球面SCARA機器人總體及控制系統(tǒng)設(shè)計
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畢業(yè)設(shè)計
開題論證報告
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
學(xué)生姓名 董香龍
班 級 B機制077
學(xué) 號 0710101717
指導(dǎo)教師 袁 健
完成日期 2011年3月19日
課題名稱：球面SCARA機器人總體及控制系統(tǒng)設(shè)計
一、課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述
1.課題來源：實驗室課題
2.研究的主要內(nèi)容：根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，設(shè)計一臺三自由度教學(xué)行機器人，用于實踐教學(xué)，機器人能進行三個自由度方向的運動，本課題主要設(shè)計該機器人的機械結(jié)構(gòu)，具體內(nèi)容有如下：（1）設(shè)計總體方案，確定機器人的總體結(jié)構(gòu)，繪制機器人機械結(jié)構(gòu)裝配圖（2）各電機的選擇，各零部件設(shè)計計算和選擇，進行機器人大臂、小臂結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制主要零件圖（3）控制系統(tǒng)的設(shè)計：1）繪制機器人的控制系統(tǒng)接線圖；2）編寫機器人的控制程序（4）撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書
3．國內(nèi)外機器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢：
從機器人誕生到本世紀80年代初，機器人技術(shù)經(jīng)歷了一個長期緩慢的發(fā)展過程。到了90年代，隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，機器人技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。工業(yè)機器人的制造水平、控制速度和控制精度、可靠性等不斷提高，而機器人的制造成本和價格卻不斷下降。在西方社會，和機器人價格相反的是，人的勞動力成本有不斷增長的趨勢。
（1） 工業(yè)機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操做和維修)，而單機價格不斷下降。
（2） 機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。 例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機、減速機檢測系統(tǒng)三位一體化，由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機器人整機，國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問世。
（3）工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日漸小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。
（4） 機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機器人還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進行環(huán)境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。
（5） 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。
（6）當(dāng)代遙控機器人系統(tǒng)的發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控、遙控操作系統(tǒng)，使智能機器人走出實驗室進入使用化階段。
（7） 機器人化機械開始興起，紛紛探索開拓其實際應(yīng)用的領(lǐng)域。
二、本課題擬解決的問題
1．球面機器人總體設(shè)計問題，例如結(jié)構(gòu)選型、總體布局；
2.機器人大臂、小臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制主要零件圖；
3.各電機的選擇，各零部件設(shè)計計算和選擇；
4.控制系統(tǒng)的設(shè)計：1）繪制機器人的控制系統(tǒng)接線圖；
2）編寫機器人的控制程序；
三、解決方案及預(yù)期效果
解決方案：
1.控制系統(tǒng)設(shè)計要求
2.控制系統(tǒng)硬件組成
3.控制系統(tǒng)I/O資源分配
4.控制系統(tǒng)程序編寫
預(yù)期效果：
1．能滿足要求，保證定位精度；
2．結(jié)構(gòu)簡單，運動可靠，裝卸方便，便于維修、調(diào)整；
3．盡量使用通用件，以便降低制造成本；
4．各動力部件便于控制。
四、課題進度安排
2月21日～3月19日．畢業(yè)設(shè)計前期階段。
畢業(yè)實習(xí)，查閱資料，市場調(diào)查，到多個公司實踐，撰寫實習(xí)報告。
論文總體構(gòu)思方案，填寫開題報告。
3月20日～5月7日． 設(shè)計初稿階段。
完成總體設(shè)計圖、部件圖、零件圖。
5月8日～5月25日． 中期工作階段。
完善設(shè)計圖紙，編寫畢業(yè)設(shè)計說明書，中期檢查。
5月26日～5月27日．畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯。
5月28日～6月6日．畢業(yè)設(shè)計整改。
圖紙修改、設(shè)計說明書修改、定稿，材料復(fù)查。
6月7日～6月8日．畢業(yè)設(shè)計材料評閱。
6月9日～6月10日．畢業(yè)答辯。
6月11日～6月15日．材料整理裝袋。
五、指導(dǎo)教師意見
簽名
年 月 日
六、專業(yè)系意見
簽名
年 月 日
七、學(xué)院意見
簽名
年 月 日
4
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編號：2774036
類型：共享資源
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格式：ZIP
上傳時間：2019-11-29
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球面
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控制系統(tǒng)
設(shè)計
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