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轮式移动机器人结构设计开题报告

轮式移动机器人结构设计开题报告
轮式移动机器人结构设计开题报告

一、毕业设计(论文)依据及研究意义:

随着机器人技术在外星探索、野外考察、军事、安全等全新的领域得到日益广泛的采用,机器人技术由室内走向室外,由固定、人工的环境走向移动、非人工的环境。移动机器人已经成为机器人研究领域的一个重要分支。在军事、危险操作和服务业等许多场合得到应用,需要机器人以无线方式实时接受控制命令,以期望的速度、方向和轨迹灵活自如地移动。其中轮式机器人由于具有机构简单、活动灵活等特点尤为受到青睐。按照移动特性又可将移动机器人分为非全方位和全方位两种。而轮式移动机构的类型也很多,对于一般的轮式移动机构,都不能进行任意的定位和定向,而全方位移动机构则可以利用车轮所具有的定位和定向功能,实现可在二维平面上从当前位置向任意方向运动而不需要车体改变姿态,在某些场合有明显的优越性;如在较狭窄或拥挤的场所工作时,全方位移动机构因其回转半径为零而可以灵活自由地穿行。另外,在许多需要精确定位和高精度轨迹跟踪的时候,全方位移动机构可以对自己的位置进行细微的调整。由于全方位轮移动机构具有一般轮式移动机构无法取代的独特特性,对于研究移动机器人的自由行走具有重要意义,成为机器人移动机构的发展趋势。基于以上所述,本文从普遍应用出发,设计一种带有机械手臂的全方位运动机器人平台,该平台能够沿任何方向运动,运动灵活,机械手臂使之能够执行预定的操作。本文是机器人设计的基本环节,能够为后续关于机器人的研究提供有价值的平台参考和有用的思路。

二、国内外研究概况及发展趋势

2.1 国外全方位移动机器人的研究现状

国外很多研究机构开展了全方位移动机器人的研制工作,在车轮设计制造,机器人上轮子的配置方案,以及机器人的运动学分析等方面,进行了广泛的研究,形成了许多具有不同特色的移动机器人产品。这方面日本、美国和德国处于领先地位。八十年代初期,美国在DARPA的支持下,卡内基·梅隆大学(Carnegie Mellon university,CUM)、斯坦福(Stanford)和麻省理工(Massachusetts Institute of Technology,MIT)等院校开展了自主移动车辆的研究,NASA下属的Jet Propulsion Laboratery(JPL)也开展了这方面的研究。CMU机器人研究所研制的Navlab-1和Navlab-5系列机器人代表了室外移动机器人的发展方向。德国联邦国防大学和奔驰公司于二十世纪九十年代研制成VaMoRs-P移动机器人。其车体采用奔驰500轿车。传感器系统包括:4个小型彩色CCD摄像机,构成两

组主动式双目视觉系统;3个惯性线性加速度计和角度变化传感器。SONY公司1999年推

出的宠物机器狗Aibo具有喜、怒、哀、厌、惊和奇6种情感状态。它能爬行、坐立、伸展和打滚,而且摔倒后可以立即爬起来。本田公司1997年研制的Honda P3类人机器人代表双足步行机器人的最高水平。它重130公斤、高1.60米、宽0.6米,工作时间为25分钟,最大步行速度为2.0公里/小时。

国外研究的一些典型的全方位轮有麦克纳姆轮、正交轮、球轮、偏心方向轮等。下面就这些轮进行介绍。

麦克纳姆轮,如图 1.1 所示,它由轮辐和固定在外周的许多小滚子构成,

轮子和滚子之间的夹角为 Y,通常夹角 Y 为 45°,每个轮子具有三个自由度,第一个是绕轮子轴心转动,第二个是绕滚子轴心转动,第三个是绕轮子和地面的接触点转动。轮子由电机驱动,其余两个自由度自由运动。由三个或三个以上的 Mecanum 轮可以构成全方位移动机器人。

图1.2 麦克纳姆轮应用

正交轮,由两个形状相同的球形轮子(削去球冠的球)架,固定在一个共同的壳体上构成,如图 1.3 所示.每个球形轮子架有2个自由度,即绕轮子架的电机驱动转动和绕轮子轴心的自由转动。两个轮子架的转动轴方向相同,由一个电机驱动,两个轮子的轴线方向相互垂直,因而称为正交轮。中国科学院沈阳自动化研究所所研制的全方位移动机器人采用了这种结构,如图1.4。

图1.3 正交轮图1.4 正交轮的应用

球轮由一个滚动球体、一组支撑滚子和一组驱动滚子组成,其中支撑滚子固定在车底盘上,驱动滚子固定在一个可以绕球体中心转动的支架上,如图 1.6 所示。每个球轮上的驱动滚子由一个电机驱动,使球轮绕驱动滚子所构成平面的法线转动,同时可以绕垂直的轴线自由转动。

图1.5 球轮图1.6 球轮的应用

偏心万向轮,如图 1.7 所示,它采用轮盘上不连续滚子切换的运动方式,轮子在滚

动和换向过程中同地面的接触点不变,因而在运动过程中不会使机器人振动,同时明显

减少了机器人打滑现象的发生。

图1.7偏心万向轮图1.8 偏心万向轮的应用

2.2 国内全方位移动机器人的研究现状

我国在移动机器人方面的研究工作起步较晚,上世纪八十年代末,国家863计划自动

化领域自动机器人主题确立立项,开始了这方面的研究。在国防科工委和国家863计划

的资助下,由国防科大、清华大学等多所高校联合研制军用户外移动机器人7B.8,并于1995年 12月通过验收。7B.8的车体是由跃进客车改进而成,车上有二维彩色摄像机、

