工业机器人毕业设计
摘要
机器人技术是综合了许多学科的知识，例如计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当今研究领域十分重视的课题，机器人在很多领域都得到广泛应用。
本毕业设计概述了工业机器人的分类、历史以及发展趋势。重在设计研制国产搬运机器人的主臂运动机构，该工业机器人由腰部和大小臂组成，腰部和肩部形成肩关节，大臂和小臂间形成肘关节，使大臂做回转运动和仰俯运动，小臂做回转运动和仰俯摆动。本文主要阐述了如何设计机器人腰部、肩部以及肘部这三个主要关节，每一个关节选择合适的驱动方式、传动方式，通过合适的减速装置最终达到所要求的转速。设计具体包括机器人关节类型确定，谐波减速器的基本结构、工作原理、主要特性介绍与选用以及其减速比的确定，各关节伺服电机的选择计算以及重要部件的具体设计及其校核，如齿轮的设计及校核，轴的设计及校核，轴承的选用及校核。
关键词：工业机器人；搬运；机器人关节；谐波减速器
Abstract
Robotic technology is comprehensive knowledge of the many subjects, such as computer, cybernetics, organization learning, information and sensing technology, artificial intelligence, bionics science and the formation of high technology and new technology, it is current research field attach to the subject in many fields, robot used widely.
The graduation design summarizes the classification of industrial robot, history and its development trend. Design and develop domestic handling robots on the main arm movement mechanism, the industrial robot composed by the waist and big forearm, the waist and shoulder shoulder, arm formed formed between and forearm, arm elbow turn movement and Yang prone to do exercise, forearm rotation movement and prone to do up swinging. This paper mainly expounds how to design the robot waist, shoulder and elbow the three main joints, every joint choose appropriate drive mode, transmission mode, through appropriate deceleration device finally to reach the required speed. Design specific include robot joints type, the harmonic gear reducer to determine the basic structure, working principle, main characteristic introduction and selection and determination of slowing, each joint than servo motor selection and calculation, and the specific design and an important part of gear check, such as design and check the design and check, shaft, bearing choose and checking.
Keywords：industrial robot；Handling；Robot joints；Harmonic gear reducer
目录
摘要------------------------------------------------------- 错误！未定义书签。Abstract---------------------------------------------------- 错误！未定义书签。第1章绪论----------------------------------------------- 错误！未定义书签。
1.1工业机器人概述-------------------------------------- 错误！未定义书签。
1.2工业机器人驱动方式---------------------------------- 错误！未定义书签。
1.3工业机器人的分类------------------------------------ 错误！未定义书签。
1.4工业机器人的历史------------------------------------ 错误！未定义书签。
1.5工业机器人的发展趋势-------------------------------- 错误！未定义书签。第2章工业机器人机构设计--------------------------------- 错误！未定义书签。
2.1工业机器人的设计内容及要求-------------------------- 错误！未定义书签。
2.2工业机器人的总体设计-------------------------------- 错误！未定义书签。
2.3工业机器人的驱动方式选择---------------------------- 错误！未定义书签。
2.4谐波减速器介绍-------------------------------------- 错误！未定义书签。
2.4.1谐波减速器简介-------------------------------- 错误！未定义书签。
2.4.2谐波减速器基本结构---------------------------- 错误！未定义书签。
2.4.3谐波减速器工作原理---------------------------- 错误！未定义书签。
2.4.4谐波减速器的主要特性-------------------------- 错误！未定义书签。
2.4.5谐波减速器的减速比---------------------------- 错误！未定义书签。
2.5机器人材料的选择------------------------------------ 错误！未定义书签。
2.5.1材料选择的基本要求---------------------------- 错误！未定义书签。
2.5.2结构材料介绍---------------------------------- 错误！未定义书签。第3章机器人腰部关节的设计------------------------------- 错误！未定义书签。
3.1机器人传动机构分析---------------------------------- 错误！未定义书签。
3.2机器人腰部传动方案选择------------------------------ 错误！未定义书签。
3.3腰部交流伺服电机的选择------------------------------ 错误！未定义书签。
3.3.1机器人材料选用和质量估算---------------------- 错误！未定义书签。
3.3.2工业机器人整体受力分析------------------------ 错误！未定义书签。
3.3.3腰部交流伺服电机的选择计算-------------------- 错误！未定义书签。
3.4腰部谐波减速器的选择-------------------------------- 错误！未定义书签。
3.4.1德国Harmonic 谐波减速器的特点----------------- 错误！未定义书签。
3.4.2腰部谐波减速器的选择计算---------------------- 错误！未定义书签。
