机器人毕业设计PPT
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毕业设计—家用清洁机器人(PPT)
Biblioteka 课题设计的工作内容和要求：
• 运行机构形式：轮式 • 最高行进速度：0.35 m/s • 最大工作负载：2.5kg（总重） • 清洁方式：吸尘、刷扫 • 扫地刷最大工作负载：Tmax=60g*cm • 扫刷速度: n>100r/min • 转弯半径:任意长度 • 具有自动路径规划、避障功能
附加功能：定时功能，时间显示功 能…
电路系统组成要素（二）
外 液 按部晶键时显 输钟示 入模模块块：：
采采采用用用ND四OSK个1I3A常025开时11按钟0 芯 片 L钮C，，D作内配为部合显的限示时流模钟电块阻/日，构历 电 通 成路过按提单键供片输秒机入分模电时拟路日串，日行功期 月 外 能年设选的总择信线；息协；议通，过与使用 DNOSK1I3A025时11钟0 芯LC片D进可行极 大 通地信减，轻控单制片显机示定内时容时， 内 该部显资示源器的具占有用成，本定低时， 精 控度制极方高便，，并占提用供端高口精 度 少计等时优功点能；；
软件系统组成要素（一）
液晶显示模块程序：包括nokia_5110.c子程序和 main1.c中显示部分子函数，nokia_5110.c是 5110 LCD的驱动程序，包括初始化函数，清屏函数， 英文、中文显示函数，数据写入函数等;main1 .c中显示部分子函数通过调用nokia_5110.c中英 文、中文显示子函数，更新5110 LCD的显示内 容。 按键输入模块函数：判断“启动”，“停止”， “翻页”，“确定”中哪个按键被按下。
目录
研究目的 课题设计的工作内容和要求 家用清洁小车总体设计构想 机械系统组成要素
电路系统组成要素 软件系统组成要素 设计重点和难点 总结 致谢
题目： 基于51单片机的 家用清洁小车的设计及控制
• 运行机构形式：轮式 • 最高行进速度：0.35 m/s • 最大工作负载：2.5kg（总重） • 清洁方式：吸尘、刷扫 • 扫地刷最大工作负载：Tmax=60g*cm • 扫刷速度: n>100r/min • 转弯半径:任意长度 • 具有自动路径规划、避障功能
附加功能：定时功能，时间显示功 能…
电路系统组成要素（二）
外 液 按部晶键时显 输钟示 入模模块块：：
采采采用用用ND四OSK个1I3A常025开时11按钟0 芯 片 L钮C，，D作内配为部合显的限示时流模钟电块阻/日，构历 电 通 成路过按提单键供片输秒机入分模电时拟路日串，日行功期 月 外 能年设选的总择信线；息协；议通，过与使用 DNOSK1I3A025时11钟0 芯LC片D进可行极 大 通地信减，轻控单制片显机示定内时容时， 内 该部显资示源器的具占有用成，本定低时， 精 控度制极方高便，，并占提用供端高口精 度 少计等时优功点能；；
软件系统组成要素（一）
液晶显示模块程序：包括nokia_5110.c子程序和 main1.c中显示部分子函数，nokia_5110.c是 5110 LCD的驱动程序，包括初始化函数，清屏函数， 英文、中文显示函数，数据写入函数等;main1 .c中显示部分子函数通过调用nokia_5110.c中英 文、中文显示子函数，更新5110 LCD的显示内 容。 按键输入模块函数：判断“启动”，“停止”， “翻页”，“确定”中哪个按键被按下。
目录
研究目的 课题设计的工作内容和要求 家用清洁小车总体设计构想 机械系统组成要素
电路系统组成要素 软件系统组成要素 设计重点和难点 总结 致谢
题目： 基于51单片机的 家用清洁小车的设计及控制
机器人新技术毕业答辩PPT模板
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YOUR LOGO //
THESIS DEFENSE TEMPLATE
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关键字
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关键字
关键字
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类别 4
类别 3
类别 2
类别 1 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 系列 1 系列 2 系列 3
标题 标题 标题
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THESIS DEFENSE TEMPLATE
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01 02 03
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工业机器人--工业机器人结构设计 ppt课件
