................................................................................................... - 4 - 1.1、确定D-H 坐标系 .................................................................................................................... - 4 - 1.2、确定各连杆D-H 参数和关节变量 ........................................................................................ - 4 - 1.3、求出两杆间的位姿矩阵 ......................................................................................................... - 4 - 1.4、求末杆的位姿矩阵 ................................................................................................................. - 5 - 1.5、M A TLAB 编程求解 .................................................................................................................. - 6 - 1.6、验证 ......................................................................................................................................... - 6 - 二、PUMA560机器人的逆解 .......................................................................................................... - 7 - 2.1、求1θ ........................................................................................................................................ - 7 - 2.2、求3θ ........................................................................................................................................ - 7 - 2.3、求2θ ........................................................................................................................................ - 8 - 2.4、求4θ ........................................................................................................................................ - 9 - 2.5、求5θ ........................................................................................................................................ - 9 - 2.6、求 6 θ ...................................................................................................................................... - 10 - 2.7、解的多重性 ........................................................................................................................... - 10 - 2.8、M A TLAB 编程求解 ................................................................................................................ - 10 - 2.9、对于机器人解的分析 ........................................................................................................... - 10 - 三、机器人的雅克比矩阵 ............................................................................................................... - 11 - 3.1、定义 ....................................................................................................................................... - 11 - 3.2、雅可比矩阵的求法 ............................................................................................................... - 11 - 3.3、微分变换法求机器人的雅可比矩阵 ................................................................................... - 12 - 3.4、矢量积法求机器人的雅克比矩阵 ....................................................................................... - 13 - 3.5、M A TLAB 编程求解 ................................................................................................................ - 14 - 附录 ................................................................................................................................................... - 15 - 1、M ATLAB 程序 ........................................................................................................................... - 15 - 2、三维图 ...................................................................................................................................... - 24 -

工业机器人课程设计

河南机电高等专科学校《机器人应用技术》课程作品 设计说明书 作品名称:多功能机械手 专业:机电一体化技术 班级:机电124班 扣号: 姓名:流星 2014 年 10 月 1 日

目录 一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15) 一课题概述 1、选题背景 随着我国经济的高速发展,各种电子产品和各种创新机械结构的出现,工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一

步提高,这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一,它不仅提高了劳动生产的效率,还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作,减轻人类劳动强度,可以说是一举两得。在机械行业中,机械手越来越广泛的得到应用,它可用于零部件的组装,加工工件的搬运、装卸,特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前,机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元,可以节省庞大的工件输送装置,结构紧凑,而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离,应用规模和产业化水平低,机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高,从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此,进行机械手的研究设计具有重要意义。 在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化,我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分,用pc编程实现对机械手的自动控制,利用限位开关来保护电机和控制机械手位置的准停。 这个课题可以充分的体现机电一体化的由程序自动控制机械结构的运动,对自己以前的所学的课程也是一种巩固。另一方面这个机械手可以实现一定的搬运功能具有很强的实用性能。 2、发展现状和趋势

迎宾机器人设计

1引言 1.1设计目的 机器人可以干人不愿意干的事,把人从有毒的、有害的、高温的或危险的,这样的环境中解放出来,同时机器人可以干不好干的活,比方说在汽车生产线上我们看到工人天天拿着一百多公斤的焊钳,一天焊几千个点,就重复性的劳动,一方面他很累,但是产品的质量仍然很低;另一方面机器人干人干不了的活,这也是非常重要的机器人发展的一个理由,比方说人们对太空的认识,人上不去的时候,叫机器人上天,上月球,以及到海洋,进入到人体的小机器人,以及在微观环境下,对原子分子进行搬迁的机器人,都是人们不可达的工作。 机器人是一个具有有类人的功能,比如说作业功能;感知功能;行走功能;还能完成各种动作,还有一个特点是根据人的编程能自动的工作,这里一个显著的特点,就是可以编程,改变工作、动作、工作的对象和工作的一些要求。是人造的机器或机械电子装置,所以这种机器人仍然是个机器。但是目前还没有一个统一的有关机器人定义,一般来说认为机器人是计算机控制的可以编程的目前能够完成某种工作或可以移动的自动化机械,这是美国工程师协会定的一个定义,但日本和其他国家也对机器人有不同的看法,从完整的更为深远的机器人定义来看,应该更强调机器人智能,所以又提出来机器人的定义是能够感知环境,能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。那么这给机器人提出来更高层次的要求,所以要求设计出机器人。 1.2设计背景 首先我介绍一下机器人产生的背景,机器人技术的发展,它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果,也同时,为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术,它的发展归功于在第二次世界大战中,各国加强了经济的投入,就加强了本国的经济的发展。 另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果,也是人类自身发展的必然结果,那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况,人们越来越不断探讨自然过程中,在改造自然过程中,认识自然过程中,实现人们对不可达世界的认识和改造,这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。 “迎宾机器人”是一个机电结合的制作。在现实当中,当客人来到门口时,会向客人热情的说一句“欢迎光临”,同时记下进入人数,同样当有客人从门口离