3.4.3选用谐波减速器具体尺寸的确定------------------ 错误！未定义书签。
3.4.4选用谐波减速器性能参数确定-------------------- 错误！未定义书签。
3.4.5所选谐波减速器传递效率------------------------ 错误！未定义书签。
3.5选用谐波减速器输出轴承的确定------------------------ 错误！未定义书签。
3.5.1输出轴承参数---------------------------------- 错误！未定义书签。
3.5.2输出轴承公差选择------------------------------ 错误！未定义书签。
3.5.3推荐装配公差---------------------------------- 错误！未定义书签。
3.6齿轮的设计与校核------------------------------------ 错误！未定义书签。
3.7轴的设计与校核-------------------------------------- 错误！未定义书签。
3.7.1轴的设计分析---------------------------------- 错误！未定义书签。
3.7.2初步计算轴的直径------------------------------ 错误！未定义书签。
3.7.3按弯扭合成强度计算---------------------------- 错误！未定义书签。
3.8轴承的设计和校核------------------------------------ 错误！未定义书签。第4章机器人肩部关节的设计------------------------------- 错误！未定义书签。
4.1机器人肩部关节的设计分析---------------------------- 错误！未定义书签。
4.2肩部传动机构的设计---------------------------------- 错误！未定义书签。
4.3肩部关节伺服电机的选择------------------------------ 错误！未定义书签。
4.4肩部关节谐波减速器的选择---------------------------- 错误！未定义书签。第5章机器人肘部关节的设计------------------------------- 错误！未定义书签。
5.1机器人肘部关节设计分析------------------------------ 错误！未定义书签。
5.2肘部传动机构的设计---------------------------------- 错误！未定义书签。
5.3肘部关节伺服电机的选择------------------------------ 错误！未定义书签。
5.4肘部关节谐波减速器的选择---------------------------- 错误！未定义书签。参考文献--------------------------------------------------- 错误！未定义书签。结束语----------------------------------------------------- 错误！未定义书签。致谢------------------------------------------------------- 错误！未定义书签。附录------------------------------------------------------- 错误！未定义书签。
第1章绪论
1.1工业机器人概述[5]
机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器人。简而言之，机器人就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操纵工件进行加工。
工业机器人，一般指的是在工厂车间环境中，配合自动化生产的需要，代替人来完成材料或零件的搬运、加工、装配等操作的一种机器人。国际标准化组织(ISO)在对工业机器人所下的定义是“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用设备，以执行种种任务”。
1.2工业机器人驱动方式[2]
（1）气动式工业机器人
这类工业机器人以压缩空气来驱动操作机，其优点是空气来源方便，动作迅速，结构简单造价低，无污染，缺点是空气具有可压缩性，导致工作速度的稳定性较差，又因气源压力一般只有6kPa左右，所以这类工业机器人抓举力较小，一般只有几十牛顿，最大百余牛顿。
（2）液压式工业机器人
液压压力比气压压力高得多，一般为70kPa左右，故液压传动工业机器人具有较大的抓举能力，可达上千牛顿。这类工业机器人结构紧凑，传动平稳，动作灵敏，但对密封要求较高，且不宜在高温或低温环境下工作。
（3）电动式工业机器人
这是目前用得最多的一类工业机器人，不仅因为电动机品种众多，为工业机器人设计提供了多种选择，也因为它们可以运用多种灵活控制的方法。早期多采用步进电机驱动，后来发展了直流伺服驱动单元，目前交流伺服驱动单元也在迅速发展。这些驱动单元或是直接驱动操作机，或是通过诸如谐波减速器的装置来减速后驱动，结构十分紧凑、简单。
工业机器人按操作机坐标形式分以下几类（坐标形式是指操作机的手臂在运动时所取的参考坐标系的形式）：
（1）直角坐标型工业机器人
其运动部分由三个相互垂直的直线移动（即PPP）组成，其工作空间图形为长方形。它在各个轴向的移动距离，可在各个坐标轴上直接读出，直观性强，易于位置和姿态的编程计算，定位精度高，控制无耦合，结构简单，但机体所占空间体积大，动作范围小，灵活性差，难与其他工业机器人协调工作。
（2）圆柱坐标型工业机器人
其运动形式是通过一个转动和两个移动组成的运动系统来实现的，其工作空间图形为圆柱，与直角坐标型工业机器人相比，在相同的工作空间条件下，机体所占体积小，而运动范围大，其位置精度仅次于直角坐标型机器人，难与其它工业机器人协调工作。
（3）球坐标型工业机器人
又称极坐标型工业机器人，其手臂的运动由两个转动和一个直线移动（即RRP,一个回转，一个俯仰和一个伸缩运动）所组成，其工作空间为一球体，它可以作上下俯仰动作并能抓取地面上或较低位置的协调工件，其位置精度高，位置误差与臂长成正比。
（4）多关节型工业机器人
又称回转坐标型工业机器人，这种工业机器人的手臂与人体上肢类似，其前三个关节是回转副（即RRR），该工业机器人一般由立柱和大小臂组成，立柱与大臂形成肩关节，大臂和小臂间形成肘关节，可使大臂做回转运动和俯仰摆动，小臂做仰俯摆动。其结构最紧凑，灵活性大，占地面积最小，能与其他工业机器人协调工作，但位置精度较低，有平衡问题，控制耦合，这种工业机器人应用越来越广泛。
（5）平面关节型工业机器人
它采用一个移动关节和两个回转关节（即PRR），移动关节实现上下运动，而两个回转关节则控制前后、左右运动。这种形式的工业机器人又称SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm)装配机器人。在水平方向则具有柔顺性，而在垂直方向则有较大的刚性。它结构简单，动作灵活，多用于装配作业中，特别适合小规格零件的插接装配，如在电子工业的插接、装配中应用广泛。
工业机器人的发展通常可以划分为三代：
第一代工业机器人就是目前工业中大量使用的示教再现型工业机器人，它主要由手部、臂部、驱动系统和控制系统组成。它的控制方式比较简单，应用在线编程，即通过示教存贮信息，工作时读出这些信息，向执行机构发出指令，执行机构按指令再现示教的操作。
第二代机器人是带感觉的机器人。它具有寻力觉、触觉、视觉等进行反馈的能力。其控制方式较第一代工业机器人要复杂得多，这种机器人从1980年开始进入了实用阶段，不久即将普及应用。
第三代工业机器人即智能机器人。这种机器人除了具有触觉、视觉等功能外，还能够根据人给出的指令认识自身和周围的环境，识别对象的有无及其状态，再根据这一识别自动选择程序进行操作，完成规定的任务。并且能跟踪工作对象的变化，具有适应工作环境的功能。这种机器人还处于研制阶段，尚未大量投入工业应用。
1.5工业机器人的发展趋势[6]
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。
第2章工业机器人机构设计
2.1工业机器人的设计内容及要求
工业机器人在机械制造领域广泛应用，机器人运动机构和机器人控制是机器人的核心技术。本毕业设计旨在设计研制搬运机器人的主臂运动机构。腕部最大负荷为60N。
主要研究内容有：
（1）各关节轴以交流伺服电机驱动，要求机械传动机构简单、体积小、结构紧凑，减速比大（100：1）。