1/3~1/2左右。
（4）运动精度高，回差小。
（5）传动效率高，一般单级传动效率为70%-90%。
（6）可向密闭空间传递运动和动力，这一点是其它任
何机械传动无法实现
PPT课件
16
行星减速器的主要特点如下： （1）体积小、重量轻、结构紧凑、传递功率大、承载能力高。
由于行星齿轮传动是一种共轴线式传动形式，即具有同轴线传动 的特点。在结构上采用了对称分流传动结构，即用几个完全相同 的行星轮均匀分布在中心轮圆周来共同分担载荷，并且合理地应 用了内啮合，充分地利用了空间的容积，从而缩小了径、轴向尺 寸，使结构紧凑，而承载能力又高。因而行星齿轮传动在相同功 率和传动比的条件下，可使其外部尺寸和重量只为普通齿轮传动 的1/2-1/6。
臂部设计的基本要求 手臂的常用结构 臂部运动驱动力计算
4、手腕设计
概述 手腕分类 手腕设计举例
5、手部设计
概述 手部分类 手爪设计和选用的要求 普通手爪设计 6、机身及行走机构设计 机身设计 行走机构设计
PPT课件
3
一 工业机器人总体设计
工业机器人 机械系统设计
PPT课件
1
主 要 内 容
1、工业机器人总体设计
主体结构设计
传动方式选择
模块化结构设计
材料选择
平衡系统设计
2、传动部件设计
移动关节导轨及转动关节轴承
传动件的定位及消隙
谐波传动
丝杠螺母副及其滚珠丝杠传动
其它传PP动T课件
2
主要内容
3、臂部设计
6
一 工业机器人总体设计
材料的选择
材料选择的基本要求
强度高
工业机器人毕业设计
工业机器人关键技术参数
精度：机 器人执行 任务的准 确程度
速度：机 器人执行 任务的速 度
负载：机 器人能够 承受的最 大重量
工作范围： 机器人能 够到达的 最大距离 和角度
控制系统： 机器人控 制运动的 方式
安全性： 机器人在 运行过程 中的安全 保障措施
工业机器人选型依据与步骤
确定需求：明确 机器人的用途、 工作环境、负载 能力等
02
工业机器人设计与选型
工业机器人设计原则
安全性：确保机器人在运行过程中不会对人员和设备造成伤害 可靠性：保证机器人在长时间运行中能够稳定工作，减少故障率 灵活性：机器人应具备足够的灵活性，能够适应不同的工作环境和任务需求 易维护性：机器人设计应便于维护和维修，降低维护成本和停机时间
成本效益：在满足设计要求的前提下，尽量降低机器人的制造和运行成本，提高经济效益
比较性能：比较 不同机器人的性 能参数，如精度、 速度、稳定性等
考虑成本：考虑 机器人的购买成 本、维护成本、 能耗成本等
确定选型：根据 需求、性能和成 本，选择合适的 机器人型号和配 置
03
工业机器人控制系统设计
控制系统硬件架构设计
控制器：负责控制机器人 的运动和操作
传感器：用于检测机器人 和环境的状态
应用系统集成流程与规范
需求分析： 明确客户需 求，确定系 统集成的目
标和范围
系统设计： 根据需求分 析结果，进 行系统架构 设计、功能 模块设计等
硬件选型： 选择合适的 工业机器人、 传感器、控 制器等硬件
设备
软件开发： 编写控制程 序、人机界 面程序等软 件，实现系
统功能
集成调试： 将硬件设备 和软件程序 集成在一起， 进行调试和
机器人ppt(共21张PPT)
明确机器人行为规范和道德 标准，确保其行为符合社会 伦理要求。
提高机器人自主决策技术的 可靠性和安全性，降低伦理 风险。
提高公众对机器人伦理问题 的认识，鼓励公众参与讨论 和制定相关政策。
法律法规现状及完善建议
01
02
03
04
05
当前法律法规概述 法律空白与挑战
制定专门针对机器 加强国际合作与交 建立机器人法律监
机器人在工业生产中的应用将大幅提高生产效率和 质量，降低人力成本，推动制造业转型升级。
智能时代创造更多就业机会
机器人产业的发展将创造更多的就业机会，涉及研 发、生产、销售、服务等多个环节，为社会提供更 多就业岗位。
THANKS
感谢观看
加强政策扶持和资金投入
政府应加大对机器人产业的扶持力度，制定相关政策和措施，引导社 会资本投入机器人产业。
促进产学研用协同创新
加强企业、高校、科研机构之间的合作与交流，推动机器人技术的研 发和应用创新。
培养高素质人才队伍
重视机器人领域人才的培养和引进，建立完善的人才培养和激励机制， 为机器人产业发展提供强有力的人才保障。
人的法…
流
管机制
目前，各国针对机器人的法 律法规尚不完善，主要集中 在机器人安全、隐私保护等 方面。
机器人在许多领域的应用超 明确机器人的法律地位和责 出了现有法律框架的范围， 任，规范其设计、生产、使 如自动驾驶、医疗机器人等， 用和管理等方面的行为。 需要制定相应的法律法规加 以规范。
各国应加强在机器人法律领 域的合作与交流，共同应对 机器人带来的挑战。
设立专门的监管机构，负责 监督和管理机器人的研发、 生产和使用过程，确保其符 合法律法规要求。
社会影响与公众认知调整
工业机器人毕业设计
01
02
03
人工智能融合：随着人工智能技术的不断发展，工业机器人将更加智能化，具备更强的自主学习和决策能力。未来的工业机器人将能够实现更复杂的任务，适应更多变的工作环境。
THANKS.
