桌面型串联关节式机器人示教仿真软件开发毕业设计论文
一般6R关节式机器人运动仿真分析及系统开发
此外,研究了运动学逆解的存在性、多解性和最优解等问题,进行了奇异位姿状态的分析过程,并且通过权重法和逆解求取流程解决了逆解ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ优解选取的问题。然后对运动学,工作空间和轨迹规划等内容进行了仿真分析。
在Robotics Toolbox模块中完成了PR05型号数学模型的建立,实现了其运动学正逆解的仿真过程,检验了正逆解算法和方程的有效性。此外,使用了蒙特卡洛方法绘制了目标的理论和实际的工作空间,并进行了相关轨迹规划的模拟仿真,得到了各运动关节的仿真曲线以及末端的运动轨迹。
最后设计开发了运动仿真系统软件。对运动仿真系统进行了需求分析,并确定了系统实现途径。
一般6R关节式机器人运动仿真分析及系统开发
随着机器人技术的不断成熟发展,越来越多的机器人在生产制造等行业中大显身手,而机器人系统仿真技术的重要性也随之日益凸显。机器人仿真技术便是在不涉及实体硬件和具体作业场景的状况下,使用计算机相关图像技术,建立一个可进行人机交互的虚拟三维环境,并据此对其作业运动实行仿真。
通过Visual C++和OpenGL建立了三维绘图环境,构建了仿真系统程序的开发框架。详细阐述了运动仿真系统软件的的总体设计及功能框架,着重介绍了用户界面、模型建立、运动控制、逆解计算、轨迹规划和仿真再现等模块的设计界面和程序编写思路。
毕业设计四自由度机器人
毕业设计四自由度机器人毕业设计题目:四自由度机器人的设计与控制一、引言四自由度机器人是一种常见的工业机器人,其基础结构包括底座、臂部、腕部和末端执行器。
在工业生产线上,四自由度机器人广泛应用于装配、焊接、喷涂等需要精确操作的工艺环节。
本篇毕业设计论文将对四自由度机器人的设计与控制进行研究和分析。
二、机器人的设计1.结构设计:为了实现机器人的灵活和精确操作,我们将设计一个四自由度机器人。
该机器人的结构由底座、臂部、腕部和末端执行器组成。
底座提供了机器人的稳定性和机动性,臂部负责机器人进行大范围的空间运动,腕部通过关节连接臂部和末端执行器,末端执行器完成具体的操作任务。
2.运动学设计:机器人的运动学设计是机器人设计中的重要一环。
我们将采用世界坐标系和本体坐标系的方法,建立逆运动学模型和正运动学模型,以实现机器人的运动控制。
具体设计中,我们将采用符号法推导机器人的运动学方程,通过求解并进行数值模拟验证,实现机器人的精确运动。
三、机器人的控制1.控制系统设计:机器人的控制系统是实现机器人精确操作的核心。
我们将采用开环控制和闭环控制相结合的方法,设计机器人的控制系统。
开环控制系统通过预设关节角度实现机器人的运动,闭环控制系统通过传感器反馈实时监控机器人的运动,并进行误差修正,实现机器人的精确操作。
2.控制算法设计:我们将采用PID控制算法对机器人进行控制。
PID控制算法具有稳定性好、计算简单等优点,适用于工业机器人的控制。
我们将根据机器人的运动学特性,根据机器人的误差信号设计合适的PID参数,以优化机器人的运动轨迹和操作精度。
3.编程与仿真设计:为了验证机器人的设计和控制系统的有效性,我们将使用MATLAB和Simulink进行编程和仿真设计。
通过编写机器人运动学模型和控制算法的代码,并在Simulink中搭建机器人的控制系统,实现机器人精确操作的仿真。
四、总结本篇毕业设计论文对四自由度机器人的设计与控制进行了研究和分析。
毕业设计(论文)-上肢康复机器人结构设计及运动仿真(结构设计)(全套cad图)[管理资料]
第1章绪论概述据报道,,占全国人口的11%,。
在老龄人群众中有大量的脑血管疾病或神经系统疾病患者,这类患者多数伴有偏瘫症状[1]。
近年由于患心脑血管疾病使中老年患者出现偏瘫的人数不断增多,而且在年龄上呈现年轻化趋势。
与此同时,由于交通运输工具的迅速增长,因交通事故而造成神经心痛损伤或者肢体损伤的人数也越来越多。
在我国数以百万计的有神经科疾病病史和受到过意外伤害的患者需要进行康复治疗,仅以中风为例,每年大约有600,000中风幸存者,其中的二百万病人在中风后存在长期的运动障碍。
随着国民经济的发展,这个特殊群体已得到了更多人的关注,为了提高他们的生活质量,治疗、康复和服务于他们的产品的技术和质量也在相应地提高。
随着机器人技术和康复医学的发展,在欧洲、美国和日本等国家,医疗康复机器人的市场占有率呈逐年上升的趋势,仅预测日本未来机器人市场,2005年医疗、护理、康复机器人的市场份额约为250,000美元,而到2010年将上升到1,050,000美元,其增长率在机器人的所有应用领域中占据首位。
因此,服务于四肢的康复设备的研究和应用有着广阔的发展前景[2]。
康复机器人是康复设备的一种类型。
康复机器人技术早已广受世界各国科研工作者和医疗机构的普遍重视,其中以欧美和日本的成果最为显著。
在我国康复医学工程虽然得到了普遍的重视,而康复机器人研究仍处于起步阶段,一些简单康复器械远远不能满足市场对智能化、人机工程化的康复机器人的需求,有待进一步的研究和发展。
由于康复训练机器人要与人体直接相连,来带动肢体进行康复训练,所以对驱动器的安全性、柔性的要求较高。
康复肢体运动功能用机械肢体组合系列机器人,是多种同类机器人属于机器人领域,解决了本人发明的实用新型专利半身不遂患者康复学步机,只能带动人的大小臂大小腿康复运动功能,而不能带动手脚各关节运动的重大不足,主要技术特征是将半身不遂患者康复学步机略加改进后,在学步机的小臂绞链杆上安装了可以带动人手腕关节手指各个关节都能运动的机械手托板,在小腿铰链杆上安装了可以带动人脚踝脚指各个关节都能运动的机械脚托板后实现的,用途是康复肢体运动功能,带动患肢的各个关节、每块骨骼、每块肌肉、每个筋键、每条神经都在作患者万分渴望而大脑又支配不了的动作,通过较长时间的被动运动锻炼,最终使残疾人患肢的主动运动功能得到康复。
毕业设计(论文)-下肢康复机器人设计[管理资料]
第1章绪论概述康复机器人是近年出现的一种新型机器人,它的主要作用有两方面,一是帮助由于疾病而造成偏瘫,或者因意外伤害造成肢体运动障碍的人恢复提高运动能力,称为康复训练机器人是作为一种辅助装置代替失去运动能力的肢体完成一部分动作,称为机器人假肢。
康复机器人作一种自动化设备,可以帮助患者进行科学而又有效的康复训练,使患者的运动机能得到更好的恢复。
康复机器人由计算机控制,并配有相应的传感器和安全系统,可以自动廉价康复训练效果,根据病人的实际情况自动调节运动参数,实现最佳训练。
康复机器人在原理上和工业机器有很大的区别,它也不限于一般的体育运动训练器材。
它直接作用于人体,与人在同一个作业空间工作,人与机器人作为一个整体而协调运动。
康复机器人成果包括以下三方面技术:手部康复训练机器人:手及腕部康复训练。
手臂康复训练机器人:手臂康复训练。
下肢康复训练机器人:行走功康复训练。
康复机器人技术得以传化为产品对于提高患者康复质量,减少患者的病痛,减轻社会负担具有重要的实际意义。
由于各种原因而患有一侧肢体运动障碍的患者人数很多,随着生活水平的提高对康复治疗的需求也会越来很大,康复机器人将有很好的市场前景。
这项技术在欧美等国家自得到普遍重视,康复机器人成果的转化可能会带动一个新兴的机器人产业的发展,这将对国民经济的发展发挥重要作用。
下肢康复机器人研究现状康复机器人的生产发展康复机器人是帮助残疾人解决生活中活动困难的一种工具,它可以在家里或在工作场所使用,使残疾人获得更强的生活能力,并相当大地提高他们的生活质量。
康复机器人现在已经由科学幻想走进了现实生活之中过去几年,康复机器人在欧洲已经有所发展,一些欧洲企业在技术开发及投资方面给予了支持目前已有两种康复机器人打人了市场,即Hmdv l及MANus,它们都是欧洲生产的Handy 1有5个自由度,残疾人可利用它在桌面高度吃饭;MANUs 是一种装在轮椅上的仿人形的手臂,它有6(或7)个自由度,其工作范围可由地面到人站立时达到的地方,不过,康复机器人进人市场的过程却非常缓慢,许多人仍然把它看作是一项未来的技术显然,要想在实际生活中很好地利用康复机器人。