机器人设计说明书

机械制造装备设计说明书 设计日期:2015年6月16日

前言 机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。

目录 1、机器人型号.................................................................................. 错误!未定义书签。 2、关节机械原理图 ....................................................................... 错误!未定义书签。 3、各关节运动范围及最快速度 (4) 4、拆装过程 (6) 5、零件明细表 (6) 6、所拆关节减速器工作原理 ....................................................................................... 小结.......................................................................................................................................... 参考文献................................................................................................. 错误!未定义书签。

工业机器人课程设计--多功能机械手-精品

《机器人应用技术》课程作品 设计说明书 作品名称:多功能机械手 专业:机电一体化技术 班级:机电124班 2014 年10 月1 日

目录 一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15)

一课题概述 1、选题背景 随着我国经济的高速发展,各种电子产品和各种创新机械结构的出现,工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一步提高,这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一,它不仅提高了劳动生产的效率,还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作,减轻人类劳动强度,可以说是一举两得。在机械行业中,机械手越来越广泛的得到应用,它可用于零部件的组装,加工工件的搬运、装卸,特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前,机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元,可以节省庞大的工件输送装置,结构紧凑,而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离,应用规模和产业化水平低,机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高,从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此,进行机械手的研究设计具有重要意义。 在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化,我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分,用pc编程实现对机械手的自动控制,

搬运机器人结构设计与分析设计说明

搬运机器人结构设计与分析 摘要 在当今大规模制造业中,企业为提高生产效率,保障产品质量,工业机器人作为自动化生产线上的重要成员,逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。目前,工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作。 本课题主要对搬运机器人的机械部分展开讨论,对原有的机械结构提出了新的改进方法,并把现在的新技术应用到本课题中,从而使得搬运机器人更加适用于现在的工业工作环境。通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状,提出了具体的搬运机器人设计要求,并根据搬运机器人各部分的设计原则,进行了系统总体方案设计以及包括:机器人的手部、腕部、臂部、腰部在的机械结构设计。此搬运机器人的驱动源来自液压系统,执行元件包括:柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。通过液压缸的运动来实现搬运机器人的各关节运动,进而实现搬运机器人的实际作业。 关键词:搬运机器人;液压系统;机械结构设计;操作

Abstract In the modern large-scale manufacturing industry,enterprises to improve productivity, and,guarantee product quality, as an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. Industrial robot technology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Currently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work. The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the original mechanical structure proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working environment.Through a detailed understanding of the robot in the industrial application,to propose specific handling robot design requirements,and according to the robot design principles of various parts, for the system as well as including:the robot's hand, wrist, arm, waist, the design of mechanical structures.The transfer robot driven by the source from the hydraulic system, and the implementation of components including:plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydraulic cylinders, etc.Through the hydraulic cylinder movements to implement the joint transport robot motion,And realize the operational handling robot. Keywords:Transfer robot;Hydraulic System;Mechanical Design;Operating

机器人课程设计说明书

机器人课程设计说明书 指导教师: 院系: 班级:

: 学号:

一、课程设计的容 1、目的和意义 机器人涉及机械、电子、传感、控制等多个领域和学科。本课程设计是在《机器人学》课程的基础上,利用多传感技术、控制技术实现机器人控制系统的综合与应用,达到锻炼学生综合设计能力的目的。让我们把理论与实践结合起来,掌握更多技能。 2、设计容 (一)、机器人硬件 本课程设计使用实验室已有的移动机器人。机器人有两个驱动轮、一个从动轮,驱动轮由舵机直接驱动。机器人控制器为89S52单片机。机器人结构图如图1所示。 图1 机器人结构简图