主要任务
毕业设计要求学生具备扎实的工业机器人相关理论基础和实践技能，能够独立完成项目的设计、实现和调试工作。同时，学生还需要具备良好的团队协作精神和创新意识，能够在项目中发挥自己的特长和优势，为项目的成功实施做出贡献。
要求
工业机器人的基本原理和结构
02
工业机器人是一种自动化、可编程、多功能的机械设备，用于执行各种工业制造过程中的任务。
实现步骤
可以采用仿真验证和实验验证两种方法。仿真验证可以通过MATLAB/Simulink等仿真软件进行，实验验证则需要在实际机器人上进行测试。
验证方法
评价工业机器人运动规划和轨迹控制性能的主要指标包括路径长度、路径平滑度、跟踪误差、控制精度等。
性能指标
工业机器人的传感器和感知技术
05
检测机器人自身状态，如位置、速度、加速度等，常用传感器有编码器、陀螺仪、加速度计等。
基于机器学习的感知技术
02
利用机器学习算法对大量数据进行学习和训练，实现对环境的感知和识别，如通过深度学习算法实现图像识别和语音识别等。
基于多传感器融合的感知技术
03
将多个传感器的信息进行融合，提高感知的准确性和鲁棒性，如通过卡尔曼滤波算法实现多传感器数据的融合。
自主导航
通过内部传感器和外部传感器的信息融合，实现机器人的自主导航和定位，如通过SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）技术实现机器人的地图构建和定位。
02
03
人工智能融合：随着人工智能技术的不断发展，工业机器人将更加智能化，具备更强的自主学习和决策能力。未来的工业机器人将能够实现更复杂的任务，适应更多变的工作环境。
THANKS.
主要任务
毕业设计要求学生具备扎实的工业机器人相关理论基础和实践技能，能够独立完成项目的设计、实现和调试工作。同时，学生还需要具备良好的团队协作精神和创新意识，能够在项目中发挥自己的特长和优势，为项目的成功实施做出贡献。
要求
工业机器人的基本原理和结构
02
工业机器人是一种自动化、可编程、多功能的机械设备，用于执行各种工业制造过程中的任务。
实现步骤
可以采用仿真验证和实验验证两种方法。仿真验证可以通过MATLAB/Simulink等仿真软件进行，实验验证则需要在实际机器人上进行测试。
验证方法
评价工业机器人运动规划和轨迹控制性能的主要指标包括路径长度、路径平滑度、跟踪误差、控制精度等。
性能指标
工业机器人的传感器和感知技术
05
检测机器人自身状态，如位置、速度、加速度等，常用传感器有编码器、陀螺仪、加速度计等。
基于机器学习的感知技术
02
利用机器学习算法对大量数据进行学习和训练，实现对环境的感知和识别，如通过深度学习算法实现图像识别和语音识别等。
基于多传感器融合的感知技术
03
将多个传感器的信息进行融合，提高感知的准确性和鲁棒性，如通过卡尔曼滤波算法实现多传感器数据的融合。
自主导航
通过内部传感器和外部传感器的信息融合，实现机器人的自主导航和定位，如通过SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）技术实现机器人的地图构建和定位。
移动式机器人系统设计PPT课件
18.1移动式机器人简介 • 自上世纪60年代初问世以来，关节式机器人不仅己成为制造工业中必不可
少的核心装备，由于关节式机器人操作手的基座是固定的，其工作空间就 会受到限制，为了突破关节式机器人操作工作空间的限制，可以给其装备 移动机构，这样就构成了移动式机器人系统。 • 移动式机器人系统是将关节式机械手安装在行走机构上所构成的一类机器 人，其中机械手用来实现如抓取、操作等动作，平台的移动用来扩展机械 手的工作空间，使机械手能以更合适的姿态执行任务。 • 车体的可移动性大大增加了机器人工作空间，并且能使机械手臂更好的定 位来高效地完成任务，因此其应用范围要比关节式机器人大得多。
a R
L
16
第16页/共28页
小轮支架的设计
• 小轮支架利用铣床加工，共36个，利用一块钢板做
基板，利用螺栓将支架固定在大轮板上。
R
Φ
h
d
a
b
• 加上小轮支架及其它h 附件后，安装完成的小轮结构
如图所示
17
L
第17页/共28页
大轮传动系统的设计
• 大轮传动系统采用采用链盘加链条驱动的形式。 • 采用桁架结构传递转矩的形式，将大链盘上得到的转矩传递到大轮毂上 。
