機(jī)器人機(jī)械臂設(shè)計(jì)

1、競(jìng)賽機(jī)器人模塊化抓取系統(tǒng)設(shè)計(jì)競(jìng)賽機(jī)器人模塊化抓取系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)靖時(shí)靖 石維特石維特學(xué)院：機(jī)械與電子控制工程學(xué)院學(xué)院：機(jī)械與電子控制工程學(xué)院目錄目錄1 1立項(xiàng)依據(jù)立項(xiàng)依據(jù)2 2創(chuàng)新點(diǎn)創(chuàng)新點(diǎn)3 3研究?jī)?nèi)容研究?jī)?nèi)容4 4研究路線研究路線 4.1機(jī)械部分機(jī)械部分 4.1.1機(jī)械手的分類 4.1.2機(jī)械手接口 4.2控制部分控制部分 4.2.1步進(jìn)電機(jī)的選取 4.2.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 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(xiàng)目可行性分析項(xiàng)目可行性分析6 6

2、經(jīng)費(fèi)預(yù)算經(jīng)費(fèi)預(yù)算7 7項(xiàng)目任務(wù)規(guī)劃項(xiàng)目任務(wù)規(guī)劃8 8參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)立項(xiàng)依據(jù)立項(xiàng)依據(jù) 機(jī)器人競(jìng)賽是近年來國(guó)際上迅速開展起來的機(jī)器人技術(shù)對(duì)抗機(jī)器人競(jìng)賽是近年來國(guó)際上迅速開展起來的機(jī)器人技術(shù)對(duì)抗活動(dòng)，縱觀近幾年的機(jī)器人競(jìng)賽，機(jī)器人比賽任務(wù)的最終完成活動(dòng)，縱觀近幾年的機(jī)器人競(jìng)賽，機(jī)器人比賽任務(wù)的最終完成的好壞都取決于抓取機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。對(duì)于的好壞都取決于抓取機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。對(duì)于抓取機(jī)構(gòu)抓取機(jī)構(gòu)這部分，因每這部分，因每年比賽的主題不同，參賽的機(jī)器人在這方面的設(shè)計(jì)也是年年都年比賽的主題不同，參賽的機(jī)器人在這方面的設(shè)計(jì)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(xué)生的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致了，而且由于學(xué)

3、生的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致了每年都會(huì)面臨許多類似的瓶頸問題每年都會(huì)面臨許多類似的瓶頸問題。 本課題旨在對(duì)機(jī)器人競(jìng)賽中可能用到的抓取系統(tǒng)進(jìn)行本課題旨在對(duì)機(jī)器人競(jìng)賽中可能用到的抓取系統(tǒng)進(jìn)行模塊化模塊化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，研究各個(gè)抓取機(jī)構(gòu)的性能及參數(shù)，為以后競(jìng)賽機(jī)器人的，研究各個(gè)抓取機(jī)構(gòu)的性能及參數(shù)，為以后競(jìng)賽機(jī)器人的抓取系統(tǒng)設(shè)計(jì)做抓取系統(tǒng)設(shè)計(jì)做技術(shù)參考技術(shù)參考同時(shí)設(shè)計(jì)出抓取系統(tǒng)與機(jī)器人其他模同時(shí)設(shè)計(jì)出抓取系統(tǒng)與機(jī)器人其他模塊的接口。塊的接口。創(chuàng)新點(diǎn)創(chuàng)新點(diǎn)1.1.對(duì)于競(jìng)賽機(jī)器人可用的抓取機(jī)構(gòu)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，對(duì)于競(jìng)賽機(jī)器人可用的抓取機(jī)構(gòu)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，可縮短整個(gè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)和制作周期，同時(shí)也節(jié)約大可縮短整個(gè)機(jī)器人的設(shè)

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

5、手，進(jìn)行創(chuàng)新性整合優(yōu)化不同特點(diǎn)的機(jī)械手，進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)研究路線（機(jī)械部分）研究路線（機(jī)械部分）鉗爪式機(jī)械手鉗爪式機(jī)械手1.回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)式鉗爪式機(jī)械手鉗爪式機(jī)械手2.移動(dòng)式移動(dòng)式吸盤式機(jī)械手吸盤式機(jī)械手托持式機(jī)械手托持式機(jī)械手關(guān)節(jié)式機(jī)械手關(guān)節(jié)式機(jī)械手關(guān)節(jié)式機(jī)械手主要用關(guān)節(jié)式機(jī)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(jī)械手與其他模塊的接口機(jī)械手與其他模塊的接口控制部分控制部分 1.1.步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)。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(xiàng)目可行性分析項(xiàng)目可行性分析1.1.已經(jīng)學(xué)習(xí)過三維制圖軟件已經(jīng)學(xué)習(xí)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(jī)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(jī)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(jī)課程的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，正在學(xué)習(xí)步進(jìn)電機(jī)和已經(jīng)完成單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，正在學(xué)習(xí)步進(jìn)電機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)總線等課程，根據(jù)理論基礎(chǔ)可以通過方案?，F(xiàn)場(chǎng)總線等課程，根據(jù)理論基礎(chǔ)可以通過方案。3.3.競(jìng)賽機(jī)

7、器人的發(fā)展需要一種模塊化抓取機(jī)構(gòu)，我們應(yīng)該盡競(jìng)賽機(jī)器人的發(fā)展需要一種模塊化抓取機(jī)構(gòu)，我們應(yīng)該盡量減少制作成本，從實(shí)際應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)支出方面分析方案可行量減少制作成本，從實(shí)際應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)支出方面分析方案可行經(jīng)費(fèi)預(yù)算經(jīng)費(fèi)預(yù)算文獻(xiàn)檢索及辦公用品費(fèi)文獻(xiàn)檢索及辦公用品費(fèi) 10001000元元 實(shí)驗(yàn)材料購(gòu)買及電機(jī)購(gòu)置實(shí)驗(yàn)材料購(gòu)買及電機(jī)購(gòu)置 60006000元元廠機(jī)械加工費(fèi)廠機(jī)械加工費(fèi) 20002000元元合計(jì)合計(jì) 90009000元元 時(shí)間時(shí)間任務(wù)計(jì)劃任務(wù)計(jì)劃20112011年年4 4月月20112011年年6 6月月開題，文獻(xiàn)檢索和理論學(xué)開題，文獻(xiàn)檢索和理論學(xué)習(xí)習(xí)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(jì)和論證方案設(shè)計(jì)和論證三維設(shè)計(jì)和建模三維設(shè)計(jì)和建模20122012年年1 1月月20122012年年4 4月月進(jìn)行實(shí)體制作和實(shí)驗(yàn)，結(jié)進(jìn)行實(shí)體制作和實(shí)驗(yàn)，結(jié)題答辯題答辯項(xiàng)目任務(wù)規(guī)劃項(xiàng)目任務(wù)規(guī)劃參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)【1 1】徐小云，顏國(guó)正，閆小雪】徐小云，顏國(guó)正，閆小雪. .油氣管道檢測(cè)機(jī)器人油氣管道檢測(cè)機(jī)器人. .上海上海交通大學(xué)報(bào)交通大學(xué)報(bào).2003.11.2003.11【2 2】費(fèi)仁元，張慧慧，機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì)和分析】費(fèi)仁元，張慧慧，機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì)和分析【3 3】何發(fā)昌，邵遠(yuǎn)，多功能機(jī)器人的原理及應(yīng)用】何發(fā)昌，邵遠(yuǎn)，多功能機(jī)器人的原理及應(yīng)用【4 4】吳瑞祥，機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用】吳瑞祥，機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用【5 5】熊有倫，機(jī)器人