机器人写字方案

机器人写字方案

需求单位（甲方）：

承制单位（乙方）：日照海大自动化有限公司

日期：2014-06

目录

第一部分背景介绍 (3)

第二部分方案说明....................... . (4)

第三部分握笔装置的设计 (7)

第一部分背景介绍

1.工业机器人的特点

工业机器人最显著的特点有以下几个：

(1)可编程。生产自动化的进一步发展是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统中的一个重要组成部分。

(2)拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有电脑。此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”，如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。

(3)通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外，一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如，更换工业机器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可执行不同的作业任务。

(4)工业机器技术涉及的学科相当广泛，归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能，这些都是微电子技术的应用，特别是计算机技术的应用密切相关。因此，机器人技术的发展必将带动其他技术的发展，机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。

2.工业机器人的结构

工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。

工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。

工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。

3.工业机器人写字绘画的案例

因为机器人的臂部灵活，数字控制下运动轨迹准确，用机器人写字的案例并不少见。

重庆第十一届高交会手臂机器人正拿着毛笔写“重庆”二字。

提笔、铺纸、蘸墨汁、落笔……随着这一套行云流水的动作完成,两个秀美的汉字“重庆”出现在宣纸上。可令人惊叹的是,握笔写字的居然是一台“右手”只有两个“手指”,“左手”是一个圆球的双臂智能仿生机器人。

“这台机器人是有手感的,它落笔的轻重、用力的顺序,完全和人类一样,所以才能写出规整的汉字。”中科院智能神经机械电子中心的工作人员介绍,这台机器人的双臂具有触觉,能够根据接触的物体质感控制用力大小。除了书法,它还能被应用到做微创手术、帮助病人康复等领域。

在服务体验区，一只橘红色的机械臂正夹着一支中性笔在画《清明上河图》，桌面上1米多长的画卷已画好了一半。画面上的风景、建筑、人物，繁复众多，惟妙惟肖。

英国机器人展上，一款叫做“保罗”的艺术机器人，它能够描绘人物肖像

第二部分方案说明

我公司办公室现有演示机器人一台，型号为HER50，具体参数：

该机型为六轴机器人能够完成较为复杂的动作，而写字动作只是在一个平面做二维的运动，通过编程可是实现。具体动作，第一轴主要控制横向运动，即笔画“横”，其余轴则控制

纵向运动，即笔画“竖”，各轴互相配合，使轨迹在一个平面内。同过第三方编程软件，可以控制笔尖的轨迹。只要在机器人手部安装能够握笔的装置，就可以实现机器人写字。

第三部分握笔装置设计

方案一

在机器人手部安装一个电动爪手，可以实现机器人自己将笔拿起，优点是演示的时候显得机器人更高级，智能。有了电动机械爪手也可以做其他演示用，搬运物品等。缺点是成本较高，SMC电动夹手价格6000元，且货期较长。电动夹手还需要单独的控制器，控制较复杂。

1机器人手部 2连接板 3电动夹手 4橡胶夹紧块 5笔

（实物电动夹爪）

方案二

直接在机器人手部安装一个卡死的握笔装置，笔不能拿起放下，只能在演示前人工把笔装到机械手上。