三维激光雷达、超声传感器。其体系结构以水平式机构为主,采用传统的“感知-建模-

规划-执行”算法,其直线跟踪速度达到20km/h。避障速度达到5-10km/h。

上海大学研制了一种全方位越障爬壁机器人,针对清洗壁面作业对机器人提出的特殊

要求,研制了可越障轮式全方位移动机构—车轮组机构,该机构保证机器人可在保持姿态

不变的前提下,沿壁面任意方向直线移动,或在原地任意角度旋转,同时能跨越存在于机

器人运行中的障碍,不需要复杂的辅助机构来实现平面上运动和越障运动之间转换。

哈尔滨工业大学的李瑞峰,孙笛生,刘广利等人研制的移动式作业型智能服务机器人,并对课题当中的一些关键技术,如新型全方位移动机构、七自由

度机器人作业手臂和多传感器信息融合等技术,最后给出了移动机器人的系统控制方案。

本文由闰土服务机械外文文献翻译成品淘宝店整理

哈尔滨工业大学的闫国荣,张海兵研究一种新型全方位轮式移动机构,这种全方位移

动机构当中的轮子与麦克纳姆轮的区别在于:这种全方位轮使小滚子轴线与轮子轴线垂直,则轮子主动的滚动和从动的横向滑移之间将是真正相互独立的;轮子正常转动时,

轮缘上的小滚子也将是纯滚动,如图1.9。

图1.9 全方位移动机构仿真图

三、研究内容及实验方案

本课题从普遍应用出发,设计一种全向运动机器人平台,该平台能够沿任何方向运动,运动灵活。本课题是机器人设计的基本环节,能够为后续关于机器人的研究提供有价值的平台参考和有用的思路。本文研究内容主要有:了解和分析已有的机器人移动平台的工作原理和结构,以及分析操作手臂常用的结构和工作原理,对比它们的优劣点。在这些基础

上提出可行性方案,并选择最佳方案来设计。根据选定的方案对带有机械臂的全方位移动机器人进行本体设计,包括全方位车轮旋转机构的设计、车轮转向机构的设计和机器人操作臂的设计。要求全方位移动机构转向、移动灵活,可以快速、有效的到达指定地点;机械臂操作范围广、运动灵活、结构简单紧凑且尺寸小,可以快速、准确的完成指定工作。设计完成后要分析全方位移动机构的性能,为后续的研究提供可靠的参考和依据。

四、目标、主要特色及工作进度

1.绪论和全向移动机器人移动结构设计 3周

2.机器人的机械手臂设计 3周

3.机械材料的选择和零件的校核 3周

4.外文资料翻译(不少于6000字) 1周

5.毕业论文整理及答辩准备 2周

五.参考文献

1.孙恒等主编。机械原理(第六版)。高等教育出版社,2011

2.马香峰主编。工业机器人的操作机设计。冶金工业出版社,1996

3.宗光华张慧慧译。机器人设计与控制。科学出版社,2004

4.李志尊。UG NX CAD基础应用与范例解析【M】。机械工业出版社,2004

5.杨静宇.多传感器集成与信息融合.机器人情报,1994(1):1~9

6.夏德深傅德胜现代图像处理技术与应用东南大学出版社2001,84~112

7.刘进长, 王全福. 发展机器人技术, 占领21 世纪的经济技术制高点. 中南工业大学学报, 31 (中国2000 年机器人学大会论文专辑,长沙, 2000- 10- 23~ 26).2000, 10- 14

8.蔡自兴. 机器人学的发展趋势和发展战略. 中南工业大学学报,2000, 31(中国2000 年机器人学大会论文专辑, 长沙, 2000- 10-23~ 26) : 1- 9

9.张铁,谢存禧主编.机器人学,第一版,华南理工大学出版社,2001,9、45-47

10.吴广玉,姜复兴主编.机器人工程导论,第一版,哈尔滨工业大学出版社,1988

11.熊有伦,丁汉,刘恩沧主编,机器人学,第一版,机械工业出版社,1993

12.崔正昀主编.机械设计基础,第一版,天津大学出版社,2000,221-224、322-323、412-424、457-475

13.贾名著主编.工程力学,第一版,天津大学出版社,1998,48-57

14.廖念钊主编.互换性与测量技术基础,第三版,2002,11-19

15.孟宪员源,姜琪主编.机构构型与应用,第一版,机械工业出版社,2004,43、145-146、274、151-152、607-609

16.谈欣柏主编.大学物理,第一版,天津大学出版社,2000,2-22

17.成大先主编.机械设计手册,第一版,化学工业出版社,2005,76-84、99-141,157-160

18.加腾一郎主编.机械手图册,第一版,上海科学技术出版社,1979,50、59、78-79、97、160-176

19.宗光华等编著.机器人的创意设计与实践,第一版,北京航空航天大学出版社,2004,25-35、138-150

20.卜炎主编.中国机械设计大典—机械零部件设计,第一版,江西科技出版社,2002

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

轮式移动机器人结构设计论文

轮式移动机器人的结构设计 摘要:随着机器人技术在外星探索、野外考察、军事、安全等全新的领域得到日益广泛的采用,机器人技术由室内走向室外,由固定、人工的环境走向移动、非人工的环境。本课题是机器人设计的基本环节,能够为后续关于机器人的研究提供有价值的平台参考和有用的思路。 本文介绍了已有的机器人移动平台的发展现状和趋势,分析操作手臂常用 的结构和工作原理,根据选定的方案对带有机械臂的全方位移动机器人进行本 体设计,包括全方位车轮旋转机构的设计、车轮转向机构的设计和机器人操作 臂的设计。要求全方位移动机构转向、移动灵活,可以快速、有效的到达指定 地点;机械臂操作范围广、运动灵活、结构简单紧凑且尺寸小,可以快速、准 确的完成指定工作。设计完成后要分析全方位移动机构的性能,为后续的研究 提供可靠的参考和依据。 关键字:机器人移动平台操作臂简单快速准确