（2）机器人主要运动关节的运动学计算和功率、扭矩计算。
（3）完成机械传动方案设计和机械结构设计，要求绘制机器人整体布局外观图和两个关节（腰关节和肩关节）的结构装配图。要求绘图量达到A0三张。
2.2工业机器人的总体设计
机器人主臂机构设计主要包括机械本体、伺服电机、减速器等机构的设计，为了实现机械传动机构简单、体积小、结构紧凑，减速比大（100:1）等要求，整个机器人的结构大致分成腰部关节、肩部关节、肘部关节、大臂与小臂。各关节之间均采用转动关节，采用伺服电机驱动，以实现精密控制。为实现大传动比，采用谐波减速器传动，不仅实现大的传动比，而且是结构更紧凑。
查找[1][3]fanuc robot M-6iB机器人相关资料，获得以下设计资料和参数：
（1）机器人结构图见图2.1
图2.1 工业机器人结构图
（2）机器人工作范围见图2.2
图2.2 机器人工作范围示意图
（3）机器人主要设计参数
轴数：6
负载：60N
工作半径：1373mm
可重复定位精度：±0.08mm
机器人质量：138Kg
各轴转动范围：
1J 340± 2J 250± 3J 315±
4J 380± 5J 280± 6J 720±
各轴转动速率： 1J 150/s (2.62/rad s ) 2J 160/s (2.79/rad s )
3J 170/s (2.97/rad s ) 4J 400/s (6.98/rad s )
5J 400/s (6.98/rad s ) 6J 500/s (8.73/rad s )
驱动方式：AC 交流伺服电机驱动
安装方式：地装、吊顶（挂壁、斜角）
动作类型：垂直多关节型
驱动电机：伺服电机
2.3工业机器人的驱动方式选择[5]
现代工业机器人只有三种驱动方式：气动驱动、液压驱动和电机驱动。它们的不同特点及适用范围如表2.1所示。
表2.1 各种驱动系统的特点及适用范围
机器人驱动系统各有其优缺点，通常对机器人的驱动系统的要求有：
（1）驱动系统的质量尽可能要轻，单位质量的输出功率要高，效率也要高；
（2）反应速度要快，即要求力矩质量比和力矩转动惯量比要大，能够进行频繁地起动、制动，正、反转切换；
（3）驱动尽可能灵活，位移偏差和速度偏差要小；
（4）安全可靠；
（5）操作和维护方便；
（6）对环境无污染，噪声要小；
（7）经济上合理，尤其要尽量减少占地面积。
根据毕业设计任务书要求：设计关节机器人主臂运动机构，腕部最大负荷为60N，机械传动机构简单、体积小、结构紧凑，减速比大（100：1）等，基于上述驱动系统的特点和机器人驱动系统的毕业设计要求，本文选用交流伺服电机驱动的方式对机器人进行驱动。选用电机驱动，则需设计减速器。
整个机器人的结构大致分成腰部关节、肩部关节、肘部关节、大臂与小臂。各关节之间均采用转动关节，采用伺服电机驱动，以实现精密控制。为实现大传动比，采用谐波减速器传动，不仅实现大的传动比，而且是结构更紧凑。
2.4谐波减速器介绍[9]
2.4.1谐波减速器简介
谐波齿轮减速器是利用行星齿轮传动原理发展起来的一种新型减速器。谐波齿轮传动（简称谐波传动），它是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种行星齿轮传动。主要包括刚轮、柔轮、和波发生器组成。
由于波发生器的连续转动，迫使柔轮上的一点不断的改变位置，这时在柔轮的节圆的任一点，随着波发生器角位移的过程，形成一个上下左右相对称的和谐波，故称之为：“谐波”。
谐波减速器实体图见图2.3
图2.3 谐波减速器实体图
2.4.2谐波减速器基本结构
谐波减速器主要由三个基本构件组成：
（1）带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮），带有齿轮的刚性齿环，通常与柔轮相差2齿，它相当于行星系中的中心轮；
（2）带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮），他是一个孔径略小于波发生器长轴的薄壁柔性齿轮，在波发生器的作用下，可以产生弹性变形，它相当于行星齿轮；
（3）波发生器H，具有长短轴通常它的转动迫使柔轮按一定的变形规律产生弹性变形，它相当于行星架。
作为减速器使用，通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。
谐波减速器内部结构示意图见图2.4
图2.4 谐波减速器内部结构图
2.4.3谐波减速器工作原理
当波发生器为主动时，凸轮在柔轮内转动，就使柔轮及薄壁轴承发生变形（可控的弹性变形），这时柔轮的齿就在变形的过程中进入（啮合）或退出（啮离）刚轮的齿间，在波发生器的长轴处处于完全啮合，而短轴方向的齿就处在完全的脱开。波发生器通常成椭圆形的凸轮，将凸轮装入薄壁轴承内，再将它们装入柔轮内。此时柔轮由原来的圆形而变成椭圆形，椭圆长轴两端的柔轮与之配合的刚轮齿则处于完全啮合状态，即柔轮的外齿与刚轮的内齿沿齿高啮合。这是啮合区，一般有30%左右的齿处在啮合状态；椭圆短轴两端的柔轮齿与刚轮齿处于完全脱开状态，简称脱开；在波发生器长轴和短轴之间的柔轮齿，沿柔轮周长的不同区段内，有的逐渐退出刚轮齿间，处在半脱开状态，称之为啮出。
波发生器在柔轮内转动时，迫使柔轮产生连续的弹性变形，此时波发生器的连续转动，就使柔轮齿的啮入—啮合—啮出—脱开这四种状态循环往复不断地改变各自原来的啮合状态。这种现象称之错齿运动，正是这一错齿运动，作为减速器就可将输入的高速转动变为输出的低速转动。
对于双波发生器的谐波齿轮传动，当波发生器顺时针转动1/8周时，柔轮齿与刚轮齿就由原来的啮入状态而成啮合状态，而原来脱开状态就成为啮入状态。同样道理，啮出变为脱开，啮合变为啮出，这样柔轮相对刚轮转动（角位移）了1/4齿；同理，波发生器再转动1/8周时，重复上述过程，这时柔轮位移一个齿距。依此类推，波发生器相对刚轮转动一周时，柔轮相对刚轮的位移为两个齿距。
柔轮齿和刚轮齿在节圆处啮合过程就如同两个纯滚动（无滑动）的圆环一样，两者在任何瞬间，在节圆上转过的弧长必须相等。由于柔轮比刚轮在节圆周长上少了两个齿距，所以柔轮在啮合过程中，就必须相对刚轮转过两个齿距的角位移，这个角位移正是减速器输出轴的转动，从而实现了减速的目的。
谐波传动的工作原理图见图2.5；谐波减速器工作过程示例图见图2.6
图2.5 谐波传动的工作原理
图2.6 谐波减速器工作过程示例
2.4.4谐波减速器的主要特性
（1）传动比大：单级传动比可达50—320。
（2）侧隙小：由于其传动原理不同于一般齿轮传动，侧隙很小，甚至可以实现无侧隙传动。
（3）精度高：同时啮合齿数可达总齿数的20%左右，并在相差180度的两个对称方向上同时啮合，因此误差被均匀化，达到高运动精度。
（4）零件数少、安装方便：仅有三个基本部件，且输入与输出轴为同轴线，因此结构简单、安装方便。
（5）体积小、重量轻：与一般减速器比较，输出力矩相同时，通常体积可以减小2/3，重量可减小1/2。
（6）承载能力大：因为同时啮合齿数多，柔轮又采用特殊材料钢材，从而获得了高的承载能力。
（7）效率高：在齿的啮合部分滑移量极小，摩擦损失少。即使在高速比情况下，仍能维持高效率。
（8）运动平稳：周向速度低，有实现了李德平衡，故噪声低、振动小。
（9）可向密闭空间传递运动：利用其柔性的特点、可向密闭空间传递运动。这一点是其他任何机械无法实现的。
2.4.5谐波减速器的减速比
当波发生器回转时，它迫使柔轮的齿顺序的与刚轮的齿啮合，当波发生器顺转一周时，
柔轮倒转12()Z Z -个齿，亦即反转了
221/Z Z Z ）（-周，因此波发生器和柔轮的传动比为: 222212212121()/()()H H n Z d i n Z Z Z Z Z d d =
=-=-=---- .1（2）
式中：2Z 、2d 和1Z 、1d 分别为柔轮和刚轮的齿数和分度圆直径。
有时柔轮固定不转而刚轮为从动件。在这种情形下，当波发生器顺转一周时，刚轮相对柔轮顺转12()Z Z -个齿，亦即顺转了121/)(Z Z Z -周，因此波发生器和柔轮的传动比为: 111112112121()/()()
H H n Z d i n Z Z Z Z Z d d ==-=-=---- .2（2）
式中：
Z、2d和1Z、1d分别为柔轮和刚轮的齿数和分度圆直径。
2
因为在一个波的区间内，刚轮与柔轮应当相差一个或几个齿，所以谐波齿轮传动的齿数差应等于波数或波数的整数倍。因此，波数相同且刚轮齿数也相同的谐波传动，其传动比可以相差若干整数倍。但实际上大部分谐波齿轮传动的齿数差等于波数。在这种情况下，谐波齿轮传动的传动比等于活动轮的齿数除以波数。