(二)、设计任务 利用多传感器技术,实现对机器人的轨迹规划及控制。具体为:控制机器人在规定的场地避开障碍物走遍整个场地。 二C51单片机编程环境与机器人智能 1、单片机与C51系列单片机 (一)、单片机 单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的32位300M的高速单片机。 (二)、C51系列单片机 MCS51是指由美国INTEL公司生产的一系列单片机的总称。这一系列单片机包括了好些品种,如8031,8051,8751等,其中8051是最典型的产品,该系列单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的。 本课程设计所用的AT89S52单片机是在此基础上改进而来的。AT89S52是一种高性能、低功耗的8位单片机,含8k字节ISP可反复擦写1000次的FLASH只读程序存储器,兼容标准MCS51指令系统及其引脚结

机器人课程设计

沈阳工程学院 课程设计 设计题目:三自由度微型直角坐标工业机器人模型设计 系别自控系班级测本081 学生姓名步勇捷学号 2008310110 指导教师祝尚臻职称讲师 起止日期:2012年 1 月 2 日起——至 2012 年 1 月13 日止 - I -

沈阳工程学院 课程设计任务书 课程设计题目:三自由度直角坐标工业机器人设计 系别自动控制工程系班级 学生姓名学号 指导教师职称讲师 课程设计进行地点: F430 任务下达时间: 2011年 12月31日 起止日期:2012 年 1 月2日起——至 2012 年 1 月13日止教研室主任年月日批准 - II -

三自由度直角坐标工业机器人设计 1 设计主要内容及要求 1.1 设计目的: 1了解工业机器人技术的基本知识以及单片机、机械设计、传感器等相关技术。 2初步掌握工业机器人的运动学原理、传动机构、驱动系统及控制系统并应用于工业机器人的设计中。3通过学习,掌握工业机器人的驱动机构、控制技术,并使机器人能独立执行一定的任务。 1.2 基本要求 1要求设计一个微型的三自由度的直角坐标工业机器人; 2要求设计机器人的机械机构(示意图),传动机构、控制系统、及必需的内外部传感器的种类和数量布局。 3要有控制系统硬件设计电路。 1.3 发挥部分 自由发挥 2 设计过程及论文的基本要求: 2.1 设计过程的基本要求 (1)基本部分必须完成,发挥部分可任选; (2)符合设计要求的报告一份,其中包括总体设计框图、电路原理图各一份; (3)设计过程的资料保留并随设计报告一起上交;报告的电子档需全班统一存盘上交。 2.2 课程设计论文的基本要求 (1)参照毕业设计论文规范打印,包括附录中的图纸。项目齐全、不许涂改,不少于3000字。图纸为A4,所有插图不允许复印。 (2)装订顺序:封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文(设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及相应的详细的功能分析和重要的参数计算、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍)、小结、参考文献、附录(总体设计框图与电路原理图)。 3 时间进度安排 顺序阶段日期计划完成内容备注 1 2012.1. 2 讲解主要设计内容,布置任务打分 2 2012.1. 3 检查框图及初步原理图完成情况,讲解及纠正错误打分 3 2012.1. 4 检查机械结构设计并指出错误及纠正;打分 4 2012.1. 5 继续机械机构和传动机构设计打分 5 2012.1. 6 进行控制系统设计打分 6 2012.1.9 检查控制系统原理图设计草图打分 7 2012.1.10 完善并确定控制系统打分 8 2012.1.11 指导学生进行驱动机构的选择打分 9 2012.1.12 进行传感器的选择和软件流程设计打分 10 2012.1.13 检查任务完成情况并答辩打分 - III -

工业机器人课程设计

河南机电高等专科学校 《机器人应用技术》课程作品 设计说明书 作品名称:多功能机械手 专业:机电一体化技术 班级:机电124班 扣号:1534542251 姓名:流星 2014 年10 月1 日

目录 一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15)

一课题概述 1、选题背景 随着我国经济的高速发展,各种电子产品和各种创新机械结构的出现,工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一步提高,这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一,它不仅提高了劳动生产的效率,还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作,减轻人类劳动强度,可以说是一举两得。在机械行业中,机械手越来越广泛的得到应用,它可用于零部件的组装,加工工件的搬运、装卸,特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前,机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元,可以节省庞大的工件输送装置,结构紧凑,而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离,应用规模和产业化水平低,机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高,从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此,进行机械手的研究设计具有重要意义。 在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化,我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分,用pc编程实现对机械手的自动控制,