串联机器人论文:四自由度串联机器人运动控制系统的二次开发
串联机器人论文:四自由度串联机器人运动控制系统的二次开发【中文摘要】随着机器人技术的快速发展,机器人在各个领域中的作用越来越重要。
通过对机器人运动控制系统的二次开发可以实现对机器人的远程控制,并在此基础上进行机器人远程运动学分析。
这对扩大机器人的控制范围,加快机器人技术的发展,提高工业自动化水平有重要的理论价值和实用价值。
本文的研究对象为四自由度串联机器人,研究了其运动控制系统二次开发的问题,主要内容如下:(1)针对机器人的网络控制模式问题,利用机器人的运动控制系统开发了一个基于B/S模式的机器人远程控制系统,此系统具有良好的扩展性和资源共享性,而且便于非技术人员操作。
(2)在模式的实现方面,采用通用网关接口技术解决Web交换与机器人系统控制信息交换之间无法耦合的问题。
通过分析机器人运动控制卡的函数库,开发了模式所需的远程控制程序,为远程控制目标的实现提供条件,也为二次开发的后续进行提供技术基础。
(3)结合机器人运动学分析的问题,采用D-H方法建立了四自由度串联机器人的运动学模型,并通过对运动学方程逆解的研究,建立了一种远程运动学逆解的求解方法。
(4)通过实验测试,对四自由度串联机器人运动控制系统的二次开发,远程控制系统的功能达到了预期的效果,...【英文摘要】With the rapid development of robot technology, the robot play a more and more important role in every field.Redevelopment of motion control system on robot can achieve remote control of the robot, through which remote kinematics analysis of the robot can also be realized. It has important theoretical and practical value in expansion of the robotic control range, accelerative development of robot technology and improvement of industrial automation level. The thesis is based on 4-DOF serial robot, researchi...【关键词】串联机器人二次开发远程控制 B/S模式运动学【英文关键词】serial robot redevelopment remote control B/S mode kinematics【目录】四自由度串联机器人运动控制系统的二次开发致谢4-5摘要5-6Abstract6 1 绪论9-17 1.1 课题的研究意义9-11 1.2 国内外研究现状11-15 1.2.1 国外研究现状11-14 1.2.2 国内研究现状14-15 1.3 论文的主要研究内容15-17 2 机器人运动控制系统分析17-25 2.1 机器人的运动控制系统17-22 2.1.1 机器人的结构18-20 2.1.2 运动控制系统的工作原理20-22 2.2 二次开发的思路22-24 2.2.1 二次开发的语言23-24 2.2.2 二次开发的基本要求24 2.3 本章小结24-25 3 远程控制系统的开发25-45 3.1 远程控制系统的结构组成25-29 3.1.1 系统的结构模式25-28 3.1.2 系统的组成28-29 3.2 远程控制系统的网络通信29-34 3.2.1 通信模型29-31 3.2.2 通信协议31-34 3.3 远程控制程序的开发34-39 3.3.1 CGI 接口技术34-36 3.3.2 数据的传送与解码36-38 3.3.3 运动控制程序的编写步骤38-39 3.4 远程控制系统的服务器39-44 3.4.1 网络服务器39-41 3.4.2 网络服务器的建立41-44 3.5 本章小结44-45 4 远程运动学求逆的开发45-59 4.1 机器人运动学方程45-51 4.1.1 坐标系的建立45-47 4.1.2 运动学参数的确定47-48 4.1.3 位姿矩阵的求解48-51 4.1.4 运动学方程的建立51 4.2 机器人运动学方程的逆解51-52 4.3 机器人远程运动学求逆52-58 4.3.1 逆解数学表达式52-56 4.3.2 远程运动学求逆56-58 4.4 本章小结58-59 5 远程控制系统的测试59-71 5.1 系统的集成结构59-61 5.2 信号设置61-63 5.3 运动模式分析63-68 5.4 实验测试与分析68-70 5.5 本章小结70-71 6 总结与展望71-73 6.1 本文总结71-72 6.2 创新点72 6.3 研究展望72-73参考文献73-77作者简介77-78学位论文数据集78。
六自由度桌面型串联关节式机器人RBT-6TS01S实验指导书
RBT-6T/S01S桌面型串联关节式机器人实验指导书工业大学博实精密测控##公司目录实验1机器人的认识 (1)1.1 实验目的 (1)1.2 实验设备 (1)1.3 实验原理 (1)1.4 实验步骤 (4)1.5 须知 (6)实验2机器人的机械系统 (7)2.1 实验目的 (7)2.2 实验设备 (7)2.3 实验原理 (7)2.4 实验步骤 (12)2.5 须知 (14)实验3机器人的控制系统 (15)3.1 实验目的 (15)3.2 实验设备 (15)3.3 实验原理 (15)3.4 实验步骤 (19)3.5 须知 (21)实验4机器人示教编程与再现控制 (22)4.1 实验目的 (22)4.2 实验设备 (22)4.3 实验原理 (22)4.4 实验步骤 (23)4.5 思考题 (24)4.6 须知 (24)实验5机器人坐标系的建立 (25)5.1 实验目的 (25)5.2 实验设备 (25)5.3 实验原理 (25)5.4 实验步骤 (27)5.5 思考题 (31)实验6机器人正运动学分析 (33)6.1 实验目的 (33)6.2 实验设备 (33)6.3 实验原理 (33)6.4 实验步骤 (33)6.5 思考题 (36)实验7机器人逆运动学分析 (37)7.1 实验目的 (37)7.2 实验设备 (37)7.3 实验原理 (37)7.4 实验步骤 (38)7.5 思考题 (41)实验8机器人的搬运装配实验 (42)8.1 实验目的 (42)8.2 实验设备 (42)8.3 实验原理 (42)8.4 实验步骤 (42)8.5 须知 (44)实验1 机器人的认识1.1 实验目的1、了解机器人的机构组成;2、掌握机器人的工作原理;3、熟悉机器人的性能指标;4、掌握机器人的基本功能与示教运动过程。
1.2 实验设备1、RBT-6T/S01S机器人一台;2、RBT-6T/S01S机器人控制柜一台;3、装有运动控制卡和控制软件的计算机一台;4、轴和轴套各一个。
关节机器人毕业设计说明书[管理资料]
目录第一章绪论 (1)引言 (1)机器人的特点 (1)机器人的构成与分类 (1)国内外机器人技术的发展现状 (2) (4)、基本要求与方法 (6)第二章机器人传动方案设计 (7)机器人的工作要求 (7)机器人驱动方式的选择 (8)液压驱动 (8)气压驱动 (9)电机驱动 (9) (10)减速装置的对比分析与选择 (10)行星齿轮传动 (10) (11)机器人传动方案的确定 (15) (15)六自由度机械手前臂机构设计 (16)第三章机器人前臂结构设计计算 (17)腕部俯仰关节带传动设计 (17) (20)同步齿形带传动设计 (21)第一关节轴的设计及校核 (23)伺服电机的选择 (23)轴的结构设计计算 (23)轴的校核 (26)轴的工作图 (28) (28) (29)伺服电机的选择 (29)轴的结构设计计算 (30)轴的校核 (31)轴的工作图 (34) (34)第四章总结 (36)致谢................................................................................................ 错误!未定义书签。