2.5机器人材料的选择[13]
结构件材料选择是工业机器人材料系统设计中的重要问题之一，正确选择结构材料不仅可以降低工业机器人的结构成本，更重要的是可适应工业机器人的高速化、高载荷化及高精度化，满足其静力及动力特性要求。
2.5.1材料选择的基本要求
与一般的机械设备相比，机器人结构的动力特性是十分重要的，这是选择材料的出发点。材料选择的基本要求如下：
（1）强度高。机器人的臂是直接受力的构件，高强度材料不仅能满足机器人臂的强度条件，而且可望减少臂杆的截面尺寸，减轻重量。
（2）弹性模量大。从材料力学的公式可知，构件刚度（或变形量）与材料的弹性E、G 有关，弹性模量越大，变形量越小，刚度越大。不同材料的弹性模量的差异比较大，而同一种材料却没有多大差别。
（3）重量轻。在机器人手臂构件中产生的变形很大程度上是由于惯性力引起的，与构件的质量有关。也就是说，为了提高构件刚度选用弹性模量E大而密度ρ也大的材料是不合理的，因此提出了选用高弹性模量、低密度的材料要求，可用E/ρ来衡量，表2.2列出几种材料的E、ρ和E/ρ值，供参考。
表2.2 材料的弹性模量/密度（E/ρ）值
（4）阻尼大。工业机器人在选材时不仅要求刚度大、重量轻，而且希望材料的阻尼尽可能大。机器人的臂经过运动后，要求能平稳地停下来。可是由于在构件终止运动的瞬时，构件会产生惯性力和惯性力矩，构件自身又具有弹性，因而会产生“残余振动”。从提高定位精度和传动平稳性来考虑，希望能采用大阻尼材料或采取增加构件阻尼的措施来吸收能量。
（5）材料价格低。材料价格是工业机器人成本价格的重要组成部分。有些新材料如硼纤维增强铝合金、石墨纤维增强镁合金，用来作为机器人臂的材料是很理想的，但价格昂贵。
2.5.2结构材料介绍
（1）碳素结构钢、合金结构钢：强度好，特别是合金结构钢强度增大了4-5倍，弹性模量E大，抗变形能力强，是应用最广泛的材料。
（2）铝、铝合金及其他轻合金材料：这类材料的共同特点是重量轻，弹性模量E并不大，但是材料密度小，故E/ρ值仍可和钢材相比。有些稀贵铝金属的品质得到了更明显的改善，例如添加了3.2%重量的锂的铝合金，弹性模量增加了14%，E/ρ值增加了16%。（3）纤维增强合金：如硼纤维增强铝合金、石墨纤维增强镁合金，其E/ρ值分别达到11.4?107m2/s2和8.9?107m2/s2。这种纤维增强金属材料具有非常高的E/ρ值，而且没有无机复合材料的缺点，但价格昂贵。
（4）陶瓷：陶瓷材料具有良好的品质，但是脆性大，不易加工成具有长孔的连杆，与金属零件连接的结合部需特殊设计。然而，日本已经试制了在小型工业机器人上使用的陶瓷人臂的样品。
（5）纤维增强复合材料：这类材料具有极好的E/ρ值，但存在老化、蠕变、高温热膨胀、与金属件连接困难等问题。这种材料不但重量轻、刚度大，而且还具有十分突出的阻尼大优点，传统金属材料不可能具有这么大的阻尼。所以，在高速机器人上应用复合材料的实例越来越多。层叠复合材料的制造工艺还允许用户进行优化，改进叠层厚度、纤维倾斜角、最佳横断面尺寸等，使其具有最大阻尼比。
（6）粘弹性大阻尼材料：增大机器人连杆件的阻尼是改善机器人动态特性的有效方法。目前有许多方法来增加结构件材料的阻尼，其中最适合机器人结构采用的一种方法是用粘弹性大阻尼材料对原构件进行约束层阻尼处理。吉林工大和西安交大进行了粘弹性大阻尼材料在柔性机械臂振动控制中实验，结果表明：机械臂的重复定位精度在处理前为
±0.30mm，处理后为±0.16mm；残余振动时间在阻尼处理前、后分别为0.9s和0.5s。
杆件的约束层处理示意图见图2.7
图2.7 杆件的约束层处理示意图
第3章 机器人腰部关节的设计
3.1机器人传动机构分析[4]
由于一般的电机驱动系统输出的力矩较小，需要通过传动机构来增加力矩，提高带负载能力。对机器人的传动机构的一般要求有：
（1）结构紧凑，即具有相同的传动功率和传动比时体积最小，重量最轻；
（2）传动刚度大，即由驱动器的输出轴到连杆关节的转轴在相同的扭矩时角度变量最小，这样可以提高整机的固有频率，并大大减轻整机的低频振动；
（3）回差要小，即由正转到反转时空行程要小，这样可以得到较高的位置控制精度；
（4）寿命长，价格低。
3.2机器人腰部传动方案选择
机器人腰部关节即J1轴是机器人关节中最大，承载最多，内部机构最为复杂的关节。1J 轴的转动范围为340(5.93rad )，转速拟定为150/sec (2.62/sec rad )即25/min r ,伺服电机额定转速暂选为3000/min r ，额定功率为1.0kW ,减速比即为100。
J1轴的转动范围示意图见图3.1
图3.1 J1轴的转动范围示意图
方案一：J1轴通过采用一对外啮合齿轮（减速比为2），后接谐波减速器（减速比为50）来减速，则可以实现总传动比为100。
腰关节传动方案一见图3.2
图3.2 腰关节传动方案一
方案二：J1轴通过采用一对内啮合齿轮（减速比为2），后接谐波减速器（减速比为50）来减速，则可实现传动比为100。
腰关节传动方案二见图3.3
图3.3 腰关节传动方案二
计算机专业毕业设计论文
目录 第一章绪论 (1) 1.1 系统开发的背景 (1) 1.2 软件开发的策略 (1) 1.3 软件的开发方法 (3) 1.4 系统开发环境的选取 (4) 第二章系统规划 (7) 2.1 软件开发中的主要问题 (7) 2.2 软件开发目标 (7) 第三章系统分析 (8) 3.1 系统的初步调查 (8) 3.2 系统的可行性分析 (8) 3.3 对现存软件的研究 (9) 3.4 新系统逻辑方案的提出 (9) 第四章系统设计 (12) 4.1 目的与任务 (12) 4.2 系统的总体结构设计 (12) 4.3 系统的物理结构设计 (13) 4.4 系统运行的软硬件环境 (14) 4.5数据库设计 (14) 4.6用户界面设计 (17) 第五章系统实现 (19) 5.1 与数据库的连接 (19) 5.2 线程的设计 (21) 5.3具体的功能实现 (22) 5.4 系统测试 (34) 第六章系统运行与维护 (36) 6.1 系统的运行 (36) 6.2 系统的维护 (36) 第七章结论 (37) 7.1本软件的特点 (37) 7.2本软件的缺点 (37) 结束语 (38) 致谢 (38) 参考文献 (39)
第一章绪论 1.1 系统开发的背景 在科技日益发达的今天，社会对每个身处其中的分子要求越来越高，懂得一门外语只是基本的要求。而学习外语也要讲究一定的方法，一些辅助的工具也是必不可少的。 回顾过去背单词的方式，大家都是对着一本厚厚的字典，用笔在纸上反来复去的写，力求用次数来达到记忆的目的。可这种方式太浪费时间，一些单词被背了又背，一些单词却未被问津，自己都不知道哪些是已经记下来的，哪些是还不会的。把时间都白白的浪费掉了，真是得不偿失，因此，改变这种方式势在必行！使用计算机编写的背单词工具就改变了这种状况，使背单词也变得“轻松”起来。面对当前市场上背单词工具质量的良莠不齐，因而提出了设计一个新的，功能更实用，操作更方便，界面更友好的英语背单词工具——“攻破单词”。 通过对此工具的使用，可以节省很多时间，提高记忆效率，加强学习上的灵活性，使记忆、测试和查单词等各方面都很方便、轻松、快捷，相信它更能满足学习英语的学习者的需要，提高学习的进程，增加学习的兴趣。 1.2 软件开发的策略 将程序看作是按照顺序执行的一系统指令，这通常称为过程编程。过程化程序设计的典型特征是：程序中的数据对于所有过程都是可见的，因此也很容易造成混乱；过程与数据之间的关系是独立的，数据并没有要求一定要用那些方法来处理，原则上任何过程都可以对数据进行操作。在面向过程的程序设计方法中，首先考虑的是程序的功能，即程序要解决的问题，通过将功能逐步细化，直到每一个小的功能模块都能够用函数或过程来实现。然后设计数据结构，编写功能模块（过程），最后将它们组合成一个复杂的程序。换句话说，面向过程的程序设计采用的是“算法+数据结构=程序设计”的思想，即首先考虑解决问题的算法，然后再设计适合的数据结构使得算法得以有效的实现。面向过程的程序设计方法对于小型程序来说是适合的，但是用它来开发大规模的、可重用的应用就显得力不从心了。 与过程编程相对的是面向对象的编程。面向对象编程（OOP）从另外角度看待
跳舞机器人设计毕业设计论文
