機器人機械臂設(shè)計

1、競賽機器人模塊化抓取系統(tǒng)設(shè)計競賽機器人模塊化抓取系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)教師：孔繁征指導(dǎo)教師：孔繁征 鄂明成鄂明成 組員：唐亞洲組員：唐亞洲 李洪剛李洪剛 張碩張碩 趙旭昌趙旭昌 時靖時靖 石維特石維特學院：機械與電子控制工程學院學院：機械與電子控制工程學院目錄目錄1 1立項依據(jù)立項依據(jù)2 2創(chuàng)新點創(chuàng)新點3 3研究內(nèi)容研究內(nèi)容4 4研究路線研究路線 4.1機械部分機械部分 4.1.1機械手的分類 4.1.2機械手接口 4.2控制部分控制部分 4.2.1步進電機的選取 4.2.2電機驅(qū)動電路設(shè)計 4.2.3主控系統(tǒng)的選擇 4.2.4傳感器融合 4.2.5傳感器信息處理5 5項目可行性分析項目可行性分析6 6

2、經(jīng)費預(yù)算經(jīng)費預(yù)算7 7項目任務(wù)規(guī)劃項目任務(wù)規(guī)劃8 8參考文獻參考文獻立項依據(jù)立項依據(jù) 機器人競賽是近年來國際上迅速開展起來的機器人技術(shù)對抗機器人競賽是近年來國際上迅速開展起來的機器人技術(shù)對抗活動，縱觀近幾年的機器人競賽，機器人比賽任務(wù)的最終完成活動，縱觀近幾年的機器人競賽，機器人比賽任務(wù)的最終完成的好壞都取決于抓取機構(gòu)的設(shè)計。對于的好壞都取決于抓取機構(gòu)的設(shè)計。對于抓取機構(gòu)抓取機構(gòu)這部分，因每這部分，因每年比賽的主題不同，參賽的機器人在這方面的設(shè)計也是年年都年比賽的主題不同，參賽的機器人在這方面的設(shè)計也是年年都在不斷的在不斷的許多許多重復(fù)工作重復(fù)工作，而且由于學生的設(shè)計經(jīng)驗不足導(dǎo)致了，而且由于學

3、生的設(shè)計經(jīng)驗不足導(dǎo)致了每年都會面臨許多類似的瓶頸問題每年都會面臨許多類似的瓶頸問題。 本課題旨在對機器人競賽中可能用到的抓取系統(tǒng)進行本課題旨在對機器人競賽中可能用到的抓取系統(tǒng)進行模塊化模塊化設(shè)計設(shè)計，研究各個抓取機構(gòu)的性能及參數(shù)，為以后競賽機器人的，研究各個抓取機構(gòu)的性能及參數(shù)，為以后競賽機器人的抓取系統(tǒng)設(shè)計做抓取系統(tǒng)設(shè)計做技術(shù)參考技術(shù)參考同時設(shè)計出抓取系統(tǒng)與機器人其他模同時設(shè)計出抓取系統(tǒng)與機器人其他模塊的接口。塊的接口。創(chuàng)新點創(chuàng)新點1.1.對于競賽機器人可用的抓取機構(gòu)進行模塊化設(shè)計，對于競賽機器人可用的抓取機構(gòu)進行模塊化設(shè)計，可縮短整個機器人的設(shè)計和制作周期，同時也節(jié)約大可縮短整個機器人的設(shè)

4、計和制作周期，同時也節(jié)約大量的人力、物力和財力量的人力、物力和財力。2.2.夾持機構(gòu)的優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計。夾持機構(gòu)的優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計。3.3.機械手與機器人本體之間的接口模塊化設(shè)計。機械手與機器人本體之間的接口模塊化設(shè)計。研究內(nèi)容研究內(nèi)容1.1.研究多種夾持機構(gòu)，最終完成智能機械手研究多種夾持機構(gòu)，最終完成智能機械手的機械本體制作。的機械本體制作。2.2.研究各個抓取機構(gòu)的性能及參數(shù)，為以后研究各個抓取機構(gòu)的性能及參數(shù)，為以后競賽機器人的抓取系統(tǒng)設(shè)計做技術(shù)參考競賽機器人的抓取系統(tǒng)設(shè)計做技術(shù)參考。3.3.設(shè)計出抓取系統(tǒng)與機器人其他模塊的接口設(shè)計出抓取系統(tǒng)與機器人其他模塊的接口4.4.整合優(yōu)化不同特點的機械