参考文献. (37)第一章绪论引言我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力同,是一种具有高度灵活性的自动化机器。
”机器人技术是建立在机械、微电子、控制、人工智能技术等基础上的一门机电一体化的高新技术。
机器人诞生于二十世纪50 年代,目前已经发展到第三代智能机器人。
纵观机器人发展的历史和高新技术的发展趋势,机器人已经成为现代化工业发展中不可缺少的必备工具。
因此各工业发达国家非常重视机器人技术,一个世界范围的机器人研制热潮正方兴未艾。
机器人的特点机器人最显著的特点有以下几个::生产自动化的进一步发展是柔性自动化。
毕业设计-二自由度机器人的结构设计与仿真
二自由度机器人的结构设计与仿真学院:专业:姓名:指导老师:机械与车辆学院机械电子工程学号:职称:教授中国·XX二○一二年五月毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺:本人承诺呈交的毕业设计《二自由度机器人的结构设计与仿真》是在指导教师的指导下,独立开展研究取得的成果,文中引用他人的观点和材料,均在文后按顺序列出其参考文献,设计使用的数据真实可靠。
本人签名:日期:年月日二自由度机器人的结构设计与仿真摘要并联机器人有着串联机器人所不具有的优点,在应用上与串联机器人形成互补关系。
二自由度并联机器人是并联机器人家族中的重要组成部分,由于结构简单、控制方便和造价低等特点,有着重要的应用前景和开发价值。
本论文研究了一种新型二自由度平移运动并联机构,该并联机构采用类五杆机构,平行四边形刚架结构来实现,可有效地消除铰链间隙,提高动平台的工作性能,同时有抵抗切削颠覆力矩的能力。
根据该二自由度平面机构的工作空间,利用平面几何的方法求得连杆的长度,并通过Pro/E软件进行仿真检验,并通过软件仿真的方式,优化连杆长度,排除奇异点,同时合理设计机械结构的尺寸,完成结构设计。
对该二自由度并联机器人,以Pro/E为平台,建立两自由度平移运动并联机器人运动仿真模型,验证了机构的实际工作空间和运动情况。
最后指出了本机构的在实际中的应用。
并使用AutoCAD软件进行了重要装置和关键零件的工程图绘制工作,利用ANSYS 软件分析了核心零件的力学性能。
研究结果表明,本文所设计的二自由度机器人性能良好、工作灵活,很好地满足了设计指标要求,并已具备了一定的实用性。
关键词:二自由度;并联机器人;仿真;结构设计;Pro/E2-DOF robot structure design and simulationAbstractParallel robot has a series of advantages of the robot does not have to form a complementary relationship between the application and the series robot. The 2-DOF parallel robot is an important part of the family of parallel robots. The structure is simple, convenient and cost control and low, with significant potential applications and the development value. In this thesis, a new 2- DOF translational motion parallel mechanism, the analogous mechanism for class five institutions, parallelogram frame structure, which can effectively eliminate the hinge gap and improve the performance of the moving platform, while resistance to cutting subvert the torque capacity.The working space of the 2-DOF planar mechanism, the use of plane geometry to obtain the length of the connecting rod, and the Pro/E software simulation test, and software simulation to optimize the connecting rod length, excluding the singular point, while the size of the rational design of mechanical structure, complete the structural design. And important equipment and key parts of the engineering drawings using AutoCAD software, using ANSYS software to analyze the mechanical properties of the core parts.The 2-DOF parallel robot to the Pro/E platform, the establishment of the 2-DOF of translational motion parallel robot simulation model to verify the organization's actual work space and movement. Finally, this institution in the practical application. The results show that the combination of good motor performance of the 2-DOF parallel robot,good to meet the index requirements, and already have a certain amount of practicality.Keywords: 2-DOF; parallel robot; simulation; structural design; Pro/E目录1前言 (1)1.1本课题的研究背景及意义 (1)1.1.1什么是机器人 (1)1.1.2机器人技术的研究意义 (1)1.2机器人的历史与发展现状 (2)1.2.1机器人的发展历程 (2)1.2.2机器人的主要研究工作 (3)1.2.3少自由度机器人的发展历程 (4)1.3本课题的研究内容 (5)2二自由度机器人系统方案设计 (7)2.1二自由度并联机器人机构简介 (7)2.2执行机构方案设计及分析 (7)3二自由度机器人的结构设计与运动分析 (8)3.1已知设计条件及参数 (8)3.1.1连杆机构自由度计算 (8)3.1.2五杆所能达到的位置计算 (8)3.2对机构主体部分的运动学逆解分析 (10)3.2.1位置分析 (10)3.2.2速度与加速的分析 (11)3.3受力分析 (12)4基于Pro/E软件环境下二自由度机器人的结构设计 (16)4.1 Pro/E软件简介 (16)4.2驱动元器件的选择 (17)4.2.1步进电机的选择 (17)4.2.2联轴器选择 (18)4.3平面连杆机构的结构参数确定 (19)4.4输入轴的设计 (20)4.5安装支架的参数确定 (21)5基于Pro/E软件环境下的机器人装配及动态仿真 (23)5.1虚拟装配过程 (23)5.1.1连杆机构的装配 (23)5.1.2安装支架的装配 (24)5.1.3完成二自由度机器人的最终装配 (24)5.2基于Pro/E软件环境下的动态仿真 (25)6基于AutoCAD软件环境下的机械结构设计 (31)6.1AutoCAD软件简介 (31)6.2平面连杆机构的结构设计 (32)6.3机架的结构部件图绘制 (33)6.4二自由度机器人工程图绘制 (34)7基于Ansys软件环境下的有限元分析 (36)7.1Ansys软件简介 (36)7.2对输入轴的有限元分析 (37)7.3对输入连杆的有限元分析 (37)8 总结与展望 (40)8.1课题研究工作总结 (40)8.2研究展望 (41)参考文献 (42)致谢 (44)附录(一) (45)附录(二) (52)1前言机器人技术是一门光机电高度综合、交叉的学科,它涉及机械、电气、力学、控制、通信等诸多方面。
关节机器人毕业设计
关节机器人毕业设计关节机器人毕业设计近年来,随着科技的不断发展,机器人技术逐渐成为人们关注的焦点。
在这个领域中,关节机器人作为一种重要的研究方向,吸引了众多学子的关注。
关节机器人不仅能模拟人体关节的运动,还能在工业生产、医疗护理等领域发挥重要作用。
因此,关节机器人的毕业设计成为了很多工程学子的首选。
关节机器人的毕业设计涉及多个学科,包括机械设计、电路控制、传感器技术等。
首先,机械设计是关节机器人毕业设计中不可或缺的一环。
学生需要根据机器人的功能需求,设计出合适的机械结构。
这个过程需要考虑到机器人的运动范围、力学特性以及工作环境等因素。
同时,学生还需要运用CAD软件进行三维建模,以便进行仿真分析和优化设计。
其次,电路控制是关节机器人毕业设计中的另一个重要环节。
学生需要设计出适合机器人运动控制的电路系统。
这个过程需要学生熟悉各种电子元器件的工作原理,以及如何进行电路的布线和焊接。
同时,学生还需要编写相应的控制程序,实现对机器人的精确控制。
这需要学生具备扎实的电子技术基础和编程能力。
传感器技术也是关节机器人毕业设计中的重要一环。
传感器可以感知机器人周围的环境和状态,从而实现对机器人的智能控制。
学生需要选择合适的传感器,并将其与机器人的电路系统进行连接。
此外,学生还需要编写相应的程序,实现传感器数据的采集和处理。
这个过程需要学生具备一定的电子技术和编程知识。
关节机器人毕业设计的难度较大,需要学生具备扎实的理论基础和实践能力。
因此,学生在进行毕业设计之前,需要系统学习相关的课程,包括机器人学、控制工程、电子技术等。
同时,学生还可以参加一些相关的比赛和项目,提升自己的实践能力和团队合作能力。
关节机器人毕业设计的成果不仅仅是一台机器人,更是学生们多年学习和实践的结晶。
通过这个过程,学生能够将所学的理论知识应用到实际工程中,提升自己的综合素质和解决问题的能力。
同时,关节机器人毕业设计也为学生未来的职业发展提供了很好的机会。
平面关节式教学机器人设计
平面关节式教学机器人设计毕业设计中文摘要本次设计的课题为平面关节式教学机器人,通过对平面关节式教学机器人的开发设计,为我学院选修课《机械手与机器人》提供一个可以直观感受关节坐标式机器人的教学工具,该设计完成后经过进一步的试验设计可以实现该课程的实践教学,丰富该课程的教学手段、提高教学水平。
本文主要对平面关节式机器人的结构进行了优化设计,包括机器人的底座、轴、大臂、小臂等零件进行了更加细致的设计,减轻了各个零件的质量,使结构尺寸设计的更加合理,对零件的各个部分进行了更加细致的分析和设计,同时考虑了实际装配的一些问题,对零件进行了合理的工艺处理,对需要配合的地方给出了合理的配合,使结构更加符合教学机器人结构简单、价格便宜、操作方便等特点。
关键词机器人教学关节 SCARA毕业设计外文摘要目录1 引言 (1)1.1研究背景及现状 (1)1.2课题研究的意义 (2)1.3SCARA机器人本体结构 (2)2SCARA型机器人臂结构的设计 (4)2.1 电机的设计计算 (4)2.2轴的设计 (5)2.2.1轴的材料选择 (5)2.2.2估计轴的最小直径 (5)2.2.3 轴的结构设计 (5)2.2.4轴的校核 (8)2.3SCARA型机器人的底座机构关键零件的设计 (9)2.4 大臂的结构设计 (11)2.5小臂的结构设计 (12)2.6SCARA型机器人大臂与小臂连接处关节设计 (13)2.7电机托设计 (14)2.8SCARA型机器人手腕的设计 (16)2.8.1 滚珠丝杠花键轴的选择 (18)2.8.2 同步带的选择 (21)3平面关节式教学机器人的总体装配图 (23)4润滑 (24)结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录一设备使用说明书 (28)附录二三维装配图 (29)附录三外购件明细表 (30)1 引言SCARA机器人很类似人的手臂的运动,它包含肩关节、肘关节和腕关节来实现水平和垂直运动,在平面内进行定位和定向,是一种固定式的工业机器人。
机械机器人模拟仿真毕业设计
有三类:分层递阶结构(Hierarchical architechure)、行为系统(Behavior system)和黑 板系统(Blackboard system)。 2.信息感知信息感知来源于传感器。对传感器来说, 最主要的两个品质是可靠性和带宽(实时性)。目前自主式智能移动机器人普遍使 用的传感器有:声纳、红外、激光扫描、摄像机和陀螺等。每种传感器各有利弊, 于 是 人 们 自 然 想 到 了 " 取 长 补 短 ", 也 即 多 传 感 器 集 成 和 融 合 (Multisensor integration and Fusion),其优点在于提供了信息冗余、互补和适时(Timeliness),从而 提高了信息的可靠性。 3.智能移动机器人控制 (1)建模根据所受约束的不同,可 以将控制系统分为完整(Holonomic)系统和非完整(Nonholonomic)系统。约束条件 能够以位形变量显式代数方程描述的系统,即为完整系统;约速条件为不完全可积 的微分方程则为非完整系统。智能移动机器人是典型的非完整系统。目前,智能 移动机器人普遍使用的运动学模型为基于机器人几何中心或轮轴线中心的时间 微分方程,该模型物理意义明确。为避免繁琐的时间微分,E.T.Baumgartner 选择了 独立变量,建立独立于时间变量的运动学模型,并由此实现了对速度的独立调节。 最近,链式(Chained form)方程和幂式(Power form)方程用于描述一类非完整系统。 该模型虽然描述的是非线性系统,但具有良好的线性结构,基于此可开环类解耦控 制、闭环反馈稳定控制,特别适用于带有拖车的智能移动机器人。 (2)定位 (Localization) 定位是智能移动机器人控制中的关键问题,其准确性和精度直接影 响规划的实现,从而影响整个系统的性能。定位有静态定位和动态定位之分。静 态定位每次将传感器得到的环境信息和环境的先验模型相匹配来定位,计算量大, 很难满足实时性要求。最常用的定位方法为推算航行法(Dead reckoning),即依靠 内部里程表沿着经过的路径对轮子的旋转进行计量。这种方法简单,容易实现,但 由初始位姿误差、运动学模型误差以及运动过程中的不确定扰动(如与地面发生 相对滑动)等会引起累积误差,严重影响定位精度,特别对于长距离运动的机器人 的影响将是灾难性的。为了克服以上缺点,人们采用动态定位,即将外部传感器获 得的信息与推算航行法的信息进行融合,以获取高精度定位。融合方法多用 Kalman 滤波进行最小方差估计和基于模糊逻辑进行模糊推理。(3)控制及其稳定 性智能移动机器人的控制困难在于机器人平面运动具有三个自由度,即平面位置 和方位,而控制只有二个自由度,即两个驱动轮的速度或机器人的平移速度和转动 速度。Samson 指出,智能移动机器人开环可控。但不存在光滑的时不变稳定状态