课程设计任务书 （ 2015 级） 目录 摘要------------------------------------------------------4 引言------------------------------------------------------5 任务书-----------------------------------------------------6 第一章 我国机器人技术的发展概况------------------------------------7 第二章机器人的总体设计解剖 1.1资料的收集与阐述-----------------------------------------7 1.2机器人工作原理简介 1.总体设计剖------------------------------------------------8 2.伺服电机的剖析--------------------------------------------9 第三章机器人总体设计综述 ---------------------------------12 1、1设计课题的阐述-----------------------------------------12 1、2单片机的选择-------------------------------------------12 1、3主控板部分简介-----------------------------------------12 第四章机器人的总体设计方案与部分简介 1、1设计方案-----------------------------------------------13 1、2各部分功能及原理简介-----------------------------------13 第五章机器人的原理图设计、仿真及电路板制作 1、1机器人的原理图设计-------------------------------------15 1、2电源部分-----------------------------------------------16 1、3稳压电源部分-------------------------------------------16 1、5接口电路部分-------------------------------------------17 1、6单片机最小系统和ISP在线编程---------------------------18 1、9电路板制作---------------------------------------------18 第六章机器人电路板的调试与结论
工业机械手毕业设计--论文
摘要 随着微电子技术、传感器技术、控制技术和机械制造工艺水平的飞速发展，机器人的应用领域逐步从汽车拓展到其它领域。在各种类型的机器人中，模拟人体手臂而构成的关节型机器人，具有结构紧凑、所占空间小、运动空间大等优点，是应用最为广泛的机器人之一。尤其由柔性关节组成的柔性仿生机器人在服务机器人及康复机器人领域中的应用和需求越来越突出。 本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。 关键词：机器人，示教编程，伺服，制动
ABSTRACT With the development of microelectronic technology, sensor technology, the rapid development of control technology and machinery manufacturing technology level, the application of robots gradually expanded from cars to other fields. In all types of robots, the articulated robot arm simulation human form, has the advantages of compact structure, small occupied space, large moving space, is one of the most widely used robots. Especially flexible biomimetic robot composed of flexible joint in the field of service robot and rehabilitation robot application and demand more and more prominent. In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software. Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running. The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point. KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake
计算机软件工程毕业设计论文
目录 目录 (1) 摘要 (1) 前言 (3) 第一章绪论 (4) 1.1研究背景 (4) 1.2设计目标 (4) 1.3本文结构 (5) 第二章系统开发环境与技术 (6) 2.1系统开发环境 (6) 2.1.1 MyEclipse插件介绍 (6) 2.1.2 Tomcat服务器介绍 (6) 2.2系统开发技术 (7) 2.2.1 JSP与Servlet技术 (7) 2.2.2 JavaScript简介 (10) 2.2.3 MVC模式 (11) 2.2.4 Struts框架 (11) 2.2.5 Spring框架 (13) 2.2.6 Hibernate框架 (15) 第三章系统需求分析与前台设计 (17) 3.1需求分析 (17) 3.1.1 系统前台简要设计概述 (17) 3.1.2 系统用例图 (18) 3.2系统设计 (18) 3.2.1 系统层次划分 (18) 3.2.2 数据库设计 (19) 3.2.3 成本管理模块时序图 (22) 第四章系统详细设计与功能实现 (27) 4.1系统项目的文件夹结构 (27) 4.2成本管理模块的具体实现 (28) 4.2.1 查询成本信息列表功能的实现 (28)
4.2.3 修改成本信息功能的实现 (36) 4.2.4 删除成本信息功能的实现 (39) 4.2.5 查看成本明细信息功能的实现 (41) 第五章总结与展望 (43) 5.1课题总结 (43) 5.2进一步开发的展望 (43) 参考文献 (44) 致谢 (45)
摘要 服饰企业生产状况联络表是针对企业的实际情况而进行设计、开发的，而成本管理模块则是为了保持产品的成本信息及时的保存、更新。利用JSP技术和SSH框架以及相应的数据库访问技术实现了基于Web的系统。该框架可以减少模块之间的耦合性，让开发人员减轻重新建立解决复杂问题方案的负担，并且可以被扩展以进行内部的定制化。通过使用JSP技术建设动态网站，充分发挥了Java语言所独有的易用性、跨平台性和安全性，从而构建了一个运行高效、安全可靠、适用性广的管理系统，实现了企业信息资源的网上管理，满足了公司业务处理的需要，使企业适应了网络经济时代发展的要求。 论文首先简要介绍了企业管理系统的一些研究与应用背景，其次介绍了该网站系统所采用的开发工具、平台以及开发环境。在此基础上，论文详尽描述了成本管理系统情况。 关键词：JSP，SSH框架，成本管理 作者：XX 指导老师：XX
管道检测机器人_毕设论文
1 引言 管道运输是当今五大运输方式之一，已成为油气能源运输工具。目前，世界上石油天然气管道总长约200万km，我国长距离输送管道总长度约2万km。国家重点工程“西气东输”工程，主干线管道(管径1118mm)全长4167km，其主管道投资384亿元，主管线和城市管网投资将突破1000亿元。 世界上约有50%的长距离运输管道要使用几十年、甚至上百年时间，这些管道大都埋在地下、海底。由于内外介质的腐蚀、重压、地形沉降、塌陷等原因，管道不可避免地会出现损伤。在世界管道运输史上，由于管道泄漏而发生的恶性事故触目惊心。据不完全统计，截至1990年，国内输油管道共发生大小事故628次。1986到2b00年期间美国天然气管道发生事故1184起，造成55人死亡、210人受伤，损失约2. 5亿美元。因此，研究管道无损检测自动化技术，提高检测的可靠性和自动化程度，加强在建和在役运输管道的检测和监测，对提高管线运输的安全性具有重要意义。 1.1管道涂层检测装置的发展、现状和前景 1.1.1管道涂层检测装置的发展 管内作业机器人是一种可沿管道自动行走,携有一种或多种传感器件和作业机构,在遥控操纵或计算机控制下能在极其恶劣的环境中进行一系列管道作业的机电仪一体化系统.对较长距离管道的直接检测、清理技术的研究始于本世纪50年代美、英、法、德、日等国,受当时的技术水平的限制,主要成果是无动力的管内检测清理设备——PIG,此类设备依靠首尾两端管内流体的压力差产生驱动力,随着管内流体的流动向前移动,并可携带多种传感器.由于PIG本身没有行走能力,其移动速度、检测区域均不易控制,所以不能算作管内机器人.图1所示为一种典型的管内检测PIG[5]. 这种PIG的两端各安装一个聚氨脂密封碗,后部密封碗内侧环向排列的伞状探头与管壁相接触,测量半径方面的变形,并与行走距离仪的旋转联动,以便使装在PIG内部的记录仪记录数据.它具有沿管线全程测量内径,识别弯头部位,测量凹陷等变形部位及管圆度的功能,并可以把测量结果和检测位置一起记录下来. 70年代以来,石油、化工、天然气及核工业的发展为管道机器人的应用提供了广阔而诱人的前景,而机器人学、计算机、传感器等理论和技术的发展,也为管内和管外自主移动机器人的研究和应用提供了技术保证.日、美、英、法、德等国在此方面做了大量研究工作,其中日本从事管道机器人研究的人员最多,成果
