教学机器人设计毕业论文

1目录摘要.......................................................................21.1选题背景及意义........................................................31.2机器人及其相关技术概述................................................31.2.1国内外机器人发展现状.............................................31.2.2机器人自动控制技术...............................................41.3课题的目标和主要研究内容..............................................41.3.2论文主要研究内容.................................................42.1机器人任务要求和技术参数..............................................62.2机器人运动形式的确定..................................................72.3机器人驱动方案的对比分析及选择........................................82.4机器人传动方案的对比分析及选择........................................82.4.1腰部回转关节.....................................................92.4.2手臂伸缩关节.....................................................92.5控制系统总体方案......................................................93.1机器人模块化设计方法.................................................113.2机器人手部设计.......................................................123.2.1手部电机选择....................................................123.2.2手部传动方式选择................................................133.3机器人手臂设计.......................................................133.3.1手臂伸缩结构设计................................................133.3.1手臂伸缩结构设计................................................143.3.2手臂升降结构设计................................................153.4机器人立柱设计.......................................................163.4.1电动机选择......................................................163.5机器人实验组装.......................................................173.5.1慧鱼创意模型简介................................................173.5.1.1机械构件......................................................173.5.2机器人结构组装实验..............................................183.5.3机器人总体结构图................................................194.1顺序控制的设计方法...................................................204.2ROBO控制系统软件设计.................................................204.2.1控制系统的工艺流程..............................................204.2.2控制系统流程图.................................................204.2.3ROBO梯形图设计................................................214.3ROBO控制系统的调试..................................................224.3.1调试前的准备工作................................................224.3.2程序调试........................................................224.4运行结果.............................................................235.1全文工作总结.........................................................245.2进一步研究设想.......................................................24参考文献.................................................................25ABSTRACT..................................................................22教学机器人设计摘要：随着机器人技术的发展和广泛应用，教学型机器人越来越受到科研单位以及高校的重视。本文以慧鱼创意组合模型为平台，设计并开发了一种教学型机器人——三自由度机械手。首先对机器人的总体结构进行分析，确定驱动方案和传动方案，然后按照模块化设计方法组装建立机械手结构，最后进行了机器人控制系统的研究。本文的重点是机器人的控制系统的设计。控制系统采用两级分布式结构，包括下位机的现场控制和上位机的监测系统两部分。下位机采用ROBO程序控制器，上位机采用PC机，软件上采用顺序控制法编制了机器人的梯形图程序，并利用ROBO的通信功能，，实现了远程控制机器人的目的。关键词：机械手控制系统ROBO慧鱼模型BasedonthemechanismofsportsteachingrobotdesignABSTRACT:Withthedevelopmentandwideapplicationofrobottechnology,Teaching-orientedrobotsmoreandmorescientificresearch,aswellascollegesanduniversitiesoftheattention.Fichercreativecombinationmodelinthisarticleasaplatform,designedanddevelopedateaching-orientedrobot-manipulatorwiththreedegrees.Firstofall,toanalyzetheoverallstructureoftherobottodeterminedriveandtransmissionscheme,modulardesignmethodforAssemblyandthenfollowtheestablishedstructureofmanipulator,andfinallycarriedoutastudyonrobotcontrolsystem.Thisarticlefocusesonthedesignofrobotcontrolsystem.Controlsystemusesatwo-tierdistributedarchitecture,includingtheslavesitecontrolandcomputermonitoringsystemintwoparts.BitmachineROBOprogramcontroller,thehostcomputerusesthePCmachine,withsequentialcontrolmethodonsoftwareprogramsdevelopedrobotsladderdiagramandwithROBOcommunicationscapabilities,andachievingthegoalsofremotecontrolrobot.KEYWORDS:Manipulator，Controlsystem，ROBO，fischertechnik31概况及现状分析1.1选题背景及意义1964年，慧鱼创意组合模型（fischertechnik）诞生于德国，是技术含量很高的工程技术类智趣拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具，也是体现世界最先进教育理念的学具，为创新教育和创新实验提供了最佳的载体。慧鱼创意组合模型的主要部件采用优质尼龙塑胶制造，尺寸精确，不易磨损，可以保证反复拆装的同时不影响模型结合的精确度；构件的工业燕尾槽专利设计使六面都可拼接，独特的设计可实现随心所欲的组合和扩充。1.2机器人及其相关技术概述1.2.1国内外机器人发展现状机器人从20世纪50年代诞生以来，在短短的50多年里得到了迅速的发展，经历了第一代工业机器人的研究、实用化和普及，第二代感知功能机器人的研究、实用化，以及第三代智能机器人的研究等各个阶段。现代工业机器人起源于数控机床和远程控制器。1954年，美国的George.Devol首先把远程控制器的杆结构与数控铣床的伺服轴结合起来，研制出了第一台通用机械手。这种机械手可以通过让其沿一系列点运动，将运动位置以数字形式存储起来，动作执行时，使伺服系统驱动机械手各关节轴来再现这些位置，从而让机械手完成一些简单的工作。正是由于这个机械手具有了编程示教再现功能，因此许多人把它作为现代工业机器人产生的标志]1[。在随后的生产应用中，为了适应各种不同用途需要，相继出现了直角坐标、关节坐标、极坐标等许多种不同结构的机器人。与第一代示教再现型机器人不同，第二代机器人是具有感觉功能的适应控制机器人。这种机器人带有传感器，能感知环境和对象的情况以控制自身动作的变化。在机器人视觉、触觉研究的同时，机器人其他感觉功能的开发也已经开始，对机器人的接近觉、听觉以及会话等功能都进行了研究，并取得了一定的成果。这种有感知功能的机器人已被广泛应用于工业生产中的汽车制造、电子、机械等行业，从事焊接、油漆、装配、包装、零件加工、搬运等专业性工作。目前，这类工业机器人占总数的70%以上，全球正在工作的工业机器人共有74万，我国有3000台左右。智能机器人被人们称为第三代机器人，是能利用感觉和识别功能做决策行动的机器人。从七十年代后期开始，人们对智能机器人的规划生成系统(问题解决系统，路径搜索等)，环境的理解系统(感觉智能，包括视觉，触觉等)，知识获得与利用系统(知识工程和专家系统