式中，F为各个电机的转速； v为小车目标速度； φ 为小车目标前进方向角度（ º）。
23
第23页/共28页
运动学分析——直线运动
• 下图表示φ值变化时，各个电动机对合成运动的贡献率。
贡献率/%
100
50
0 0
-50
-100
各电机对合成运动的贡献率(α角方向)
90
180
270
24
第24页/共28页
φ
4
少的核心装备，由于关节式机器人操作手的基座是固定的，其工作空间就 会受到限制，为了突破关节式机器人操作工作空间的限制，可以给其装备 移动机构，这样就构成了移动式机器人系统。 • 移动式机器人系统是将关节式机械手安装在行走机构上所构成的一类机器 人，其中机械手用来实现如抓取、操作等动作，平台的移动用来扩展机械 手的工作空间，使机械手能以更合适的姿态执行任务。 • 车体的可移动性大大增加了机器人工作空间，并且能使机械手臂更好的定 位来高效地完成任务，因此其应用范围要比关节式机器人大得多。
a R
L
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第16页/共28页
小轮支架的设计
• 小轮支架利用铣床加工，共36个，利用一块钢板做
基板，利用螺栓将支架固定在大轮板上。
R
Φ
h
d
a
b
• 加上小轮支架及其它h 附件后，安装完成的小轮结构
如图所示
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L
第17页/共28页
大轮传动系统的设计
• 大轮传动系统采用采用链盘加链条驱动的形式。 • 采用桁架结构传递转矩的形式，将大链盘上得到的转矩传递到大轮毂上 。
式中，F为各个电机的转速； v为小车目标速度； φ 为小车目标前进方向角度（ º）。
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第23页/共28页
运动学分析——直线运动
• 下图表示φ值变化时，各个电动机对合成运动的贡献率。
贡献率/%
100
50
0 0
-50
-100
各电机对合成运动的贡献率(α角方向)
90
180
270
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第24页/共28页
φ
4
工业机器人PPT模板(2024)
市场现状
全球工业机器人市场规模不断扩大，亚洲市场增长迅速，中国已成为全球最大的 工业机器人市场。
前景展望
随着人工智能、物联网等技术的不断发展，工业机器人将更加智能化、柔性化， 应用领域也将进一步拓展。未来，工业机器人将成为制造业转型升级的重要支撑 。
6
02
工业机器人技术原理
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
CONTENTS
2
01
工业机器人概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
2024/1/30
3
定义与发展历程
定义
工业机器人是一种自动化、可编程、多功能的机械设备，用于执行制造过程中 的各种任务。
发展历程
从20世纪60年代的第一代示教再现型机器人，到70年代的第二代感知型机器人 ，再到80年代以来的第三代智能型机器人，工业机器人的技术不断升级，应用 领域也不断扩展。
机械安装
按照图纸要求组装机器人本体 ，确保各部件位置正确、紧固 可靠。
软件调试
配置机器人控制软件，设置相 关参数，测试各功能模块正常 运行。
准备工作
确认机器人型号、规格及配件 齐全，熟悉安装图纸和说明书 。
2024/1/30
电气连接
根据电气图纸连接机器人控制 系统及外围设备，检查接线无 误。
安全检查
ERA
2024/1/30
7
机械结构设计特点
01
02
03
模块化设计
便于制造、安装和维护， 提高生产效率。
2024/1/30
高刚度与轻量化
采用高强度材料和结构优 化，实现高刚度与轻量化 的平衡。
机器人毕业答辩稿PPT演示课件
五自由度装配工业机器人 （小臂和手部执行器及电气控制）
指导老师： X 设计： XX
主要技术参数：自由度数：N=5 拾取重量：P=125N 手臂俯仰：β=±45º ωβ=30º/s 手臂回转：α= 220º ωα=30º/s 手腕摆动：γ=±90º ωγ=60º/s 手腕回转：ε=300º ωε=120º/s
.