物料搬运机器人手的系统设计
天津大学 毕业设计 中文题目：物料搬运机器人手部系统的设计 英文题目：Material handling system design robot Hand department 学生姓名 系别机电 专业班级 2 指导教 成绩评定 2010年6月
目录 1 引言 (1) 1.1 机器人概述 (1) 1.2 机器人的研究历史及现状 (1) 1.3 机器人的发展趋势 (2) 2 手部的设计与计算 (3) 2.1 手部的设计 (3) 2.2 驱动方式 (3) 2.3 手部夹紧力的计算 (5) 2.4 弹簧的计算[6] (5) 2.5 手部电机选择原则【7】........................... 错误！未定义书签。 2.5.1 一般执行电机的选择原则...................... 错误！未定义书签。 2.5.2 电机的选用.................................. 错误！未定义书签。 2.6 手部电机参数计算.............................. 错误！未定义书签。 2.7 电机转速与夹紧力速度几何关系的确定............ 错误！未定义书签。 3 手臂的设计与计算............................... 错误！未定义书签。 3.1 手臂结构设计.................................. 错误！未定义书签。 3.2 手部质量计算.................................. 错误！未定义书签。 3.2.1 爪子的质量计算.............................. 错误！未定义书签。 3.2.2 手部外壳质量计算............................ 错误！未定义书签。 3.2.3 手部主轴的质量计算.......................... 错误！未定义书签。 3.2.4 其它部件的质量估算.......................... 错误！未定义书签。 3.3 手臂计算及电机选择............................ 错误！未定义书签。 4 结论.......................................... 错误！未定义书签。【参考文献】................................... 错误！未定义书签。致谢............................................ 错误！未定义书签。附录1：英文文献 .................................. 错误！未定义书签。附录2：英文文献翻译 .............................. 错误！未定义书签。
搬运码垛机器人毕业设计
搬运码垛机器人毕业设计 Prepared on 22 November 2020
目录1
1绪论 研究背景及意义 随着现代社会科技水平日新月异的变化，机器人技术已经渗透到人类生活中的方方面面，演着不可替代的角色。机器人是多个学科技术综合而成的产物，其应用程度已经逐渐宽广起来研究机器人已经成为了当今时代的趋势。机器人的应用状况已经可以作为权衡一个国家现化程度高低的重要因素。从机器人工作的环境来对机器人进行分类，大体上能划分成两种，就是工业机器人与特种机器人。工业机器人是一种具有良好性能的自动化机械装置，是典型的含有很高科技含量的机电一体化产品。它在提高产品质量、增加经济效益、提高生产率方面起着重要作用。同时工业机器人的发展情况也是日新月异的，所以研发工业机器人是一件刻不容缓的事情。 码垛是随着物流产业的不断壮大而发展起来的一项高新技术，其思想是把物品按照一定规律码放在托盘上，从而能够使物品的存放、搬运、转移等活动变成单元化操作，从而大大提高物流运输的效率。在物料质量不大、尺寸不大、码垛速度要求不高的情况下，码垛工作都是通过人工来实现的。后来为了减轻工人在码垛时的工作强度，产生了托盘操作机、工业机械手等一些比较简单的机械设施。但是随着人们对码垛速度要求的不断提高，传统的人工码垛方式越来越难以达到人们的要求，这种情况下码垛机器人应运而生。 作为工业机器人典型的一种，码垛机器人技术近几年有着非常快速的发展，这样的发展速度和当今世界制造业的小批量、多种类的发展模式是十分吻合的。码垛机器人有着工作能力强、运行速度快、体积比较小、抓取种类多、应用范围广等特点，从而在市场上备受青睐，正因为这些优点，才使得码垛机器人被普遍应用于制造业、码垛、装配、焊接等诸多操作中。 近年来，袋装物品的需求和产量都十分巨大，进而对袋装物品进行运输的需求也在急剧增长。在我国有大量的袋装物品需要进行码垛、卸垛和运输。目前，对袋装物品的火车运输来讲，火车站台卸车、站台码垛、运输装车、运输卸车、库房码垛等工
计算机毕业设计论文
南宁地区教育学院毕业论文（设计） 题目学生成绩管理系统 姓名文艳 学号2009108014 专业计算机应用技术 班别09计算机 指导教师周秀梅 提交日期2011年12月30日
摘要 学生成绩管理系统其开发工作主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。Powersoft的powerbuilder为用户提供了功能强大的集成开发环境。POWERBUILDER是图形用户界面的c/s开发工具,利用其提供的各种面向对象的开发工具,powerbuilder具有强大的多个数据库描述连接功能和数据库检索力。利用其前端的用户界面开发功能完备，易使用的应用程序。而后台的数据库连接由POWERBUILDER完成，建立起数据一致性和完整性强.数据安全性好的库。
目录 第一章绪论 (1) 第二章可行性分析 (3) 第三章关键的技术 (4) 第四章数据库设计 (7) 第五章需求分析 (11) 第六章总体设计 (13) 第一节程序设计 (13) (1)输入功能模块 (13) (2)查询,修改模块 (14) (3)退出系统模块 (14) 第二节总体设计小结 (14) 第七章详细设计 (15) 第八章体会 (29) 参考文献 (30)
第一章绪论 Sybase power Builder9.0是一个企业级的，面向对象的快速应用开发工具，它易于使用的，可伸缩的，并经实践证明的快速集成开发环境，在给用户提供一条转移到下一代平台的途径的同时，使用户仍能够保护和扩展现有的技术和应用上的投资。多年来，用户一直赞赏Power Builder用于客户/服务器应用开发的快捷性，简便性以及先进性。现在，用户可以在他熟悉的相同的Power Builder环境中使用相同的技术来创建同样功能强大的Wed和分布式应用。Power Builder9.0是美国著名的Power soft公司开发的可视化数据库编称语言，它是完全按照客户机/服务器体系结构设计的，特别是其提供了用于创建和管理不同对象的众多画板，具有强大的数据库操作功能，是一款极其优秀的面向对象的数据库开发工具。使用它将会使应用程序的开发速度更快，成本更底，质量更高，功能更强，使开发人员从枯燥复杂的编程中解放出来，令开发应用系统这一让人头痛的工作变成了真正的享受。它提供了对面向对象编程的全面支持，集成强大并易于使用的编程语言。 使用Power Builder可以快速地开发出当今最流行的各种商业应用，如客户/服务器应用，分布式应用，基于组件的应用和wed应用。在Power Builder强大功能和友好的集成开发环境支持下，开发人员的效率得到空前的提高，使程序设计与开发工作变的更加有趣，仿佛是一个艺术家在创作一件艺术品，因此它深受国内外广大开发人员的喜欢。 Power Builder9.0的特点主要表现在以下几个方面： 1．高效率的应用开发 Power Builder通过提供大量新的功能和特征继续扩展其快速应用开发和无比卓越的生产率传统，显著地加快了应用的周期。 2．紧密集成Sybase EAServer 当运行于EAServer中时，Power Builder应用的功能非常强大。 EAServer是Sybase公司的一个独具特色的应用服务器，它融合了组件事务处理服务器和动态页面服务器的功能。 3．强大的Wed应用开发能力