5、手，進行創(chuàng)新性整合優(yōu)化不同特點的機械手，進行創(chuàng)新性設(shè)計設(shè)計研究路線（機械部分）研究路線（機械部分）鉗爪式機械手鉗爪式機械手1.回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)式鉗爪式機械手鉗爪式機械手2.移動式移動式吸盤式機械手吸盤式機械手托持式機械手托持式機械手關(guān)節(jié)式機械手關(guān)節(jié)式機械手關(guān)節(jié)式機械手主要用關(guān)節(jié)式機械手主要用途是抓一些不同尺寸途是抓一些不同尺寸的工件，可以做成三的工件，可以做成三爪式或其他形狀，但爪式或其他形狀，但結(jié)構(gòu)和控制較復(fù)雜結(jié)構(gòu)和控制較復(fù)雜機械手與其他模塊的接口機械手與其他模塊的接口控制部分控制部分 1.1.步進電機步進電機2.2.主控系統(tǒng)的選擇主控系統(tǒng)的選擇3.3.傳感器融合傳感器融合4.4.傳感器信息處理傳

6、感器信息處理1.步進電機步進電機 電機驅(qū)動電路設(shè)計電機驅(qū)動電路設(shè)計。3.傳感器融合傳感器融合。4.傳感器信息處理傳感器信息處理項目可行性分析項目可行性分析1.1.已經(jīng)學習過三維制圖軟件已經(jīng)學習過三維制圖軟件SolidworksSolidworks和仿真軟件和仿真軟件ADAMSADAMS，根，根據(jù)往屆機器人比賽，從技術(shù)理論方面分析方案可以完成。據(jù)往屆機器人比賽，從技術(shù)理論方面分析方案可以完成。2.2.已經(jīng)完成單片機課程的學習和實驗，正在學習步進電機和已經(jīng)完成單片機課程的學習和實驗，正在學習步進電機和現(xiàn)場總線等課程，根據(jù)理論基礎(chǔ)可以通過方案?，F(xiàn)場總線等課程，根據(jù)理論基礎(chǔ)可以通過方案。3.3.競賽機

7、器人的發(fā)展需要一種模塊化抓取機構(gòu)，我們應(yīng)該盡競賽機器人的發(fā)展需要一種模塊化抓取機構(gòu)，我們應(yīng)該盡量減少制作成本，從實際應(yīng)用和經(jīng)濟支出方面分析方案可行量減少制作成本，從實際應(yīng)用和經(jīng)濟支出方面分析方案可行經(jīng)費預(yù)算經(jīng)費預(yù)算文獻檢索及辦公用品費文獻檢索及辦公用品費 10001000元元 實驗材料購買及電機購置實驗材料購買及電機購置 60006000元元廠機械加工費廠機械加工費 20002000元元合計合計 90009000元元 時間時間任務(wù)計劃任務(wù)計劃20112011年年4 4月月20112011年年6 6月月開題，文獻檢索和理論學開題，文獻檢索和理論學習習20112011年年7 7月月20112011

8、年年9 9月月 20112011年年1010月月20112011年年1212月月方案設(shè)計和論證方案設(shè)計和論證三維設(shè)計和建模三維設(shè)計和建模20122012年年1 1月月20122012年年4 4月月進行實體制作和實驗，結(jié)進行實體制作和實驗，結(jié)題答辯題答辯項目任務(wù)規(guī)劃項目任務(wù)規(guī)劃參考文獻參考文獻【1 1】徐小云，顏國正，閆小雪】徐小云，顏國正，閆小雪. .油氣管道檢測機器人油氣管道檢測機器人. .上海上海交通大學報交通大學報.2003.11.2003.11【2 2】費仁元，張慧慧，機器人機械設(shè)計和分析】費仁元，張慧慧，機器人機械設(shè)計和分析【3 3】何發(fā)昌，邵遠，多功能機器人的原理及應(yīng)用】何發(fā)昌，邵遠，多功能機器人的原理及應(yīng)用【4 4】吳瑞祥，機器人技術(shù)及應(yīng)用】吳瑞祥，機器人技術(shù)及應(yīng)用【5 5】熊有倫，機器人