Structure design of wheeled mobile robots Abstract:with the robot technology in an alien exploration, field survey, military and security new areas to be increasingly widely adopted, robot technology by indoor, outdoor by fixed, to move towards artificial environment, the artificial environment. This topic is the basic link, robot design for the follow-up about robots can provide valuable reference and useful ideas platform. This article summarizes the existing robot mobile platform development status and trends of operating the arm structure and principle of common, According to the selected scheme of mechanical arm with ontology omni-directional mobile robots designed, including the design of all-round wheel rotating mechanism, wheel steering mechanism of design and the design of robot manipulator. Request to change direction, move the omni-directional mobile institution, can quickly and effectively flexible the reaches the specified location; Mechanical arm operation scope, sports flexible, simple and compact structure and size is small, can quickly and accurately completed tasks. The design is completed to analyze the performance of the omni-directional mobile institutions for subsequent research, provide reliable reference and basis. Keywords: Robot mobile platform manipulator simple accurate and quick

自动搬运机器人设计开题报告

本科毕业设计开题报告 题目:自动搬运机器人设计 院(系):电气与信息工程学院 专业:电子信息工程 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 开题报告日期:2012年12月25日

填写说明 一、开题报告应包括下列主要内容: 1.研究目的和意义; 2.国内外发展情况(文献综述); 3.研究/设计的目标; 4.研究/设计主要内容; 5.时间进程; 6.参考文献。 二、开题报告字数应不少于2.5千字。 三、开题报告时间应最迟应于开题答辩后一周上交。 四、若本次开题报告未通过,需在1个月内再次进行开题报告。 五、开题报告结束后,评议小组给出开题报告成绩,由教研室归档。 六、双面打印。 七、此表不够填写时,可另附页。

黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告 题目自动搬运机器人设计 1、研究目的和意义 本课题最终目的在于研制机器搬运取代人工搬运工作,由于现代工业的迅猛发展,使得机器人已被越来越多的应用到科技、生产加工、服务等各个领域,并将有着更加广泛的发展,机器人的研制和生产已迅速发殿起来的一门新兴的技术。机器人是提高生产效率、改善产品质量的重要工具。将机器人应用于生产具有如下优点: 以提高生产过程中的自动化程度,有效的完成工业生产的各种操作流程,以及人工所不能完成的一些操作,从而可以提高劳动生产率和降低生产成本;以改善劳动条件,避免人身事故,在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中,用人手直接操作是有危险或根本不可能的,而搬运机器人即可部分或全部代替人安全的完成作业,使劳动条件得以改善。在一些简单、重复,特别是较笨重的操作中,可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故;可以减轻人力,并便于有节奏的生产,代替人进行工作,直接减少人力劳作,同时由于还可以连续的工作,这是减少人力的另一个侧面。因此,在自动化机床的综合加工自动线上,以减少人力和更准确的控制生产的节拍,便于有节奏的进行工作生产,是现代机械工业发展的必然趋势,通过机器人及搬运机械手结构设计的分析研究,熟悉了机器人设计分析的思路和流程,了解了我国和世界其他各国机器人的发展水平和现状,认知了当今机械行业的最新前沿科技,检测了自己在分析理论和解决实际问题上的能力,为日后的研究工作打下了良好的基础。 2、国内外发展情况(文献综述) 自从20世纪60年代初人类制造出第一台工业机器人以后,机器人就显示出了极强的生命力。经过四十年的迅速发展,在工业发达国家中,工业机器人已经广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等诸多领域中。机器人的分类方法有多种,按其应用可分为,工业机器人、军用机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、空间机器人和娱乐机器人。作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段,工业机器人是机器人中的一个重要分支,是机器人领域的重要研究发展方向,对工业机器人运动轨迹规划和控制的研究,一直受到人们的普遍关注。工业机器人已经成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志,搬运机械人的是工业机器人的一个重要分支,它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景。目前,对机器人技术的发展有最重要影响的国家是日本和美国,美国在机器人技术的综合性水平上仍处于领先地位,日本生产的机器人数量和种类则居世界首位。 我国发展机器人技术起步于20世纪70年代末,目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件,开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人。但是我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离。总体来说,我国仍是一个机器人设备的消费市场,行业市场处于发展壮大中,因此,装卸、搬运等工序机械化的迫切性,搬运机器人就是为实现这些工序的自动化而产生的。搬运机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力,改善热、累等劳动条件。国外在这方面的运用不仅在单机、专机上采用,以减轻工人的劳动强度,并和机床共同组成一个综合的数控加工系统。同时研究采用摄象机和力传感装置和微型计算机连在一起,能确定零件的方位达到准确搬运的目的。所以搬运机器人以及搬运机械手的研究发展是我国现代化工业发展的必然趋势。