机器人手臂机构毕业设计(论文)
浙江工贸职业技术学院 毕业设计（论文）课题名称：机器人手臂机构
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
割草机器人毕业设计
割草机器人毕业设计 【篇一：割草机器人自动避障系统设计】 摘要 自动避障系统是割草机器人关键模块之一，是割草机器人自主、安全行走前提。本文首先对国内外市场上现存的智能割草机器人进行 了介绍和比较，指出了现在智能割草机器人研制过程中需要注意的 关键技术，并结合以往的成功经验和现在的实际需求，选择易于实 验的小车结构。stc89c52单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。本课题以设计割草机器人自动避障为目的，采用stc89c52单片机作为控制核心，采用超声波传感器来检查路面上的障碍，来控制执行机构的自动避障， 从而使执行机构完成左转、右转和后退的动作。其中采用的技术主 要有：（1）超声波传感器的有效应用，（2）显示器的使用，（3）通过编程来控制执行机构的运动。 关键词：stc89c52单片机，超声波传感器，执行机构，显示器abstract automatic obstacle avoidance system is one of the key module robot mowers mowing robot, is independent, safe walking premise. this paper firstly introduced and compared to the domestic and foreign existing in the market of intelligent robot mowers, points out the key technologies in the development process of the intelligent robot mower now, combined with the successful experiences and actual demand now, select the vehicle structure is easy to experiment.stc89c52scm is the macro crystal technology, the introduction of a new generation of high / low power / super anti-jamming mcu, the instruction code is fully compatible with traditional 8051 scm, 12 clock / machine cycle and 6 clock / machine cycle can be arbitrarily chosen. the design of automatic obstacle avoidance for robot mower, using stc89c52 micro-controller as control core, using ultrasonic sensors to check the road barriers, automatic obstacle avoidance control actuator, the actuator to complete the left, right and back action. the main technology:(1)the effective application of
机械手毕业论文.
毕业设计论文题目：气动机械手的设计 设计人： 指导教师： 所属院系： 专业班级： 2014年11月10日
第1章前言 1.1工业机械手概述 工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很
计算机专业毕业设计说明书
计算机专业毕业设计说明书（论文）写作方法指导（仅供参考）毕业设计论文是毕业设计工作的总结和提高，与从事科研开发工作一样，必须有严谨求实的科学态度。毕业设计论文应有一定的学术价值和实用价值，能反映出作者所具有的专业基础知识和分析解决问题的能力。 在毕业设计期间，尽可能多地阅读文献资料是十分重要的，这不仅能防止重复研究，而且可为毕业设计做好技术准备，还可以学习论文的写作方法。一篇优秀的论文对启发思维，掌握论文的写作规范很有帮助。 论文的写作方法多种多样，并没有一个固定的格式，下面仅对论文中几个主要部分的写作方法提出一点参考性意见。 一、前言部分 前言部分也常用“引论”、“概论”、“问题背景”等作为标题，主要介绍论文的选题。 首先阐明选题的背景和选题的意义。选题需强调实际背景，说明在计算机研究中或部门信息化建设、管理现代化等工作中引发该问题的原因，问题出现的环境和条件，解决该问题后能起什么作用等。结合问题背景的阐述，使读者感受到此选题确有实用价值和学术价值，确有研究或开发的必要性。 前言部分常起画龙点睛的作用。选题实际又有新意，意味着研究或开发的方向对头，设计工作有价值。对一篇论文来说，前言写好了，就会吸引读者，使他们对你的选题感兴趣，愿意进一步了解你的工作成果。 二、综述部分 任何一个课题的研究或开发都是有学科基础或技术基础的。综述部分主要阐述选题在相应学科领域中的发展进程和研究方向，特别是近年来的发展趋势和最新成果。通过与中外研究成果的比较和评论，说明自己的选题是符合当前的研究方向并有所进展，或采用了当前的最新技术并有所改进，目的是使读者进一步了解选题的意义。 综述部分能反映出学生多方面的能力。首先，反映学生中外文献的阅读能力。通过查阅文献资料，了解同行的研究水平，在工作中和论文中有效地运用文献，这不仅能避免
智能机器人设计毕业论文
目录 第1章、绪论 (2) 1、1智能机器人技术发展的重要意义 (2) 1、2国内外机器人的发展史 (2) 1、2、1 国外机器人的发展历史 (2) 1、2、2 国内机器人的发展历史 (3) 1、3服务机器人的特点关键技术 (3) 1、4本论文的主要研究内容 (4) 1、5本章小结 (4) 第2章、物体检测与报警机器人的总体设计 (5) 2、1概述 (5) 2、2主要组成 (5) 2、2、1 头部旋转机构 (5) 2、2、2 主体部 (6) 2、2、3 电机 (6) 2、3主要技术参数 (7) 2、4、电机的选型 (7) 2、4、1 驱动机构的组成、 (7) 2、4、2 步进电机的选型比较 (8) 2、4、3 步进电机的选型计算 (9) 2、5蜗轮蜗杆传动的选型设计 (11) 2、6电机的效核.................................... 错误!未定义书签。 2、7轴的较核及联件的选型.......................... 错误!未定义书签。 2、7、1、蜗杆轴的较核、......................... 错误!未定义书签。 2、7、2、蜗杆轴上轴承的选型..................... 错误!未定义书签。 2、7、 3、蜗轮轴的较核、......................... 错误!未定义书签。 2、7、4、蜗轮轴上轴承的选型..................... 错误!未定义书签。 2、7、5、键的较核............................... 错误!未定义书签。 2、7、6、联轴器的选型........................... 错误!未定义书签。 2、8本章小结...................................... 错误!未定义书签。第3章、驱动机构及其控制方式........................ 错误!未定义书签。 3、1、概述........................................ 错误!未定义书签。 3、2步进电机及其控制系统.......................... 错误!未定义书签。 3、2、1 步进电机的工作特性、..................... 错误!未定义书签。 3、2、2 步进电机的开环控制系统................... 错误!未定义书签。 3、3本章小结...................................... 错误!未定义书签。结束语............................................... 错误!未定义书签。