4
３.驱动方法
直流电动机和步进电机是工业中应用最广泛的两种电机。 直流电机动本身没有位置控制能力。步进电机是通过脉冲 电流实现步进的，因此每给一个脉冲转子便转动一个步距。 目前，直流伺服电机可达到很大的力矩/重量比，远高于 步进电机。因为采用闭环伺服控制，所以能实现平滑的控 制和产生大的力矩。除了在很大功率情况下，与液压驱动 不相上下。直流驱动还能达到高精度，加速讯速，且可靠 性高。而且现在直流电动机的发展得益于稀土磁性材料的 发展，能产生很强的磁场，改善了电机的起动特性。 由于以上原因，当今大部份机器人都采用了直流伺服电机 驱动。所以本设计中各关节都使用了直流伺服电机。
M LP LP Pm (1.5 ~ 2.5)
式中，P ——电机功率（W）； M ——负载峰值力矩（N· m） LP ——负载峰值转速（rad/s） ——转动装置的效率，初步估算时间取 =0.85～0.9；
系数1.5～2.5为经验数据，它是考虑到初步估算负载力 矩有可能取得不全面或不精确，以及电机有一部分功率 消耗在电机转子上而取得的一个系数。 . 8
四.丝杠副的计算公式 1.计算载荷的计算
FC K F K A K H Km
K H 为硬度系数； 式中，K F 为载荷系数， K A 为精度系数，
2. 额定动载荷计算
' n L m h Ca ' Fc 3 1.67 104
指导老师： X 设计： XX
主要技术参数：自由度数：N=5 拾取重量：P=125N 手臂俯仰：β=±45º ωβ=30º/s 手臂回转：α= 220º ωα=30º/s 手腕摆动：γ=±90º ωγ=60º/s 手腕回转：ε=300º ωε=120º/s
.
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３.驱动方法
直流电动机和步进电机是工业中应用最广泛的两种电机。 直流电机动本身没有位置控制能力。步进电机是通过脉冲 电流实现步进的，因此每给一个脉冲转子便转动一个步距。 目前，直流伺服电机可达到很大的力矩/重量比，远高于 步进电机。因为采用闭环伺服控制，所以能实现平滑的控 制和产生大的力矩。除了在很大功率情况下，与液压驱动 不相上下。直流驱动还能达到高精度，加速讯速，且可靠 性高。而且现在直流电动机的发展得益于稀土磁性材料的 发展，能产生很强的磁场，改善了电机的起动特性。 由于以上原因，当今大部份机器人都采用了直流伺服电机 驱动。所以本设计中各关节都使用了直流伺服电机。
M LP LP Pm (1.5 ~ 2.5)
式中，P ——电机功率（W）； M ——负载峰值力矩（N· m） LP ——负载峰值转速（rad/s） ——转动装置的效率，初步估算时间取 =0.85～0.9；
系数1.5～2.5为经验数据，它是考虑到初步估算负载力 矩有可能取得不全面或不精确，以及电机有一部分功率 消耗在电机转子上而取得的一个系数。 . 8
四.丝杠副的计算公式 1.计算载荷的计算
FC K F K A K H Km
K H 为硬度系数； 式中，K F 为载荷系数， K A 为精度系数，
2. 额定动载荷计算
' n L m h Ca ' Fc 3 1.67 104
第2章 工业机器人的总体设计PPT课件
2）提高支承刚度和接触刚度。支撑刚度主要取决于支座的结构 形状。接触刚度主要取决于配合表面的加工精度和粗糙度。
3）合理布置作用力的位置和方向。尽量使各作用力引起的变形 互相抵消，如下图Unimate2000机器人。
8/9/2020
河北科技大学机械电子工程学院
23
Unimate2000机器人
8/9/2020
1、刚度
▪ 刚度是指机身或臂部在外力作用下抵抗变形的能力。用外力和 在外力方向上的变形量（位移）之比来度量的，变形越小，刚 度越大。在有些情况下，刚度比强度更重要，为了提高刚度， 应注意：
1）根据受力情况，合理选择截面形状或轮廓尺寸。机身和臂部 既受弯矩，又受扭矩，应选用抗弯和抗扭刚度较大的截面形状。 一般采用具有封闭空心截面的构件。不仅有利于提高结构刚度， 而且空心内部还可以布置安装驱动装置、传动机构和管线等， 使整体结构紧凑，外形美观。
▪ 若柔性齿轮（齿数Z2)固定，谐波发生器为输入，刚性齿
轮(齿数Z1)为输出，则速比为 i z正1 号表示方向与输入
相同。
z1 z2
▪ 特点：
1）传动比大而且范围宽。可达50～500。
2）同时啮合的齿数多（总齿数的30％～40％），承载能力 高。
3）零件少，体积小，重量轻。
4）运动精度高，效率高。