移动机器人的导航技术总结

移动机器人的关键技术分为以下三种: (1)导航技术 导航技术是移动机器人的一项核心技术之一[3,4]"它是指移动机器人通过传感器感知环境信息和自身状态,实现在有障碍的环境中面向目标的自主运动"目前,移动机器人主要的导航方式包括:磁导航,惯性导航,视觉导航等"其中,视觉导航15一7]通过摄像头对障碍物和路标信息拍摄,获取图像信息,然后对图像信息进行探测和识别实现导航"它具有信号探测范围广,获取信息完整等优点,是移动机器人导航的一个主要发展方向,而基于非结构化环境视觉导航是移动机器人导航的研究重点。 (2)多传感器信息融合技术多传感器信息融合技术是移动机器人的关键技术之一,其研究始于20世纪80年代18,9]"信息融合是指将多个传感器所提供的环境信息进行集成处理,形成对外部环境的统一表示"它融合了信息的互补性,信息的冗余性,信息的实时性和信息的低成本性"因而能比较完整地,精确地反映环境特征,从而做出正确的判断和决策,保证了机器人系统快速性,准确性和稳定性"目前移动机器人的多传感器融合技术的研究方法主要有:加权平均法,卡尔曼滤波,贝叶斯估计,D-S证据理论推理,产生规则,模糊逻辑,人工神经网络等"例如文献[10]介绍了名为Xavier的机器人,在机器人上装有多种传感器,如激光探测器!声纳、车轮编码器和彩色摄像机等,该机器人具有很高的自主导航能力。 (3)机器人控制器作为机器人的核心部分,机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一"目前,国内外机器人小车的控制系统的核心处理器,己经由MCS-51、80C196等8位、16位微控制器为主,逐渐演变为DSP、高性能32位微控制器为核心构成"由于模块化系统具有良好的前景,开发具有开放式结构的模块化、标准化机器人控制器也成为当前机器人控制器的一个研究热点"近几年,日本!美国和欧洲一些国家都在开发具有开放式结构的机器人控制器,如日本安川公司基于PC开发的具有开放式结构!网络功能的机器人控制器"我国863计划智能机器人主题也已对这方面的研究立项 视觉导航技术分类 机器人视觉被认为是机器人重要的感觉能力,机器人视觉系统正如人的眼睛一样,是机器人感知局部环境的重要“器官”,同时依此感知的环境信息实现对机器人的导航。机器人视觉信息主要指二维彩色CCD摄像机信息,在有些系统中还包括三维激光雷达采集的信息。视觉信息能否正确、实时地处理直接关系到机器人行驶速度、路径跟踪以及对障碍物的避碰,对系统的实时性和鲁棒性具有决定性的作用。视觉信息处理技术是移动机器人研究中最为关键的技术之一。

搬运码垛机器人毕业设计

搬运码垛机器人毕业设 计 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

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

轮式移动机器人课程设计

江苏师范大学连云港校区海洋港口学院 课程设计说明书 课程名称 专业班级 学号姓名 指导教师

年月日

摘要 轮式移动机器人是机器人家族中的一个重要的分支,也是进一步扩展机器人应用领域的重要研究发展方向。自上世纪九十年代以来,人们广泛开展了对机器人移动功能的研制和开发,为适应各种工作环境的不同要求而开发出各种移动机构。其中全方位轮可以实现高精确定位、原地调整姿态和二维平面上任意连续轨迹的运动,具有一般的轮式移动机构无法取代的独特特性,对于研究移动机器人的自由行走具有重要愈义。 本文主要是介绍了技术较为成熟的麦克纳姆全方位轮的运动原理结构,分析了由四个麦克纳姆轮全方位轮组成的全向移动机构的运动协调原理。并将其运用到轮腿复合式的机器人身上,使机器人移动能力更强。设计的主要方面包括(1)移动方式的选择;(2)机器人结构的设计;(3)机器人移动原理的分析;(4)对移动机器人控制系统的简单设计。 关键词: 轮式移动机器人,轮腿复合式,四足

目录 摘要 (1) 1 移动机器人技术发展概况 (1) 1.1 机器人研究意义及应用领域 (1) 1.1.1 机器人的研究意义 (1) 1.1.2 机器人的应用领域 (2) 1.2 移动机器人的发展概况 (2) 1.2.1 移动机器人的国内发展概况 (3) 1.2.2 移动机器人的国外发展概况 (4) 2 轮式移动机器人的结构设计 (7) 2.1轮式移动机器人系统结构 (7) 2.1.1移动方式的选择 (7) 2.1.2机器人移动原理构想 (8) 2.1.3机器人轮子的选择 (9) 2.1.4机器人腿部结构的设计 (10) 2.2轮式移动机器人主要结构 (11) 3 轮式移动机器人的控制系统 (12) 3.1 控制系统硬件选型与配置 (12) 3.1.1 驱动电机的选型 (12)

智能移动机器人的现状与发展论文 2

题目移动机器人的发展现状及趋势授课老师唐延柯 学生姓名 学号 专业电子信息工程 教学单位德州学院 完成时间 2013年11月16日

一、摘要 (2) 二、引言 (2) 三、智能机器人的构成 (3) 3.1硬件构成 (3) 3.2 软件构成 (3) 四、国内外在该领域的发展现状综述 (4) 五、智能移动机器人的应用及分类 (5) 5.1 智能机器人的应用 (5) 5.2 智能机器人分类 (7) 六、展望与讨论 (9) 6.1智能机器人的发展趋势展望 (9) 6.2 建议及设想 (10) 七、结论 (10) 八、参考文献 (11)

智能机器人的现状及其发展趋势 一、摘要 本文扼要地介绍了智能机器人技术的发展现状,以及世界各国智能机器人的发展水平,然后介绍了智能机器人的分类,从几个典型的方面介绍了智能机器人在各行各业的广泛应用,讨论了智能机器人的发展趋势以及对未来技术的展望,最后提出了自己的建议和设想,分析我国在智能机器人方面发展并提出期望。 关键词:智能机器人;发展现状;应用;趋势 The status and trends of intellectual robot Abstract:This paper briefly discusses the development, status of intellectual robot, development of intellectual robot in many countries. And then it presents the categories of intellectual robot, talks about the extensive applications in all works of life from several typical aspects and trends of intellectual robot. After that, it puts forward prospects for future technology, suggestion and a tentative idea of myself, and analyses the development of intellectual robot in China. Finally, it raises expectations of intellectual robot in China. Key words: intellectual robot; development status; application; trend 二、引言 机器人是一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机,或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能机器人则是一个在感知- 思维- 效应方面全面模拟人的机器系统,外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场,可以全面地考察人工智能各个领域的技术,研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能机器人应该具备三方面的能力:感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能力。智能机器人与工业机器人的根本区别在于,智能机器人具有感知功能与识别、判断及规划功能[1]。 随着智能机器人的应用领域的扩大,人们期望智能机器人在更多领域为人类服务,代替人类完成更复杂的工作。然而,智能机器人所处的环境往往是未知