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
计算机软件毕业设计论文
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 1引言 1.1背景意义 长期以来，我国高等院校使用传统的人工方式和单机方式管理科研、办公、会议记录等信息。传统的人工管理方式存在着许多缺点，如效率低、保密性差、成本高和存储量小，时间一长，将产生大量的冗余文件和数据，要从大量的文件和数据获取需要的信息时，查找工作十分繁重;单机管理方式虽然克服了人工管理方式的一些缺陷，如可以按时间、内容、关键字等进行检索，但该方式还存在一些其它方面的缺点，如灵活性差、数据库安全性受到限制、应用程序不能分布式使用等。 随着计算机技术和网络技术的发展，现代化办公已经走入各行各业各阶层，传统的人工或单机管理方式已经无法满足高校办公现代化的要求。为了树立高校“以人为本”的管理模式，以应对日益加快的科技工作节奏，使高校信息管理科学化、规范化、现代化，自主开发一个旨在实现高校在校园网上提供办公信息管理服务，开展网上信息管理活动，推行新的管理手段以提高工作效率，实现网上信息的共享和协同管理。 1.2管理信息系统现状及发展趋势 1.2.1管理信息系统现状 管理信息系统（简称MIS）是在管理科学、系统科学、计算机科学等的基础上发展起来的综合性边缘科学。是一个人机系统，同时它又是一个一体化集成系统，是信息系统的一个子系统，它以计算机技术、通讯技术和软件技术为技术基础，同时将现代管理理论、现代管理方法及各级管理人员融为一体，最终为某个组织整体的管理与决策服务，是由人和计算机组成的能进行管理信息的收集、传递、存储、加工、维护和使用的系统。在21世纪信息高速发展的时代中，管理信息系统具有很重要的作用，它的预测和辅助决策的功能，即利用现代管理的决策和支持。 1.2.2管理信息系统发展趋势 信息在社会和经济的发展中所起的作用越来越为人们所重视。信息资源的开发利用水平成为衡量一个国家综合国力的重要标志之一。计算机作为信息处理的工具，为适应数据处理需求的迅速提高，满足各类信息系统对数据管理的要求，在文件系统的基础上发展基础数据库系统，数据库方法针对事物处理中大量数据管理需求。我国自从80年代上半期，国家计委统计局计算中心在第一次全国人口普查、工业普查中使用了数据库管理技术以来，随着微机管理系统的推广，数据库信息管理系统的应用逐渐展露头脚,但是由于起步晚的原因以及当代技术的占有独享性质,导致我国虽然在这方面发展迅速但是发展规模普遍都是中小型方向而且运作机制还很不完善。 2. 需求分析 2．1系统概述
工业机器人设计论文
摘要 在生产过程工业机械手是模拟人手动作的机械设备，它可以替代人工搬运重物或单调，在高粉尘，高温，有毒，易燃，放射性和其他相对较差的工作环境。机器人可用于在生产过程中的自动化抓住并移动工件自动化设备，它是在生产过程的机械化和自动化，开发出一种新的类型的设备。近年来，随着电子技术，特别是计算机的广泛使用机器人的开发和生产的高科技领域已成为迅速发展起来的一项新兴技术，它更促进机器人的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能够代替人类完成危险、减轻人类劳动强度、重复枯燥的工作，提高劳动生产力。 本设计是关于三自由度的圆柱形机械手。利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。其包括夹持器、小臂、大臂和底座。明确合理的设计思路，确定了机械手工作原理并对然夹持器、气缸、步进电机、轴承进行了校核计算并附带了简图并对零件的质量、重心、惯性主轴和惯性力矩进行辅助设计计算，可以大大减轻在设计过程中繁琐计算及校核步骤。 关键字：机械手，气缸，校核。
Abstract Industrial manipulator is the mechanical equipment which is used in the production process and simulate to the behave of hands with electrical integration. It can carry heavy objects and work in the harsh environment which is high temperature, poisonous ,full of dust, flammable and combustible monotonous and full of radioactive substance instead of people. Manipulator is a automatic device which is used in the automatic production process and it can carry and move things. It is a new device which is developed in the mechanization and automatic production process. In recent years , with the widely used of electronic technique especially the electronic computer. The research and production of robot has became a new technology which is developing rapidly in the high-tech industry . It promotes the development of manipulator. It makes the combination of the manipulator with mechanization and automation become easier . Manipulator can complete the dangerous and boring work instead of people. It can reduce labour intensity of people and raise the labour productivity . This design is a cylindrical manipulator which is related to delta degrees of freedom. It designs and draws the picture with Auto cad software ,it includes holder, a small arm, the big arm and the base. The clear and reasonable thinking determines the working principle of the manipulator . This also checks and calculates the holder, cylinder, stepper motor and bearing. Apart from this , it contains some pictures and design and measure the quality , barycentre principal axis of inertia and force of parts. It can greatly reduce the complicated calculation and check in the design process. Keywords: robot, cylinder, checking