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之比仍可与钢材相比。有些稀贵铝合 金的品质得到了更明显的改善，例如添加3.2％(重量百分 比)锂的铝合金，弹性模量增加了14％，E/ρ比增加了16 ％。 3）纤维增强合金 ▪ 这类合金如硼纤维增强铝合金、石墨纤维增强镁合金等， 其E/ρ比分别达到11.4×107 和8.9×107。这种纤维增强金 属材料具有非常高的E/ρ比，但价格昂贵。
3）合理布置作用力的位置和方向。尽量使各作用力引起的变形 互相抵消，如下图Unimate2000机器人。
8/9/2020
河北科技大学机械电子工程学院
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Unimate2000机器人
8/9/2020
1、刚度
▪ 刚度是指机身或臂部在外力作用下抵抗变形的能力。用外力和 在外力方向上的变形量（位移）之比来度量的，变形越小，刚 度越大。在有些情况下，刚度比强度更重要，为了提高刚度， 应注意：
1）根据受力情况，合理选择截面形状或轮廓尺寸。机身和臂部 既受弯矩，又受扭矩，应选用抗弯和抗扭刚度较大的截面形状。 一般采用具有封闭空心截面的构件。不仅有利于提高结构刚度， 而且空心内部还可以布置安装驱动装置、传动机构和管线等， 使整体结构紧凑，外形美观。
▪ 若柔性齿轮（齿数Z2)固定，谐波发生器为输入，刚性齿
轮(齿数Z1)为输出，则速比为 i z正1 号表示方向与输入
相同。
z1 z2
▪ 特点：
1）传动比大而且范围宽。可达50～500。
2）同时啮合的齿数多（总齿数的30％～40％），承载能力 高。
3）零件少，体积小，重量轻。
4）运动精度高，效率高。
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之比仍可与钢材相比。有些稀贵铝合 金的品质得到了更明显的改善，例如添加3.2％(重量百分 比)锂的铝合金，弹性模量增加了14％，E/ρ比增加了16 ％。 3）纤维增强合金 ▪ 这类合金如硼纤维增强铝合金、石墨纤维增强镁合金等， 其E/ρ比分别达到11.4×107 和8.9×107。这种纤维增强金 属材料具有非常高的E/ρ比，但价格昂贵。
机器人创意设计PPT课件
第5页/共44页
超级书桌 (华师大二附中，国际机器人奥林匹克创意一等奖)
包括自动翻书装置、自动倒水装置、自动调光装置、自动音乐 播放装置为一体
第6页/共44页
自动消防车
能够依照火源与周围光线强度的不同寻找火源。当其 瞄准火源后，水会自动抽入蓄水箱。压力足够大时， 打开水箱阀门，喷水灭火。
第7页/共44页
器 作出真正属于自己的机器人。
人
的 魅 力
创意无限，想象无限! 手脑并用，机器人无处不在!
第2页/共44页
2.传感器和马达--机器人的感觉和动力
传感器： 1、光感
2、触感 3、角度传感器
5、乐高摄像头 (图像传感器)
4、温度传感器
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2.传感器和马达--机器人的感觉和动力
乐高变速马达、高速马达
自 动 化 系 统 工 程
包括桥控装置、路控装置、信息中转站、电子测速器和交通工具
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行 走
持请 平注 衡意
机 器
的这 ？个
机
(
人
器 人
类 人
是 如 何
型
保
)
我们自己的机器人也可以用两条腿走路。
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沙漠植树系统
第一步：装载树苗。树苗护 养系统将贮存的树苗通过自 动的传送带及在机器手的配 合下运给植树机器人。
第二步：植树。首先，机器 人选好栽树地点后，开始挖 土，机器手从树苗箱夹一支 树苗，栽入坑内，之后机器 人调头推土，并向坑中浇水。 如此循环反复。
这样的系统必将是未来环保事业的主导，沙漠绿化的 先锋。
超级书桌 (华师大二附中，国际机器人奥林匹克创意一等奖)
包括自动翻书装置、自动倒水装置、自动调光装置、自动音乐 播放装置为一体
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自动消防车
能够依照火源与周围光线强度的不同寻找火源。当其 瞄准火源后，水会自动抽入蓄水箱。压力足够大时， 打开水箱阀门，喷水灭火。
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器 作出真正属于自己的机器人。
人
的 魅 力
创意无限，想象无限! 手脑并用，机器人无处不在!