码垛机器人设计_毕业设计说明书

码垛机器人设计_毕业设计说明书 目录 第一章绪论 (1) 1.1课题的背景、来源及意义 (1) 1.2码垛机器人的发展进程及发展趋势 (2) 1.3课题的设计内容 (2) 第二章码垛机器人总体结构设计 (4) 2.1方案的确定 (4) 2.2总体设计思路 (6) 第三章码垛机器人腕部和腰部设计 (7) 3.1码垛机器人腕部设计 (7) 3.1.1 减速机的计算与选型 (7) 3.1.2联轴器的计算与选型 (8) 3.1.3轴承的选型 (10) 3.2码垛机器人腰部设计 (11) 3.2.1腰部电机选型 (11) 3.2.2腰部联轴器计算选型 (12) 3.3本章小结 (13) 第四章码垛机器人手臂结构及其驱动系统设计 (14) 4.1平面机构受力分析 (14) 4.2手臂关节轴承的选型与校核 (15) 4.3销轴校核 (16) 4.3.1 后大臂与支架销轴联接校核 (16) 4.3.2 后大臂与小臂销轴联接校核 (17) 4.3.3 前大臂与支架销轴联接校核 (17) 4.3.4 前大臂与小臂销轴联接校核 (18) 4.3.5 其它销轴联接校核 (18) 4.4竖直滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (19) 4.4.1 最大工作载荷的计算 (19) 4.4.2 最大动载荷的计算 (19) 4.4.3 初选滚珠丝杠副型号 (20) 4.4.4 传动效率计算 (20) 4.4.5刚度的验算 (21)

内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 4.4.6压杆稳定性校核 (22) 4.5水平滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (23) 4.5.1最大工作载荷的计算 (23) 4.5.2最大动载荷的计算 (23) 4.5.3初选滚珠丝杠副型号 (24) 4.5.4 传动效率计算 (24) 4.5.5刚度的验算 (24) 4.5.6压杆稳定性校核 (26) 4.6水平滚动导轨副的计算选型 (26) 4.6.1滑块承受工作载荷的计算及导轨型号的选择 (26) 4.6.2额定行程寿命的计算 (28) 4.7竖直滚动导轨副的计算选型 (30) 4.7.1滑块承受工作载荷的计算及导轨型号的选择 (30) 4.7.2.额定行程寿命L的计算 (30) 第五章 PRO/E建模和仿真 (32) 5.1主要部件建模及其简介 (32) 5.1.1轴承建模的主要过程 (32) 5.1.2 机器人的主要部件及装配模型 (35) 5.2三维机构运动仿真的基本介绍 (37) 5.2.1 机构运动仿真的特点 (37) 5.2.2 机构运动仿真的工作流程 (37) 5.2.3 机构仿真运动装配连接的概念及定义 (37) 5.2.4 机构的仿真运动 (38) 第六章 ANSYS有限元分析 (40) 结论 (46) 参考文献 (47) 谢辞 (48)

轮式移动机器人结构设计开题报告

毕业设计(论文)开题报告 题目轮式移动机器人的结构设计 专业名称机械设计制造及其自动化 班级学号 学生姓名 指导教师 填表日期2011 年 3 月 1 日

一、毕业设计(论文)依据及研究意义: 随着机器人技术在外星探索、野外考察、军事、安全等全新的领域得到日益广泛的采用,机器人技术由室内走向室外,由固定、人工的环境走向移动、非人工的环境。移动机器人已经成为机器人研究领域的一个重要分支。在军事、危险操作和服务业等许多场合得到应用,需要机器人以无线方式实时接受控制命令,以期望的速度、方向和轨迹灵活自如地移动。其中轮式机器人由于具有机构简单、活动灵活等特点尤为受到青睐。按照移动特性又可将移动机器人分为非全方位和全方位两种。而轮式移动机构的类型也很多,对于一般的轮式移动机构,都不能进行任意的定位和定向,而全方位移动机构则可以利用车轮所具有的定位和定向功能,实现可在二维平面上从当前位置向任意方向运动而不需要车体改变姿态,在某些场合有明显的优越性;如在较狭窄或拥挤的场所工作时,全方位移动机构因其回转半径为零而可以灵活自由地穿行。另外,在许多需要精确定位和高精度轨迹跟踪的时候,全方位移动机构可以对自己的位置进行细微的调整。由于全方位轮移动机构具有一般轮式移动机构无法取代的独特特性,对于研究移动机器人的自由行走具有重要意义,成为机器人移动机构的发展趋势。基于以上所述,本文从普遍应用出发,设计一种带有机械手臂的全方位运动机器人平台,该平台能够沿任何方向运动,运动灵活,机械手臂使之能够执行预定的操作。本文是机器人设计的基本环节,能够为后续关于机器人的研究提供有价值的平台参考和有用的思路。 二、国内外研究概况及发展趋势 2.1 国外全方位移动机器人的研究现状 国外很多研究机构开展了全方位移动机器人的研制工作,在车轮设计制造,机器人上轮子的配置方案,以及机器人的运动学分析等方面,进行了广泛的研究,形成了许多具有不同特色的移动机器人产品。这方面日本、美国和德国处于领先地位。八十年代初期,美国在DARPA的支持下,卡内基·梅隆大学(Carnegie Mellon university,CUM)、斯坦福(Stanford)和麻省理工(Massachusetts Institute of Technology,MIT)等院校开展了自主移动车辆的研究,NASA下属的Jet Propulsion Laboratery(JPL)也开展了这方面的研究。CMU机器人研究所研制的Navlab-1和Navlab-5系列机器人代表了室外移动机器人的发展方向。德国联邦国防大学和奔驰公司于二十世纪九十年代研制成VaMoRs-P移动机器人。其车体采用奔驰500轿车。传感器系统包括:4个小型彩色CCD摄像机,构成两 组主动式双目视觉系统;3个惯性线性加速度计和角度变化传感器。SONY公司1999年推