搬运机器人设计说明书

目录 1绪论 (2) 1.1机器人的论述 (2) 1.2机器人的历史现状 (4) 1.3机器人的发展趋势 (5) 2搬运机器人的总体设计 (6) 2.1搬运机器人原理设计 (6) 2.2搬运机器人的机械系统设计 (6) 3手臂设计及计算 (9) 3.1搬运机器人臂部的驱动计算 (10) 3.2臂部上零件的选型及其校核 (13) 4结论 (15) 5参考文献 (16)

阶段,例如,美国通用汽车公司1968年订购了68台工业机器人;1969年该公司又自行研制出SAM新工业机器人,并用21组成电焊小汽车车身的焊接自动线;又如,美国克莱斯勒汽车公司32条冲压自动线上的448台冲床都用工业机器人传递工件。 (3)1970年至今一直处于推广应用和技术发展阶段。1970-1972年,工业机器人处于技术发展阶段。1970年4月美国在伊利斯工学院研究所召开了第一届全国工业机器人会议。据当时统计,美国大约200台工业机器人,工作时间共达60万小时以上,与此同时,出现了所谓了高级机器人,例如:森德斯兰德公司(Sundstrand)发明了用小型计算机控制50台机器人的系统。又如,万能自动公司制成了由25台机器人组成的汽车车轮生产自动线。麻省理工学院研制了具有有“手眼”系统的高识别能力微型机器人。 其他国家,如日本、苏联、西欧,大多是从1967,1968年开始以美国的“Versatran”和“Unimate”型机器人为蓝本开始进行研制的。就日本来说,1967年,日本丰田织机公司引进美国的“Versatran”,川崎重工公司引进“Unimate”,并获得迅速发展。通过引进技术、仿制、改造创新。很快研制出国产化机器人,技术水平很快赶上美国并超过其他国家。经过大约10年的实用化时期以后,从1980年开始进入广泛的普及时代。 我国虽然开始研制工业机器人仅比日本晚5-6年,但是由于种种原因,工业机器人技术的发展比较慢。目前我国已开始有计划地从国外引进工业机器人技术,通过引进、仿制、改造、创新,工业机器人将会获得快速的发展。 1.3机器人发展趋势 随着现代化生产技术的提高,机器人设计生产能力进一步得到加强,尤其当机器人的生产与柔性化制造系统和柔性制造单元相结合,从而改变目前机械制造的人工操作状态,提高了生产效率。 就目前来看,总的来说现代工业机器人有以下几个发展趋势: a)提高运动速度和运动精度,减少重量和占用空间,加速机器人功能部件的标准化和模块化,将机器人的各个机械模块、控制模块、检测模块组成结构不同的机器人; b)开发各种新型结构用于不同类型的场合,如开发微动机构用以保证精度;开发多关节多自由度的手臂和手指;开发各类行走机器人,以适应不同的场合; c)研制各类传感器及检测元器件,如,触觉、视觉、听觉、味觉、和测距传感器等,用传感器获得工作对象周围的外界环境信息、位置信息、状态信息以完成模式识别、状态检测。并采用专家系统进行问题求解、动作规划,同时,越来越多的系统采用微机进行控制。

机器人课程设计报告范例

**学校 机器人课程设计名称 院系电子信息工程系 班级10电气3 姓名谢士强 学号107301336 指导教师宋佳

目录 第一章绪论 (2) 1.1课程设计任务背景 (2) 1.2课程设计的要求 (2) 第二章硬件设计 (3) 2.1 结构设计 (3) 2.2电机驱动 (4) 2.3 传感器 (5) 2.3.1光强传感器 (5) 2.3.2光强传感器原理 (6) 2.4硬件搭建 (7) 第三章软件设计 (8) 3.1 步态设计 (8) 3.1.1步态分析: (8) 3.1.2程序逻辑图: (9) 3.2 用NorthStar设计的程序 (9) 第四章总结 (11) 第五章参考文献 (12)