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2.传感器和马达--机器人的感觉和动力
传感器： 1、光感
2、触感 3、角度传感器
5、乐高摄像头 (图像传感器)
4、温度传感器
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2.传感器和马达--机器人的感觉和动力
乐高变速马达、高速马达
自 动 化 系 统 工 程
包括桥控装置、路控装置、信息中转站、电子测速器和交通工具
第23页/共44页
行 走
持请 平注 衡意
机 器
的这 ？个
机
(
人
器 人
类 人
是 如 何
型
保
)
我们自己的机器人也可以用两条腿走路。
第24页/共44页
第25页/共44页
第26页/共44页
第27页/共44页
第28页/共44页
第19页/共44页
沙漠植树系统
第一步：装载树苗。树苗护 养系统将贮存的树苗通过自 动的传送带及在机器手的配 合下运给植树机器人。
第二步：植树。首先，机器 人选好栽树地点后，开始挖 土，机器手从树苗箱夹一支 树苗，栽入坑内，之后机器 人调头推土，并向坑中浇水。 如此循环反复。
这样的系统必将是未来环保事业的主导，沙漠绿化的 先锋。
2工业机器人的总体设计(PPT136页)
间接驱动方式图例
34
间接驱动方式图例
气动肌肉
35
3．材料的选择：
选择机器人本体的材料，应从机器人的性能要 求出发，满足机器人的设计和制造要求。如： 机器人的臂和机器人整体是运动的，则要求采 用轻质材料。 精密机器人，则要求材料具有较好的刚性。 还要考虑材料的可加工性等。 机器人常用的材料有：碳素结构钢、铝合金、 硼纤维增强合金、陶瓷等。
5采4 样
整机工作状态模拟图
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大型喷浆机器人
隧道凿岩机器人
56
3．气动驱动器 气压驱动的结构简单，清洁，动作灵敏，具有缓冲作用。
但与液压驱动器相比，功率较小，刚度差，噪音大，速度不 易控制，所以多用于精度不高的点位控制机器人。
57
3．其它驱动器 作为特殊的驱动装置，有压电晶体、形状记忆合金、
40
41
42
43
5．模块化结构设计：
将每一自由度的轴作为一个单独模块， 并由独立的单片机控制，然后用户可 根据自己的需要进行多轴组装。这种 结构设计具有经济和灵活的特点。
模块结构机器人1 模块结构机器人2
44
图例：模块化设计
45
2.2 工业机器人的驱动与传动系统结构
2.2.1 驱动—传动系统的构成
2.1 工业机器人的总体设计
1
机器人总体设计的主要内容有：
确定基本参数， 选择运动方式， 手臂配置形式，
位置检测，驱动和控制方式等。
进行结构设计，对各部件的强度、刚 度、动特性等进行必要的验算。
2
一、系统分析
1．根据机器人的使用场合，明确所使用机 器人的目的和任务。
2．分析机器人所在系统的工作环境，包括 机器人与已有设备的兼容性。
工业用机器人毕业设计课件
摘要机器人学是涉及电子精密机械、空间机构学、操纵动力学、人机工程学等的一门系统工程的学科。
机器人技术是近30年来迅速发展起来的一门新兴技术，它代表了机电一体化的最高成就。
本论文结合理论与实践，对五自由度机器人的机械系统控制系统，及其它一些系统进行了研究。
本文是对以气压为动力源的机械加工用机器人的设计说明。
它由执行机构，驱动机构和控制系统等组成。
本设计说明书是机械加工用工业机器人的设计论文，是经过查阅大量参考资料后对所设计机械人具体设计过程的一个详细说明。
在正文部分，说明了该机器人整体的规格参数，并论证了手臂升降及回转装置的最优化设计方案，然后详细说明了各个单元模块的设计参数和计算,也介绍了液压缓冲器系统。
关键词：工业机器人气动模块化设计AbstractThe robotics is an course, which involves the precise machine, the space organization, manipulated the dynamics, person with machine engineering learns a system engineering of etc..Technology of Robot is a new technology which has devolopped rapidly for about 30 years. It delegates the tiptop achievement of the system of mechanics and electronics. This paper studies on the control system，mechanical system and other systems of a robot of five-degree freedom.This paper is the design illustration about programmed controlling robot for machining, which is droved by gassiest pressure. The industry robot is usually made up of operating system, driving and controlling system. This thesis is the design courses of the General Industrial Robot For Machining. Written after looking up lots of materials, the article is the detailed