五自由度关节型机器人的结构设计及其仿真分析 毕业设计
摘要机械手因其较高灵活性和通用性,在生活、制造等各个领域中都扮演着极其重要的角色。
它可以搬运货物,分拣物品,并能够在在有害环境下操作以保护人身安全,代替人的繁重劳动,因此被广泛应用于机械制造、轻工以及需求物品搬运等各种场所。
本次设计的研究方向是五自由度关节型机器人的结构设计及其仿真分析,在确定了设计方案以后,就开始查阅机器人的相关资料,以便以后的设计能顺利进行。
然后就是对机械手的几大部分进行了相关计算,确定了相关数据以后,二维的CAD、CAXA随即开了运行,而后就是到PRO/E的三维实体设计,机械手的各部分的实体模型也随之而出。
最后进行的便是ADAMS的仿真,将需要的数据输入以后,机械手便可以根据要求运动,同时截取了一些重要的线性图,提高了本次设计的机械手的可行性、科学性。
关键词:机械手;结构;计算;数据;AbstractBecause of its high flexible manipulators and universality, in life, in various fields such as plays a very important role. It can carry goods, articles, and can be sorted in harmful environment to protect personal safety operation, instead of heavy labor, therefore, are widely used in machinery manufacturing, light industry and the demand for handling items.This design research direction is five dof joints of the robot structure design and simulation analysis, in determining the design plan later, began to refer to the related information, so as to make robots after design can be carried out smoothly. Then a few most of manipulator is carried on the related calculation, determine the relevant data later, two-dimensional CAD, CAXA immediately opened run, and then is to PRO/E, the three-dimensional design of the manipulator each part of entity model also subsequently and out. Finally the simulation is conducted, will need to ADAMS after the data input according to requirements, manipulator can exercise, meanwhile intercepting the some important linear figure, improve the design of the manipulator of practical, scientificKeywords:Manipulator, formation,Calculation; data目录摘要 (I)Abstract .................................................... I I 第一章绪论 (1)1.1 机器人的概念 (1)1.2 我国机器人研究现状 (1)1.3 工业机器人概述 (2)1.4 工业机器人研究的现状与意义 (3)1.5 论文研究的主要内容 (3)第2章五自由度机器人方案的设计 (5)2.1 机器人机械设计的特点 (5)2.2 与机器人有关的概念 (5)2.3 设计方案 (6)2.3.1底座设计方案 (6)2.3.2手臂结构方案设计 (6)2.3.3手爪的设计方案 (7)2.3.4腕部结构的设计 (8)第3章五自由度机器人的结构设计 (10)3.1 手爪结构设计 (10)3.1.1手部结构设计的基本要求 (10)3.1.2夹紧力计算 (10)3.1.3驱动力计算 (11)3.1.4楔块等尺寸的确定 (12)3.1.5材料及连接件选择 (12)3.2腕部结构设计计算 (13)3.2.1 腕部回转关节的设计 (13)3.2.2 腕部俯仰关节的设计 (13)3.2.3 腕部材料的选择 (14)3.3 大臂和小臂结构设计 (14)3.3.1小臂的结构设计 (14)3.3.2 大臂的结构设计 (14)3.3.3臂部材料的选择 (15)3.4腰部结构的设计 (15)3.4.1腰部材料的选择 (16)3.5底座结构设计 (16)3.6 轴承的选择 (16)第4章五自由度机器人的三维造型 (17)4.1概述 (17)4.1.1Pro /E的主要功能 (17)4.1.2 主要特征 (19)4.2机器人各部件实体模型的建立 (20)4.2.1 手爪的实体模型 (21)4.2.2 手腕的实体模型 (22)4.2.3 大臂与小臂实体模型建立 (23)4.2.4 底座的实体模型 (26)4.2.5.轴承的实体模型 (30)4.3 机器人的整体实体模型 (31)本章小结 (31)第5章 ADAMS的运动学仿真 (32)5.1 ADAMS基本简介 (32)5.2用户界面模块(ADAMS/View) (33)5.3 求解器模块 (ADAMS/Solver) (35)5.4后处理模块(ADAMS/Postprocessor) (35)5.5设定仿真变量 (36)5.6图表及数据处理 (38)第6章全文总结 (41)参考文献 (42)致谢 (43)第一章绪论1.1 机器人的概念机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。
《2024年新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的进步和人类对未知世界的探索,机器人技术已经成为了现代社会的重要研究方向。
在众多机器人类型中,轮腿式机器人以其独特的移动方式和适应能力,逐渐成为研究的热点。
本文将介绍一种新型轮腿式机器人的设计与仿真过程,从需求分析、设计原理、结构组成、运动学建模、仿真实验等方面进行详细阐述。
二、需求分析在开始设计新型轮腿式机器人之前,我们需要明确其应用场景和功能需求。
本款机器人主要应用于复杂地形环境下的移动和作业任务,如山地、沼泽地等。
因此,其设计需满足以下要求:1. 良好的地形适应性:能够在复杂地形中自由移动,克服障碍物。
2. 高效的运动性能:具备较高的移动速度和负载能力。
3. 稳定的作业能力:在作业过程中保持稳定,减少误差。
三、设计原理新型轮腿式机器人采用轮腿结合的设计原理,即在传统轮式和腿式移动方式的基础上进行融合。
机器人具有可调节的腿部结构,在遇到障碍物时,可通过调整腿部姿态实现跨越;而在平坦地面上,则可通过轮式结构实现高效移动。
这种设计使得机器人能够在不同地形中灵活应对,具有较好的适应性。
四、结构组成新型轮腿式机器人主要由以下部分组成:1. 驱动系统:包括电机、传动装置等,负责机器人的动力输出。