轮式移动机器人结构设计开题报告

一、毕业设计(论文)依据及研究意义: 随着机器人技术在外星探索、野外考察、军事、安全等全新的领域得到日益广泛的采用,机器人技术由室内走向室外,由固定、人工的环境走向移动、非人工的环境。移动机器人已经成为机器人研究领域的一个重要分支。在军事、危险操作和服务业等许多场合得到应用,需要机器人以无线方式实时接受控制命令,以期望的速度、方向和轨迹灵活自如地移动。其中轮式机器人由于具有机构简单、活动灵活等特点尤为受到青睐。按照移动特性又可将移动机器人分为非全方位和全方位两种。而轮式移动机构的类型也很多,对于一般的轮式移动机构,都不能进行任意的定位和定向,而全方位移动机构则可以利用车轮所具有的定位和定向功能,实现可在二维平面上从当前位置向任意方向运动而不需要车体改变姿态,在某些场合有明显的优越性;如在较狭窄或拥挤的场所工作时,全方位移动机构因其回转半径为零而可以灵活自由地穿行。另外,在许多需要精确定位和高精度轨迹跟踪的时候,全方位移动机构可以对自己的位置进行细微的调整。由于全方位轮移动机构具有一般轮式移动机构无法取代的独特特性,对于研究移动机器人的自由行走具有重要意义,成为机器人移动机构的发展趋势。基于以上所述,本文从普遍应用出发,设计一种带有机械手臂的全方位运动机器人平台,该平台能够沿任何方向运动,运动灵活,机械手臂使之能够执行预定的操作。本文是机器人设计的基本环节,能够为后续关于机器人的研究提供有价值的平台参考和有用的思路。 二、国内外研究概况及发展趋势 2.1 国外全方位移动机器人的研究现状 国外很多研究机构开展了全方位移动机器人的研制工作,在车轮设计制造,机器人上轮子的配置方案,以及机器人的运动学分析等方面,进行了广泛的研究,形成了许多具有不同特色的移动机器人产品。这方面日本、美国和德国处于领先地位。八十年代初期,美国在DARPA的支持下,卡内基·梅隆大学(Carnegie Mellon university,CUM)、斯坦福(Stanford)和麻省理工(Massachusetts Institute of Technology,MIT)等院校开展了自主移动车辆的研究,NASA下属的Jet Propulsion Laboratery(JPL)也开展了这方面的研究。CMU机器人研究所研制的Navlab-1和Navlab-5系列机器人代表了室外移动机器人的发展方向。德国联邦国防大学和奔驰公司于二十世纪九十年代研制成VaMoRs-P移动机器人。其车体采用奔驰500轿车。传感器系统包括:4个小型彩色CCD摄像机,构成两 组主动式双目视觉系统;3个惯性线性加速度计和角度变化传感器。SONY公司1999年推

delta机器人设计开题报告

燕山大学 本科毕业设计(论文)开题报告 课题名称:Delta并联机器人系 统总体设计 学院(系):里仁学院 年级专业:08机械电子工程 学生姓名 指导教师: 完成日期:2012年3月25日

一、选题背景及意义 …………………………………………………………………………………………… 二、.研究内容 ………………………………………………………………………………………… 三、研究步骤、方法及措施 …………………………………………………………………………………………… 四、研究工作进度 …………………………………………………………………………………………… 五、主要参考文献 …………………………………………………………………………………………… 六、指导教师意见 …………………………………………………………………………………………… 指导教师签字: 年月日 七、系级教学单位审核意见: 审查结果:□通过□完善后通过□未通过 负责人签字: 年月日

1.选题背景及意义 并联机器人是一类全新的机器人,它具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点,与目前广泛应用的串联机器人在应用上构成互补关系,因而扩大了整个机器人的应用领域。并联机器人可以作为航天上的飞船对接器、航海上的潜艇救援对接器;工业上可以作为大件的装配机器人、精密操作的微动器。近年来还研究将它用作虚拟6轴加工中心,以及毫米级的微型机器人等,可以预见这类机器人在21世纪将有广阔的发展前景。 Delta并联机器人最早是在1985年由R.clavel提出的,因其基座平台和运动平台都呈三角形形状而得名。Delta机器人作为并联机构的一种,具有上述的诸多优点和各种可能的应用,是目前商业应用最成功的机器人之一。当初,比如,当在运动平台上装上适当的末端执行器后,特别适用于电子元器件的快速装配插接。在轻工业中的包装,pick-and-place操作,医学手术等也有较多应用。 在国外Delta机器人已经成功的应用在大范围的领域中,而且取得了不错的业绩。例如,在瑞士,巧克力生产商chocolat Frey,采用由Bosch的包装技术公司Sigpick Systems AG提供的新的生产线,这条生产线上,八个Delta机器人将巧克力放到泡沫盒里,再把泡沫盒放到纸箱里,减少了chocolat Frey公司的工作量,最主要的是整个操作系统简便易行,只需简单的修改一下操作系统就可以适应新的包装规格,这种简易性使得该公司可以快速而从容的应对市场的新需求。 不久前,位居全球500强之列的电力和自动化技术领导厂商ABB公司,高调宣布其进行机器人的投资建设,并列出了投资的10大理由,这十大理由包括降低运营成本、提升产品质量和一致性、改善员工工作条件、扩大产量、增强制造柔性、减少原料浪费、提高良品率等。 中国处在改革开放的关键时期,各行各业正是在高速发展的黄金阶段,高新技术产业更是朝气蓬勃。市场的快速发展带来了绝佳的研究机遇,因此,我以为在我国全面建设小康社会、大力发展现代化工业同时,机器人是个不可避免的话题。在我国进入老龄化社会,劳动力逐渐短缺之际,传统工业中

100KG四自由度码垛机器人底座设计及分析.