explain of the courses about the design.On the main part of the text, this paper narrated the standard parameters, and enhanced the best design idea of the machine arm, the machine fingers and machine body, and then it detailed the design parameters and the calculating way. It also introduced the buffer to the hydraulic pressure at the same time.Keywords: Industry mechanical robot Air powered Mdulation design目录绪论 (1)1.国内外机器人的现状和发展趋势 (1)2.工业机器人研究的意义 (2)第一章原理方案设计 (3)1.1了解设计问题，明确设计目标 (3)1.2功能原理设计 (5)1.2.1问题的抽象化 (5)1.2.2功能分析 (5)1.2.3功能组合 (5)1.3解决原理 (6)1.4原理方案评价与决策 (9)第二章总体设计 (10)2.1驱动方案的分析与选择 (10)2.1.1驱动系统的特点 (10)2.1.2驱动系统的选择原则 (13)2.2缓冲方案的分析及选择 (13)第三章缓冲装置分析与计算 ............................................................ 错误!未定义书签。
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腰部回转方案
方案一：电机和回转轴直连的方式，这种传动方式结构简单 ，缩短了力的传递路线。 方案二：电机间接和腰部回转轴连接，电机安装在底座上面 ，其输出轴先经谐波减速器减速再经一对齿轮减速后，由第 一关节输出轴带动整个腰部在基座上回转。 方案一传动结构简单，方便安装维修，电机经谐波减速 器减速后，速度已经较低。故选择方案一
Ta max J 60t
1
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Tmax Tr
3.电机型号 手腕回转电机为选取电机型号为SM40-003-30LFB，大臂和 小臂俯仰电机型号为SM110-020-30LFB，腰部回转电机型号 为SM110-050-30LFB
四、关节讨论
腰和大臂连接
手爪
五、总结
大臂小臂回转结构方案
方案一：电机和谐波减速器直接相连，带动大臂小臂实现回 转。 方案二：大臂回转是通过电机直接带动减速器来实现回转， 小臂回转是通过现在经过谐波减速器，带动一套连杆机构， 大臂和小臂的驱动电机安装在大臂的回转轴线上
谐波减速器
带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮），带有外齿圈的柔性齿轮（柔 轮），波发生器H。通常波发生器为主动件，柔轮和刚轮之一 为从动件，另一为固定件。
腕部结构设计
当6,4不动，7和5单独 转动时，由于10不动 ，转动的壳体8将迫使 11做行星运动，即11 随8做公转，同时还绕 14做一附加的自转运动 ，称为诱导运动
手爪
常用的手部按握持工件的原理,分为夹持和吸附两大类。吸附式常 用抓取工件表面平整、面积较大的板状物体,不适合用于本方案。采 用夹持式手部按运动形式分为平移型和回转型，平移型手指的张开闭 合靠手指的平行移动,适于夹持平板方料,若采用典型的平移型手指, 驱动力需加在手指移动方向上，这样会使结构变得复杂且体积庞大。 因此不适合。通过考虑选择滑槽杠杆型手爪
工业机器人结构设计
指导教师：原大宁
班级：机105班 学生：孟豪 学号：3100211144
LOGO
一、本次设计的内容
工业机器人概述 机器人总体方案设计 电机的选型计算 机器人关节的讨论
二、背景及意义
背景 工业机器人典型的机电一体化装备。自从1962年美国 研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及其产 品发展很快，已成为柔性制造系统、自动化工厂、计算机 集成制造系统的自动化工具。 意义
广泛采用工业机器人，对保障人身安全、改善劳动环 境、减轻劳动强度、提高生产率以及降低生产成本有着重 要意义。
三、总体方案设计
根据本课题的设计要求，该机器人具有五个自由度，机器 人各机构的运动大致分成腰部回转、大臂俯仰、小臂俯仰 、手腕的俯仰和回转。综合各种手臂构形，最后确定其结 构形式为下老师批评和指正！
谢谢观赏
谐波减速器工作原理
若刚轮固定，波发生器主动 ，柔轮从动，当波发生器装入 柔轮内孔时，由于波发生器两 滚子外侧之间的距离略大于柔 轮内孔直径，使柔轮产生弹性 形变成为椭圆，长轴两端的齿 完全与钢轮啮合。同时柔轮短 轴的齿与刚轮的齿完全脱开， 其余齿视回转方向的不同分别 处于啮入和啮出状态，当波发 生器连续回转时，啮入和啮出 区随椭圆的长短轴相位的变化而依次变化。于是柔轮就相对于不动的刚 轮沿波发生器转向相反的方向作低速回转。 柔轮固定，刚轮从动，工作过程完全相同，只是刚轮的转向与波发生 器转向相同。
三、电机的选型计算
1.惯量J由伺服电动机惯量与进给系统负载惯量组成：
J JL JM
折算到伺服电机轴上的负载惯量为
Vj wi 2 1 N J L J i ( ) 2 m j ( )2 w 4 i 1 n i 1
M
电机惯量与系统负载惯量应满足 2.快速空载启动所需力矩 T Ta max Tf Tp 0 Tmax 其中 2nmax