2. 轮腿系统:包括可调节的腿部结构和轮式结构,实现轮腿结合的移动方式。
3. 控制系统:包括主控制器、传感器等,负责机器人的运动控制和环境感知。
4. 电源系统:为机器人提供稳定的电源支持。
五、运动学建模为了更好地研究新型轮腿式机器人的运动性能,我们建立了其运动学模型。
该模型主要描述了机器人在不同地形下的运动学特性,包括速度、加速度、运动轨迹等。
通过建立数学模型,我们可以对机器人的运动性能进行定量分析和优化设计。
六、仿真实验为了验证新型轮腿式机器人的设计效果和运动性能,我们进行了仿真实验。
仿真实验主要采用动力学仿真软件进行建模和仿真,通过输入不同地形数据和任务需求,观察机器人的运动过程和性能表现。
关节型机器人结构设计及仿真分析
机电学院毕业设计指导书课题名称关节型机器人结构设计及仿真分析教学系、部、室机械设计系专业机械设计制造及其自动化指导教师一、毕业设计题目题目名称:关节型机器人结构设计及仿真分析机器人技术是近40多年来迅速发展起来的一门综合性学科,它综合了机械学、电子学、计算机科学、自动控制工程、人工智能、仿生学等多个学科的最新研究成果,代表了机电一体化的最高成就,是当今世界科学技术发展最活跃的领域之一。
机器人的研究、制造和应用,正受到许多国家的广泛重视,是一个国家科技水平和经济实力的象征。
它能够替代人类不知疲倦地完成枯燥繁重的劳动,降低工人的劳动强度,提高劳动生产率。
它的环境适应能力强,能够在水下、太空、真空、辐射以及剧毒等任何危险环境中工作,使人类的生命安全和健康得到保障。
随着研究的深入,人们不断发现机器人技术的潜力,对它的应用已经逐步渗透到了人们生产和生活的各个领域中。
目前工业生产中应用最广泛的机器人是工业机器人,亦称作工业机械手。
各种不同功能的机械手操作系统其机械、电气和控制结构一般也各不相同,但大多数完整的机械手系统都有4个主要部分:1.机械本体机构2.传感系统3.控制系统4.驱动源。
机械本体机构通常是由手臂、手腕和末端执行器组成。
它们主要是由一系列旋转关节或移动关节相连接的多个机械连杆的集合体,从而形成开式运动链的结构。
一端装在固定的基座上,另一端在手腕上安装手爪、各种夹持机构或专用工具来完成各种工作。
机械手在执行一项任务时,由它的机械结构实现其运动机能,完成规定作业,因此机械结构的布局、类型、传动方法和驱动方式将直接影响机械手的总体性能。
传感系统是将有关机械部件的各种工作状态信息传递给机器人的控制系统,控制系统通过这些信息确定机械部件各部分的正确运行轨迹、速度、位置和外部环境,使机械部件的各部分按预定程序在规定的时间开始和结束动作。
驱动源是使各种机械部件产生运动的装置,主要包括气动、液压和电动三种形式。
关节型机器人腰部结构设计—毕业设计(论文)
关节型机器人腰部结构设计摘要:为了提高生产效率和产品的焊接质量,满足实际工作需要,本课题设计了用于焊接的关节型机器人。
根据机器人的工作要求和结构特点,进行了机器人的总体设计,确定了机器人的外形尺寸和工作空间,拟定了机器人各关节的总体传动方案,对机器人腰关节结构进行了详细设计,合理布置了电机和齿轮,确定了各级传动参数,进行了齿轮、轴和轴承的设计计算和校核。
利用齐次变换矩阵法建立了六自由度关节机器人的正运动学模型,求出机器人末端相对于各自参考坐标系的齐次坐标值,建立了在直角坐标空间内机器人末端执行器的位置和姿态与关节变量值的对应关系。
基于几何投影原理推导出相应的逆运动学模型,求出了各个关节的角度值,建立了机器人关节空间与世界空间的映射关系。
该机器人具有刚性好,位置精度高、运行平稳的特点。
关键词:关节型机器人;位姿分析;总体设计;腰部结构设计The waist structural design of articulated robotAbstract :In order to improve the efficiency of production and welding quality of products and meet real work's needs, this subject has designed the articulated robot used for welding . According to the job requirements for the robot and structure characteristic , I have carried on the overall design of the robot, confirmed the external dimension and workspace of the robot, drafted the overall transmission scheme of every joint of the robot. I have designed the waist structure of the robot in detail, assigned the electrical machinery and gear wheel rationally, confirmed at all level transmission parameters , carried on the design and calculating of gear wheels , shafts and bearings and checking them.The kinematic model of robot system has been built up by means of the homogenous transformation of matrix in this thesis and deduces the robot's homogenous coordinate which is relative to its reference coordinate. We also make up the position relationship between the robot's end effector and the variable friable of every joint. The inverse kinematic model is deduced which based on the projection principle of geometry and the value of angle is worked out. What’s more, the relationship is built up between the joint space of robot and the world space. This robot has the characteristics of fine rigidity , position precision high , that operate steadily.Key words:Articulated robot; Appearance analysis in the location; Design overallly; Waist articulated structural design of the robot目录1 前言 (1)1.1 题目来源及分析 (1)1.2 研究目的 (2)1.3国内外发展及研究现状 (2)2 关节型机器人总体设计 (4)2.1 确定基本技术参数 (4)2.1.1机械结构类型的选择 (4)2.1.2 额定负载 (5)2.1.3 工作范围 (5)2.1.4 操作机的驱动系统设计 (5)2.1.5 控制系统的选择 (6)2.1.6 确定关节型机器人手臂的配置形式 (6)2.2 关节型机器人本体结构设计 (7)3 关节型机器人腰部结构设计 (10)3.1 电动机的选择 (10)3.2 计算传动装置的总传动比及分配各级传动比 (12)3.3 轴的设计计算 (12)3.3.1 计算各轴转速、转矩和输入功率 (12)3.3.2 确定三根轴的具体尺寸 (13)3.4 确定齿轮的参数 (17)3.4.1 选择材料 (17)3.4.2 压力角的选择 (17)3.4.3 齿数和模数的选择 (17)3.4.4 齿宽系数的确定 (17)3.4.5 确定齿轮传动的精度 (18)3.4.6 齿轮的校核 (19)3.5 壳体设计 (22)4 关节型机器人的位姿分析 (23)4.1 机器人的位姿与运动的描述 (23)4.2 关节型机器人的广义连杆变换矩阵 (23)4.3 关节型机器人运动方程 (26)4.3.1 关节型机器人运动分析 (26)4.3.2 关节型机器人运动反解 (29)5 结论 (34)参考文献 (35)附录 (36)1前言1.1 题目来源与分析题目《关节型机器人腰部结构设计》来源于生产实践中。