100KG四自由度码垛机器人底座设计及分析 (……,…….,……..,…….) 摘要:本文主要设计和研究了一个抓重为100KG的四自由度的码垛机器人,用于企业 生产中的码垛物品。首先对机器人的整体方案和具体的结构按要求进行了分析,接着主要设 计了机器人底座和腰部结构并进行了建模和装配。最后,利用分析软件(UG)对机器人底座和 腰部进行有限元仿真分析。 关键词:码垛机器人;结构设计;建模;有限元分析 Design and Analysis of 100KG 4-dof Palletizing Robot Base … … … (School of Transportation,Institute of Transportation Mechanical Design Manufacturing and Automation,jixieben1104 , 20112814726) Abstract:In this paper, the design and research of a catch weight of 100KG of 4-dof palletizing robots for the production of stacking items.At first, the overall program and the specific structure of the robot were analyzed according to the requirements, then the main work is to design the base and waist of the robot and carry on the modelling and analyze.Finally, this paper uses the analysis software (UG) to make finite element analysis of it. Key words: Palletizing robot;Structural Design;Modeling;Finite Element Analysis 1引言 随着科技的不断发展和进步,企业越来越重视自动化生产。[1]在这种背景下,机器人的使用越发普及,码垛机器人就是其中之一。效率高,适用性强,能耗低,占地面积少等诸多优势让它在各个领域大放异彩。 2课题的设计内容 本设计主要是研究码垛机器人的结构设计,尤其是底座和腰部设计,主要工作内容有以下几点: 1.了解码垛机器人发展近况以及未来发展方向,并掌握码垛机器人的基本构成部

轮式移动机器人课程设计 (2)

目录 目录 (1) 摘要 (2) 1.移动机器人技术发展概况 (3) 1.1机器人研究意义及应用领域 (3) 1.1.1机器人的研究意义 (3) 1.1.2 机器人的应用领域 (3) 1.2移动机器人的发展概况 (4) 1.2.1移动机器人的国内发展概况 (4) 1.2.2移动机器人的国外发展概况 (4) 2.轮式移动机器人的结构设计 (7) 2.1移动机器人的系统结构 (7) 2.2轮式移动机器人主要结构 (7) 3.轮式移动机器人的控制系统 (11) 3.1控制系统硬件选型与配置 (11) 3.1.1驱动电机的选型 (11) 3.1.2伺服电机的选型 (12) 3.1.3轮毂电机的选型 (13) 3.2轮式移动机器人控制系统框架 (15) 4.结论和总结 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19) 附录 (21)

摘要 移动机器人是机器人家族中的一个重要的分支,也是进一步扩展机器人应用领域的重要研究发展方向。自上世纪九十年代以来,人们广泛开展了对机器人移动功能的研制和开发,为适应各种工作环境的不同要求而开发出各种移动机构。 论文内容包括四个部分:简要介绍了移动机器人研究现状、对所设计移动机器人系统进行了描述、视觉导航轮式移动机器人底层硬件设计和视觉轮式移动移动机器人的底层控制。 论文详细地介绍了移动机器人底层硬件系统元件的选型和原理电路图的设计。我们选用PIC16F877单片机作为下位机接收上位机传来的命令和产生驱动信号。步进电机的驱动电路采用两个步进电机驱动器-L298,驱动程序写入PIC16F877单片机,通过程序控制步进电机的转速和转向。采用Propel 设计了底层控制系统的原理图和PCB版图,采用Proteus进行程序和硬件系统的仿真。仿真结果表明:步进电机运行稳定、可靠性高,实现了对步进电机的预期控制。 关键词:移动机器人;运动控制;PIC16F877;步进电机

搬运机器人设计开题报告

搬运机器人设计开题报告 毕业设计(论文)开题报告 题目4-DOF搬运机器人的结构设计 专业名称飞行器动力工程 班级学号 08033101 学生姓名 指导教师 填表日期 2012 年 3 月 12 日 说明 开题报告应结合自己课题而作,一般包括:课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势(含文献综述)、研究内容及实验方案、目标、主要特色及工作进度、参考文献等内容。以下填写内容可根据具体情况适当。各专业修改但每个专业填写内容应保持一致。 一、选题的依据及意义: 传统的工业机器人常用于搬运、喷漆、焊接和装配工作。工业现场的很多重体力劳动必将由机器代替,这一方面可以减轻工人的劳动强度,另一方面可以大大提高劳动生产率。搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人。最早的搬运机器人出现在1960年的美国,Versatran和Unimate两种机器人首次用于搬运作业。搬运作业是指用一种设备握持工件,是指从一个加工位置移到另一个加工位置。搬运机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作,大大减轻了人类繁重的体力劳动。目前世界上使用的搬运机器人逾10万台,