第一章绪论 1.1课程设计任务背景 机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成.这三大部分可分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交互系统、人机交互系统、控制系统六个子系统现在机器人普遍用于工业自动化领域,如汽车制造,医疗领域,如远程协助机器人,微纳米机器人,军事领域,如单兵机器人,拆弹机器人,小型侦查机器人(也属于无人机吧),美国大狗这样的多用途负重机器人,科研勘探领域,如水下勘探机器人,地震废墟等的用于搜查的机器人,煤矿利用的机器人。如今机器人发展的特点可概括为:横向上,应用面越来越宽。由95% 的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷,还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制,只要能想到的,就可以去创造实现;纵向上,机器人的种类会越来越多,像进入人体的微型机器人,已成为一个新方向,可以小到像一个米粒般大小;机器人智能化得到加强,机器人会更加聪明 1.2课程设计的要求 设计一个机器人系统,该机器人可以是轮式、足式、车型、人型,也可以是仿其他生物的,但该机器人应具备的基本功能为:能够灵活行进,能感知光源、转向光源并跟踪光源;另外还应具备一项其他功能,该功能可自选(如亮灯、按钮启动、红外接近停止等)。 具体要求如下: 1、根据功能要求进行机械构型设计,并用实训套件搭建实物。 2、基于实训套件选定满足功能要求的传感器; 3、设计追光策略及运动步态; 4、用NorthStar设计完整的机器人追光程序; 5、调试; 6、完成课程设计说明书,内容:方案设计、硬件搭建过程(附照片)、控制 算法流程、程序编写、调试结果、心得体会。

工业机器人设计说明书

目录 1. 设计背景 (2) 2. 设计思路 (3) 3. 设计方案 (7) 4. 循环动作 (8) 5. 设计心得体会 (9) 6. 参考文献 (10) 1. 设计背景 随着社会的进步和科技的发展, 机器人产品开始进入到生产过程和日常生活中, 各种类型的机器人在特定的工作环境下发挥着越来越重要的作用。但是目前对于移动式机器人多采用轮式移动机构, 在适应复杂地形时无法满足路况的要求, 由此设计一种灵活的、行走平稳和对路况适应性强的机器人成为解决此类问题的关键。 (1)为了对工业生产进一步了解,了解机器人工作原理 (2)由于组装复杂要求实践性更强,这样提高学生动手能力在传统实验里,主要是课程中的具体原理或理论的验证性实验,如机械原理中齿轮范成实验,主要是为了验证齿轮的加工原理;再如机械设计中的带传动实验主要是为了验证带传动中的两个重要的现象——弹性滑动和打滑。这些传统型实验对学生更好的理解课本的理论知识有很大的帮助,具有课本结合性强的特点。

(3)安装过程中应用知识面更广,培养综合素质实验的内容涉及面极广,不仅包括传统机械相关的实验内容,而且还涉及到了电动机、自动控制、软件编程(慧鱼公司自带的编辑软件)等多学科的知识,最重要是它能够把这些很好地知识结合起来,并体现到某个模型中。 (4)组建灵活性大,可以自行设计装配创新性高,增加学生研究性思维而在慧鱼实验中,学生不仅可以对教具所提供的样本模型进行验证式实验(通过这些模型实验可以使学生掌握机械、电子和自动化等的相关知识),而且可以把这些不同模型的特点结合起来,进行自主设计,设计出新的作品来,因此慧鱼实验具有较高的创新性。 2. 设计思路 该机器人的工作空间形式主要有四个自由度的运动和机械手的 夹松运动。 1.机械手的夹紧运动(如下图所示) 机械手结构简图

慧鱼机器人课程设计说明书。

慧鱼机器人 一、概述 1.1机电一体化技术 1.1.1机电一体化技术的定义和内容 机电一体化技术综合应用了机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术,接口技术及系统总体技术等群体技术,从系统的观点出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智能、动力、结构、运动和感知等组成要素为基础,对各组成要素及相互之间的信息处理、接口耦合、运动传递、物质运动、能量变换机理进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质和能量的有规则运动,在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。 1.1.2机电一体化系统组成 1.机械本体机械本体包括机架、机械连接、机械传动等,它是机电一体化的基础,起着 支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。 2.检测传感部分检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路,其作用就是检测机电 一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化,并将信息传递 给电子控制单元,电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的 控制。 3.电子控制单元电子控制单元是机电一体化系统的核心,负责将来自各传感器的检测信 号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析,根据信息处理结果, 按照一定的程度和节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的地进行。 4.执行器执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动 部件,通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。 5.动力源动力源是机电一体化产品能量供应部分,是按照系统控制要求向机械系统提供 能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能。

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