关节式机械手的设计与仿真
工学院毕业设计关节式机械手的设计与仿真专业:数控技术班级:数控学号:学生姓名:校外指导教师:校内指导教师:目录摘要 (1)第一章关节式机械手的工作周期 (2)1.1 概述 (2)1.2 关节式机械手的工作周期 (2)第二章内部机械结构的确定 (3)2.1 内部传动结构的概述 (3)2.2 腰部的传动结构 (3)2.3 大臂的传动结构 (4)2.4 中臂的传动结构 (5)2.5 小臂的传动结构 (6)2.6 手腕,夹持器的传动结构 (7)2.7 总体结构的概观 (8)第三章运动仿真的实现 (10)3.1 运动仿真的类型 (10)3.2 刚性连接 (11)3.3 销钉连接 (11)3.4 滑动杆连接 (12)3.5 圆柱连接 (12)3.6 槽连接 (12)3.7 齿轮的连接 (13)3.8 运动的实现 (14)第四章基本的数学计算 (16)4.1 数学计算的简单介绍 (16)4.2 MATLAB R2009a的简单介绍 (16)4.2.1 MATLAB R2009a的输入介绍 (17)4.2.2 MATLAB R2009a 的运算介绍 (19)第五章结论与展望 (20)参考文献 (21)附录A 机械手中所用到的标准件 (22)摘要:本次设计的目标为完成关节式机器人的内部传动结构设计,并通过软件的仿真来证明正设计的确性。
最终成为一个示意性的设计。
在这次的设计过程中,我将运用到MATLAB R2009a,UG NX 6.0,Pro ENGINEER WILDFIRE 5.0来进行实体的建模,装配,运动的仿真,坐标的计算等,体现出这些工业设计,甚至于数学软件在现代化的研究,生产所起到的作用。
运动过程为生产工作中的一个周期:①大臂向下转动的同时中臂也向下转动,期间夹持器向外扩张(使夹持器与工件平行)②夹持器向内运动,夹紧工件③小臂向上转动90度④手腕旋转180度(完成工件的换向)⑤腰部旋转180度(运动到另一个工作台)⑥小臂向下转动90度⑦夹持器向外扩张,松开工件⑧大臂,中臂同时向上转动⑨腰部回转180,同时手腕回转180度,回到初始状态。
毕业设计(论文)关节型机械手设计【三维sw】【六自由度】
XX学院毕业设计说明书(论文)作者: 学号:学院(系):专业:题目: 关节机械手设计2014 年 4 月毕业设计说明书(论文)中文摘要机械手是一种典型的机电一体化产品,关节机械手是机械手研究领域的热点。
研究关节机械手需要结合机械、电子、信息论、人工智能、生物学以及计算机等诸多学科知识,同时其自身的发展也促进了这些学科的发展。
本文对一种使用在关节机械手的结构进行设计,并完成总装配图和零件图的绘制。
要求对机械手模型进行力学分析,估算各关节所需转矩和功率,完成电机和减速器的选型。
其次从电机和减速器的连接和固定出发,设计关节结构,并对机构中的重要连接件进行强度校核。
关键词:结构设计,机器臂,关节型机械手,结构分析毕业设计说明书(论文)外文摘要目录1 绪论 (1)1.1 引言 (4)1.2 关节机械手研究概况 (5)国外研究现状 (5)国内研究现状 (6)1.4 关节机械手的总体结构 (7)1.5 主要内容 (7)2 总体方案设计 (8)2.1 机械手工程概述 (8)2.2 工业机械手总体设计方案论述 (9)2.3 机械手机械传动原理 (10)2.4 机械手总体方案设计 (10)2.5 本章小结 (12)3 机械手大臂部结构 (13)3.1 大臂部结构设计的基本要求 (13)3.2 大臂部结构设计 (14)3.3 大臂电机及减速器选型 (14)3.4 减速器参数的计算 (15)3.5承载能力的计算 (19)柔轮齿面的接触强度的计算 (19)柔轮疲劳强度的计算 (19)4小臂结构设计 (24)4.1 腕部设计 (24)4.2 小臂部结构设计 (37)4.3 小臂电机及减速器选型 (37)传动结构形式的选择 (38)几何参数的计算 (38)4.4 凸轮波发生器及其薄壁轴承的计算 (39)柔轮齿面的接触强度的计算 (40)柔轮疲劳强度的计算 (41)4.5 轴结构尺寸设计 (42)4.6 轴的受力分析及计算 (42)4.7 轴承的寿命校核 (43)5机身设计 (45)5.1 步进电机选择 (45)5.2 齿轮设计与计算 (50)5.3 轴的设计与计算 (57)5.4 轴承的校核 (65)5.5 键的选择和校核 (68)5.6 机身结构的设计 (69)总结与展望 (70)致谢全套设计加197216396或401339828 (71)参考文献 (72)1 绪论1.1 引言机械手是一种典型的机电一体化产品,关节机械手是机械手研究领域的热点。
串联机器人仿真分析论文
机电系统仿真期末论文班级:学号::2012-4-14五自由度串联机器人的动态仿真分析摘要 D-H法是进行机器人动态仿真分析的普遍方法。
本文首先建立基于ADAMS的五自由度串联机器人系统进行仿真分析,然后使用MATLAB/Simulink建立基于D-H法的机器人运动学方程,并ADAMS中的结果进行比较。
最后简单介绍了机器人工具箱Robotics Toolbox for MATLAB的使用。
关键词串联机器人,Simulink仿真,D-H法,Robotics Toolbox1 前言计算机仿真一词是指在研究中利用数学模型来获取系统的一些重要特性参数,这些数学模型通常是由以时间为变量的常微分方程来描述,并用数值方法进行计算机仿真求解的。
利用计算机仿真可以对整个机械制造系统与其过程进行广泛的研究。
一般而言,机构设计的目标之一就是能够实现某一预定的运动轨迹。
在一个多自由度机构中,必须独立设定所有的输入变量才能知道其余的参数。
机器人就是这样的多自由度机构,必须知道每一关节变量才能知道机器人的手处在什么位置。
运动学分析提供了机器人运动规划和轨迹控制的理论基础。
1955年,Denavit和Hartenberg在“ASME Journal of Applied Mechanics”发表了一篇论文,提出了一种采用矩阵代数系统的广义方法,来描述机器人手臂杆件相对于固定参考坐标系的空间几何位置和姿态。
这已成为对机器人运动进行建模的标准方法。
这种方法使用4x4齐次变换矩阵来描述两个相邻的机械刚性构件间的空间关系,把正向运动学问题简化为寻求等价的4x4齐次变换矩阵,此矩阵把手部坐标系的空间位移与参考坐标系联系起来。
并且该矩阵还可用于推导手臂运动的动力学方程。
Denavit-Hartenberg(D-H)模型,可用于任何机器人构型,而不管机器人的结构顺序和复杂程度如何。
它也可用于表示在任何坐标中的变换,例如直角坐标、圆柱坐标、球坐标、欧拉角坐标与RPY坐标等。
毕业论文气动机械手关节结构设计及运动学仿真分析
3.2.3第三肩关节结构参数设计……………………………………………………22
3.3肘关节结构参数设计…………………………………………………………………23
3.3.1X轴方向上的结构参数设计……………………………………………………23
The problem this passage mainly resolves----mechanical design and simulation.