被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运。部分发达国家已制定出人工搬运的最大限度,超过限度的必须由搬运机器人来完成。搬运机器人是近代自动控制领域出现的一项高新技术,涉及到了力学,机械学,电器液压气压技术,自动控制技术,传感器技术,单片机技术和计算机技术等学科领域,已成为现代机械制造生产体系中的一项重要组成部分。它的优点是可以通过编程完成各种预期的任务,在自身结构和性能上有了人和机器的各自优势,尤其体现出了人工智能和适应性。 应用搬运机器人进行工作,这是直接减少人力的一个侧面,同时由于应用搬运机械人可以连续的工作,这是减少人力的另一个侧面。因此,在自动化机床的综合加工自动线上,目前几乎都有搬运机械手,以减少人力和更准确的控制生产的节拍,便于有节奏的进行工作生产。 可见,有效的应用搬运机械手,是发展机械工业的必然趋势机械手是提高劳动生产率,改善劳动条件,减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段,国内外都很重视它的应用和发展。搬运机器人是典型的机电一体化数字化装备,技术附加值很高,应用范围很广,作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。 二、国内外研究概况及发展趋势: (1)国内现状及发展趋势 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。机器人的分类方法有多种, 按其应用可分为:工业机器人、军用机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、空间机器人和娱乐机器人。搬运机械人的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性,如图1、图2的搬运机器

智能移动机器人

智能移动机器人 近年来,随着机器人研究的不断发展,机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透,结合这些领域的应用特点,各种各样的具有不同功能的机器人被研制出来,并且在不同的应用领域都得到了广泛的应用。 本文主要设计一个配置机械手的智能移动机器人,可以调速、转弯、抓取物体。涉及到双目摄像头定位、激光测距、电机控制、压力传感器等技术。 一、系统总体结构图 机器人系统主要由机械系统、驱动控制系统、视觉系统、传感器系统、上位机系统、电源系统以及人机交互系统等组成。 系统总体结构图如下: 智能机器人平台采用了主从结构的分布式处理方式,由上位机系统来协调控制各个子模块系统。各个子系统都有自己的数据处理机制,数据处理都在本模块的DSP处理器中完成。上位机只是负责数据融合、任务分解、策略选择制定、协调控制各子模块等工作。当上位机需要某个模块的数据时,子模块向上位机提供该模块经过处理以后的数据。由于大量的数据处理都在各个子模块中完成,上位机得到的都是经过处理后的小量数据,大大减少了上位机的负担。采用这种方式既提高了上位机的效率,又增加了系统的稳定性,方便系统的维护。 二、机械手

该机械手的设计仿照人类手臂的构造,总共有五个自由度,包括抬手臂转动关节,肩转动关节,肘转动关节,腕转动关节,手爪旋转关节与手爪开闭关节。这种多自由度的设计使得机械手具有较大的灵活度,以适应抓取不同目标物体的要求。 三、控制系统 1、感知系统 感知系统也就是传感器系统,本智能机器人系统的传感器系统可以只包含两个传感器,一个是测障、测距用激光传感器,一个是抓物时压力感测的压力传感器。 红外测距传感器(简称PSD:Poison Sensitive Detector): 通常采用光学三角测量方法来确定机器人同物体之间的距离:传感器的红外发光管发出红外光,当红外光没有碰到障碍的时候,红外光保持前行;当红外光碰到障碍的时候,红外光反射回来,并进入探测器。这样,在反射点,发射器,探测器之间形成一个三角形,探测器通过镜面反射,将红外光射入一个线性CCD中,由CCD测量反射光的角度,并由角度的大小来计算障碍物的距离。本机器人系统配置4路PSD传感器,分别以接近于90度的角度间距安装于机器人的前、后、左、右四个方向上和机械臂抓手的手掌内。 图2 PSD传感器位置示意图 压力传感器: 测得与物体接触的压力值返回给DSP分析处理:是否继续抓紧动作。装在机械臂抓手的每个手指上。 传感器系统结构图

码垛机器人系统设计

( 分类号: 学校代码: 10128 U D C : 学 号: 201130101045 科研训练开题报告 题 目:码垛机器人控制系统设计 学生姓名:刘金来 学 院:机械学院 班 级:机制11-3 指导教师:武建新 二零一四年十二月

1.选题目的和意义 近几年机器人自动化生产线已经不断出现,机器人自动化生产线的市场也会越来越大,并且逐渐成为自动化生产线的主要方式,而过去的自动化码垛作业大部分是由机械式码垛机完成或人工搬运,由于机械式码垛机其结构等因素的限制,存在着占地面积大、程序更改麻烦(甚至无法更改)、耗电量大等缺点;而人工搬运劳动量大,完成同一工作量所需不少工人,在一些实际场所应用中,码垛机器人与传统码垛机一样,一次能搬运一整层箱子,有些顾客在传统码垛机坏了时,就用机器人代替,通常这些机器人系统都有层成型平台和臂尾加工装置,能将整层箱子搬起来,功能较强的码垛机器人还能更换不同的货盘;其码垛速度甚至可以达到100个小箱/分钟;码垛机器人装有低水平纸箱横进给装置,使用灵活底盘,有利于车间的良好布局;另外其性能可靠,大多用户容易掌握使用的软件,能够迅速转换对进行不同箱子的码垛。2.国内外研究现状及其发展趋势 2.1课题来源:内蒙古工业大学 2.2码垛机器人控制系统设计的发展前景 作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段,工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。 据相关统计数据表明,工业机器人主要用于汽车工业及汽车零部件工业,占整个机器人市场的61%,金属制品业占8%、橡胶及塑料工业和电子电气行业分别占7%,食品工业占2%,其他工业占15%。 依赖进口——我国工业机器人之阵痛 目前,我国进口的工业机器人主要来自日本,随着我国从劳动密集型向现代化制造业方向发展,虽然机器人保有量达到一定的规模,但与发达国家相比仍然有不少差距。 仅从汽车工业每百万名生产工人占有的机器人来讲,(日本1710台、意大利1600台、美国770台、英国610台、瑞典630台,而我国还不到90台),中国仍然是世界上相对比较落后的国家。面对中国这样庞大的市场,每一个机器人供应商都有着非常大的用武之地。 产业化不足——我国工业机器人之弊端 20世纪90年代末,我国建立了9个机器人产业化基地和7个科研基地。产业化

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