The main content ofthis subject:
(1) Design thejointstructure of pneumaticmanipulator;
人类关节具有目前机器人所不具备的优良特性,既可以实现较准确的位置控制又具有很好的柔顺性。这种特性主要是由关节所采用的对抗性肌肉驱动方式所决定的。目前模仿生物关节的驱动方式在仿生机器人中得到越来越多的应用。在这种应用中为得到类似生物关节的良好特性,一般都采用具有类似生物肌肉特性的人工肌肉。
气动肌肉是人工肌肉中出现较早、应用较广泛的一种驱动器,具有重量轻、结构简单及控制容易等优点,在类人机器人、爬行机器人及康复辅助器械中得到了应用。其基本应用形式大都采用一对气动肌肉组成关节的方式。气动肌肉最简单和最常见的使用方式是利用一对气动肌肉以生物体中拮抗肌的形式驱动关节,这种方式克服了气动肌肉变化长度较小的缺点,能够实现大的转动位移。而且由于其类似生物体驱动关节的方式,因此具有刚度和位置能独立控制等仿生关节具有的优点。
4.3.3肘关节X轴方向的运动仿真及分析……………………………………………29
4.3.4肘关节Y轴方向的运动仿真及分析……………………………………………30
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南京工程学院自动化学院本科毕业设计(论文)题目:桌面型串联关节式机器人示教仿真软件开发Graduation Design (Thesis)development Simulation software in desktopseries robotByQin JuanSupervised byFan Hong meiDepartment of Automation EngineeringNanjing Institute of TechnologyJune, 2007学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。
尽我所知,除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
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注明并表示感谢。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者(本人签名):年月日学位论文出版授权书本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”),愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版,并同意编入CNKI《中国知识资源总库》,在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播,同意按“章程”规定享受相关权益。
论文密级:□公开□保密(___年__月至__年__月)(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)作者签名:_______ 导师签名:______________年_____月_____日_______年_____月_____日独创声明本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文),是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议。
尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本设计(论文)不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
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。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:二〇一〇年九月二十日毕业设计(论文)使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版,同意学校保存学位论文的印刷本和电子版,或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计(论文);同意学校在不以营利为目的的前提下,建立目录检索与阅览服务系统,公布设计(论文)的部分或全部内容,允许他人依法合理使用。
(保密论文在解密后遵守此规定)作者签名:二〇一〇年九月二十日致谢时间飞逝,大学的学习生活很快就要过去,在这四年的学习生活中,收获了很多,而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。
首先非常感谢学校开设这个课题,为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验,奠定了基础。
本次毕业设计大概持续了半年,现在终于到结尾了。
本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。
经过这次毕业设计,我的能力有了很大的提高,比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。
这期间凝聚了很多人的心血,在此我表示由衷的感谢。
没有他们的帮助,我将无法顺利完成这次设计。
首先,我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导,在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导,为我理清了设计思路和操作方法,并对我所做的课题提出了有效的改进方案。
郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。
从他身上,我学到了许多能受益终生的东西。
再次对周巍老师表示衷心的感谢。
其次,我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求,感谢他们对我学习上和生活上的帮助,使我了解了许多专业知识和为人的道理,能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。
另外,我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持,与他们一起学习、生活,让我在大学期间生活的很充实,给我留下了很多难忘的回忆。
最后,我要感谢我的父母对我的关系和理解,如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持,我将无法顺利完成今天的学业。
四年的大学生活就快走入尾声,我们的校园生活就要划上句号,心中是无尽的难舍与眷恋。
从这里走出,对我的人生来说,将是踏上一个新的征程,要把所学的知识应用到实际工作中去。
回首四年,取得了些许成绩,生活中有快乐也有艰辛。
感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲,对我成长的关心和爱护。
学友情深,情同兄妹。
四年的风风雨雨,我们一同走过,充满着关爱,给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。
在我的十几年求学历程里,离不开父母的鼓励和支持,是他们辛勤的劳作,无私的付出,为我创造良好的学习条件,我才能顺利完成完成学业,感激他们一直以来对我的抚养与培育。
最后,我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。
是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励,给了我很多解决问题的思路,在此表示衷心的感激。
老师们认真负责的工作态度,严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。
他无论在理论上还是在实践中,都给与我很大的帮助,使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助,感谢他耐心的辅导。
在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助,帮助解决了不少的难点,使得论文能够及时完成,这里一并表示真诚的感谢。
摘要本论文以现有的桌面型串联关节式六自由度机器人为原型,讨论研究机器人示教与再现的原理的基础上,用软件开发机器人示教仿真软件,要求能够把人把规定的动作(包括每个运动部件,每个运动轴的动作)教给机器人,然后将示教的各种信息存储起来,然后根据需要,将存储的信息读出,向执行机构发出具体指令。
本论文着重讨论在关节空间和齐次变换矩阵来对机器人进行正运动学的分析。
本论文的主要成果包括:完成各界面的设计,得到正向运动学分析的结果。
关键词:机器人;正向运动学;演示ABSTRACTIn this paper, we regard the existing desktop series joint type of 6-dof robot as the prototype, discussing the teaching reappearance of the robot. It based on the principle of software development, the robot can bring the requirements prescribed actions (including each moving parts, each moving axis movement) to teach robot ,teaching information will be stored up, then according to the needs, we will bring the stored information to the actuator, reading a specific instructions.This paper emphatically discussed the positive kinematics of the robot. This paper mainly include: complete the design of interface and the results of kinematics analysis .Keywords: robot, Positive kinematics; Demo目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2选题的背景及意义 (2)1.3研究现状及发展趋势 (3)1.4本文的结构 (4)第二章桌面串联机器人 (5)2.1 桌面串联机器人的认识 (5)2.2 桌面串联机器人的机械结构 (6)2.3 桌面串联机器人的技术参数 (7)2.4 机器人示教简介 (7)2.5 本章小结 (8)第三章桌面串联机器人运动学分析 (8)3.1 桌面串联机器人的运动学分析 (8)3.1.1 串联机器人关节连杆参数定义及运动矩阵描述 (9)3.1.2 串联机器人系统正向运动学模型和系统 (11)3.2 本章小结 (14)第四章仿真系统软件开发 (14)4.1 组态王软件简介 (14)4.1.1 组态王中的变量 (15)4.1.2 组态王变量属性的定义 (16)4.2机器人界面设计 (16)4.2.1 机器人主界面设计 (17)4.2.2 机器人关节示教界面设计 (18)4.2.3 机器人关节运动界面设计 (19)4.2.4 正向运动学分析界面 (21)4.3 正向运动学分析的部分程序 (22)4.4 本章小结 (25)第五章结论和展望 (25)5.1设计总结 (25)5.2 展望 (25)致谢 (26)参考文献 (26)附录A英文资料 (27)附录B资料翻译 (35)第一章绪论1.1 引言机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。
现将机器人发展介绍如下:厄恩斯特1962年介绍了带有传感器的计算机控制机械手的研究情况,麦卡锡于1968年和他在人工智能实验室的同事报告了有手、眼和耳(即机械手、电视摄象机和拟音器)的机器人开发情况。
皮珀也在1968年研究了计算机控制的机械手运动问题。
这时,其它国家(特别是日本)也开始认识到机器人的潜力。
日本是机器人发展最快、应用最多的国家,日本于1967年从美国引进了第一台机器人,并于1968年开始研制。
据报道,到1984年底,日本已拥有机器人六万七千台,数量占世界首位。
此外,英国、西德、瑞典、瑞士等国家都有活跃的研究机构,进行了大量的研究,并取得了很大的成果。
目前,正式投于使用的机器人中,绝大部分是第一代机器人,即程序控制机器人。
这一代机器人基本上是采用点位控制系统,且具有感受周围环境信息的感觉器官,主要用途是焊接与喷漆。
第二代机器人是具有感觉器官的机器人,仍然以程序控制为基础,但可以用外界环境信息来校正控制程序。
外界信息也可以用来完成某些按程序控制无法实现的操作,如抓起随意放置的物体等。
第二代机器人通常采用类似接触传感器之类的简单感受装置和相应的适应性算法。
第三代机器人称为智能机器人(Intelligent Robot),这代机器人具有高度发达的感觉装置,如视觉系统、测距系统和声音识别系统。
有了这些感觉系统,机器人可以分析外界情况,具备了灵活多变的思维能力和强有力的自适应能力。